细胞代谢（第一讲） 酶与ATP 授课老师：卫姚

一、酶的知识回顾 1.细胞代谢 2.酶（催化作用、活化能、高效性、专一性、最适温度、最适pH值）

（一）酶的基础知识理解 ①只有具有分泌功能的细胞才能产生 ②其合成场所为核糖体，所需原料为氨基酸 ③只能在细胞内起催化作用 1、 请评析下面有关酶的叙述 ①只有具有分泌功能的细胞才能产生 ②其合成场所为核糖体，所需原料为氨基酸 ③只能在细胞内起催化作用

（一）酶的基础知识理解 2、下列关于酶的叙述中，正确的是（ ） A.所有酶用双缩脲试剂进行检测都可以呈现紫色反应 2、下列关于酶的叙述中，正确的是（ ） A.所有酶用双缩脲试剂进行检测都可以呈现紫色反应 B.生长激素与呼吸酶不可能来自同一个细胞 C.消化酶要经过核糖体的合成，内质网和高尔基体的加工等阶段，分泌到细胞外才发挥作用 D.与蓝藻光合作用有关的酶分布在叶绿体类囊体薄膜上和基质中 C

（二）与酶相关的实验设计及分析 完成下表——与酶相关的实验分析并体会其思路。 待测 酶液+ 双缩脲 试剂 是否 出现紫 色 验证 酶具有 实验目的 实验组 对照组 实验组衡量标准 自变量 因变量 无关变量 验证某种酶是蛋白质 ① 已知蛋白液+双缩脲试剂 是否出现紫色 待测酶液和已知蛋白液 ② ③ 底物+相应酶液 ④ 底物是否被分解 相应酶液的有无 ⑤ 底物量、温度等 待测 酶液+ 双缩脲 试剂 是否 出现紫 色 验证 酶具有 催化作 用 底物 +等量 蒸馏水 底物 是否被 分解

pH梯度下的同一pH处理后的底物和酶混合 验证酶的专一性 ⑥ ⑦ 底物是否被分解 ⑧ 酶的数量、温度等 ⑨ 底物+相应酶液 底物+无机催化剂 底物分解速率 ⑩ 底物的数量、温度等 探究酶的适宜温度 底物的分解速率或底物的剩余量 酶的活性 底物和酶的量、溶液pH、反应时间等 pH梯度下的同一pH处理后的底物和酶混合 另一底物 +相同酶液 或同一底物 +另一酶液 不同底 物或不同 酶液 底物+ 相应酶液 无机催 化剂和酶 验证酶 的高效性 温度梯 度下的同 一温度处 理后的底 物和酶混 合 温度 底物和 酶的量、 溶液温度、 反应时间 等 探究酶 的最适pH pH

（三）与酶有关的图形分析 （1）图1： ①图1是表示 的曲线。 酶高效性 ②你还能从图中能读出什么信息？ a： 。 ①图1是表示 的曲线。 ②你还能从图中能读出什么信息？ a： 。 酶高效性 催化剂可加快化学反应速率，与无机盐催化剂相 比，酶的催化效率更高 酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变 化学反应的平衡点 b： 。

（三）与酶有关的图形分析 （2）图2： ①图2是表示 的曲线。 酶专一性

反应溶液酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度 （3）图3 ①图3中三个曲线是表示 的曲线。 ②你从图中能读出什么信息？ a： 。 b： 。 c： 。 影响酶活性因素 在一定温度(pH)范围内，随温度（pH）的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶的催化剂作用逐渐减弱 过酸、过碱、高温使酶丧失活性；低温抑制酶的活性 反应溶液酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度

（4）图4： ①图4中两曲线是表示 的曲线。 ②你从图中读出什么信息？ a： 。 b： 。 底物浓度和酶浓度对酶促反应影响 在其他条件适宜，酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，酶促反应速率不再增加（主要受酶数量和酶活性限制） 底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比

3、下图表示在不同条件下，酶催化反应的速度（或生成物量）变化情况。以下叙述错误的 （ ） A.图①能用来表示反应物浓度与反应时间的关系 B.图②虚线表示增加酶浓度后，其他条件不变时，生 成物量与反应时间关系的变化情况 C.若图②中的实线表示过氧化氢酶对H2O2分解的催化 效率，则虚线表示Fe3+的催化效率 D.图②可以用来表示不同温度下，生成物量与反应时间 的关系 C

（四）构建与酶有关的知识网络 1.具有专一性的物质或结构

（四）构建与酶有关的知识网络 1.具有专一性的物质或结构 ①酶 ②载体 ③激素 ④tRNA ⑤抗原(抗体） ⑥限制性核酸内切酶 2.高中阶段学过的酶 （1）物质代谢中的酶： （2）遗传变异中的酶： （3）生物工程中的酶：

（四）构建与酶有关的知识网络 1.具有专一性的物质或结构 ①酶 ②载体 ③激素 ④tRNA ⑤抗原(抗体） ⑥限制性核酸内切酶 2.高中阶段学过的酶 （1）物质代谢中的酶：淀粉酶、麦芽糖酶、脂肪酶、蛋 白酶、光合作用酶、呼吸作用酶、ATP合成酶、ATP水 解酶等。 （2）遗传变异中的酶：解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合 酶、逆转录酶等。 （3）生物工程中的酶：限制性核酸内切酶、DNA连接酶、纤维素酶和果胶酶、胰蛋白酶等。

二、ATP的知识回顾 ATP（ADP、高能磷酸键、腺苷、直接能源）

ATP与ADP相互转化的场所及对应的生理过程 细胞结构 ADP→ ATP ATP→ ADP 主要的生理功能举例 细胞膜上 的载体 细胞质 基质 叶绿体 线粒体 核糖体 高尔基体 内质网 细胞核

DNA的复制、转录 ATP与ADP相互转化的场所及对应的生理过程 细胞结构 ADP→ ATP ATP→ ADP 主要的生理功能举例 细胞膜上 的载体 √ 葡萄糖、氨基酸、无机盐离子等物质的主动运输 细胞质 基质 细胞呼吸的第一阶段；许多生化反应进行的场所 叶绿体 光反应产生ATP，暗反应消耗ATP 线粒体 有氧呼吸第二、三阶段可产生ATP；自身DNA复制等 核糖体 氨基酸合成蛋白质时要消耗ATP 高尔基体 植物细胞壁的形成，动物细胞分泌物的分泌 内质网 有机物的合成、运输 细胞核 DNA的复制、转录

D

2、如图甲表示麦芽糖酶催化麦芽糖水解的模型，图乙表示在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系。下列相关叙述错误的是(　　) D A．该模型能解释酶的催化具有专一性，其中a代表麦芽糖酶 B．限制f～g段上升的原因是酶的数量，故整个实验中应设置 “麦芽糖酶的量一定” C．在最适温度下，如果温度升高或降低5℃，f点都将下移 D．可用斐林试剂鉴定麦芽糖酶是否完成对麦芽糖的催化分解

3.下列各项描述错误的是 （ ） ①生物体内的酶都是由活细胞产生的，其合成包括转录和翻译两个过程 ②同一生物体内的各种酶要求的催化条件不一定相同，其催化效率受温度和pH的影响 ③酶在新陈代谢和生殖发育中起调节作用 ④ATP与ADP的相互转化，使生物体内的各项反应能在常温常压下快速顺利地进行 ⑤各种组织干细胞分化形成不同组织细胞是基因选择性表达的结果 ⑥肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程表现了细胞的全能性

A.①③④⑥ B.②④⑤⑥ C.①②③⑥ D.①④⑤⑥ 解析 大部分酶是蛋白质，少量的酶是RNA，蛋白质类酶的合成包括转录和翻译两个过程；同一生物体内的不同酶要求的催化条件不同，大部分酶在pH=7的情况下活性最高，而胃蛋白酶在pH=2时活性最高；酶只起催化作用，生物体内的各项反应能在常温常压下快速、顺利地进行是酶催化作用的结果；细胞分化的过程是基因选择性表达的结果；全能性是指高度分化的细胞具有发育成新个体的潜能；肝脏干细胞只是分化成肝脏细胞，并没有发育成一个新个体，因此未表现出细胞的全能性。 答案 A

D

5.下列有关ATP的叙述，正确的是 （ ） ①人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等 ②若细胞内Na+浓度偏高，为维持Na+浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加 ③人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加 ④人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 解析 剧烈运动时，骨骼肌会进行一定程度的无氧呼吸，而无氧呼吸消耗每摩尔葡萄糖生成的ATP量比有氧呼吸少的多；细胞内ATP和ADP的量很少，但在不同的生理状况下都可以实现动态平衡。 B

非选择题：猪笼草是一种食虫植物，它以变态叶捕捉昆虫，以其分泌物消化虫体。为探究该分泌物里是否含有蛋白酶和脂肪酶，有位同学设计了一个实验方案包含有实验原理、材料用具、实验假设、方法步骤及相应的结论），请你完成实验方案的有关设计。 （1）实验原理：酶的作用具有专一性和条件温和性等特点。 （2）材料用具：洁净的试管若干支、瘦肉、肥肉、清水、新鲜的猪笼草分泌物、水浴锅等。 （3）实验假设： 。 猪笼草的分泌物中有蛋白酶和脂肪酶

（4）实验步骤 ①取洁净的试管4支，分为Ⅰ、Ⅱ两组，分别标号为A与A′、B与B′； ②向A、B试管中各加入2 mL新鲜的猪笼草分泌物，A′、B′试管中加入等量的清水； ③向A与A′、B与B′试管中分别各加入适量且等量的瘦肉块和肥肉块； ④ ； 将4支试管放入温度相同且适宜的水浴锅中，保持其他条件相同且适宜，反应一段时间后，同时观察各试管中瘦肉块和肥肉块是否消失

若A组试管中瘦肉块消失，A′组的不消失，则说明猪笼草分泌物中含有蛋白酶；若A与A′组的瘦肉块都不消失，则说明猪笼草分泌物中没有蛋白酶 （5）预测Ⅰ组可能出现的结果及相应的结论： 。 解析 猪笼草分泌物能消化虫体，虫体里一般含有蛋白质、脂肪和糖类，该实验的目的为探究猪笼草的分泌物中是否含有蛋白酶和脂肪酶。实验自变量是加入两种不同的底物（即蛋白质和脂肪）。

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