细胞代谢和酶.ppt

高中生物高考第一轮复习高中生物高考第一轮复习降低化学反应活降低化学反应活化能的酶化能的酶一、知识整理一、知识整理 1 1细胞代谢细胞代谢 概念：概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。2 2酶酶 概念：概念：活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。本质：本质：绝大多数是蛋白质，少数酶是绝大多数是蛋白质，少数酶是RNARNA。功能：功能：生物催化剂：生物催化剂：a.a.在催化某一反应时，与其他一般无机催化剂在催化某一反应时，与其他一般无机催化剂 一样，一样，能显著降低反应的活化能，提高反应速率，缩短达到平衡能显著降低反应的活化能，提高反应速率，缩短达到平衡的时间，但并不改变反应的方向和平衡常数；的时间，但并不改变反应的方向和平衡常数；b.b.反应前后酶的性质和数量均没有变化。反应前后酶的性质和数量均没有变化。特性：特性：a.a.高效性；高效性；b.b.专一性；专一性；c.c.需要适宜的条件：适宜的温度和适宜的需要适宜的条件：适宜的温度和适宜的pHpH。分布：分布：细胞外细胞外(胞外酶：如各种消化酶胞外酶：如各种消化酶)；细胞内；细胞内(胞内酶：如呼吸氧化酶胞内酶：如呼吸氧化酶)3.3.酶促反应酶促反应由酶催化的化学反应称为由酶催化的化学反应称为酶促反应酶促反应酶促反应过程示意图酶促反应过程示意图底物底物活性活性部位部位酶酶产物产物合成反应合成反应酶促反应过程示意图酶促反应过程示意图酶的活性中心往往与底物分子在空间结构酶的活性中心往往与底物分子在空间结构上有特殊的匹配互补关系，当酶与底物结上有特殊的匹配互补关系，当酶与底物结合时，启动化学反应的发生，如合成反应合时，启动化学反应的发生，如合成反应或分解反应。或分解反应。分解反应分解反应底物底物产物产物蛋白质蛋白质激激素素酶酶酶、激素和蛋白质的比较酶、激素和蛋白质的比较 ABC二、知识延伸二、知识延伸酶酶激素激素维生素维生素来源来源所有活细所有活细胞胞内分泌腺内分泌腺或内分泌或内分泌细胞细胞动物不能动物不能合成或较合成或较少少特性特性均具有微量高效性均具有微量高效性化学成分化学成分主要是蛋主要是蛋白质少数白质少数RNA成分复杂成分复杂小分子有小分子有机物机物生理功能生理功能催化作用催化作用调节作用调节作用辅酶辅酶酶、激素和维生素的区别酶、激素和维生素的区别3.3.酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用 实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解试试管管编编号号加入物加入物质质处处理理观观察气体察气体释释放量放量1 12mLH2mLH2 2O O2 2溶液溶液不作不作处处理理少少2 22mLH2mLH2 2O O2 2溶液溶液9090水浴加水浴加热热多多3 32mLH2mLH2 2O O2 2溶液溶液加加2 2滴滴FeclFecl3 3溶液溶液较较多多4 42mLH2mLH2 2O O2 2溶液溶液加加2 2滴肝滴肝脏脏研磨液研磨液最多最多 通过通过1 1号与号与2 2号相比，号相比，2 2号试管明显的号试管明显的气泡产生，说明升高温度能加快过氧化气泡产生，说明升高温度能加快过氧化氢的分解反应。氢的分解反应。3 3号和号和4 4号试管中都有大量的气泡产生，号试管中都有大量的气泡产生，说明说明Fecl3Fecl3溶液和肝脏研磨液都能催化过溶液和肝脏研磨液都能催化过氧化氢的分解反应；氧化氢的分解反应；4 4号比号比3 3号的反应速号的反应速度快，说明酶的催化效率比度快，说明酶的催化效率比Fecl3Fecl3高。高。结论：酶在细胞代谢中具有催化作用，结论：酶在细胞代谢中具有催化作用，且酶具有高效性。且酶具有高效性。在本实验中应该注意哪些事项？在本实验中应该注意哪些事项？1.1.实验时肝脏必须要新鲜。肝脏如果不新鲜，实验效果不好。实验时肝脏必须要新鲜。肝脏如果不新鲜，实验效果不好。因为酶是蛋白质，如果取材过早，肝细胞内的过氧化氢酶等有因为酶是蛋白质，如果取材过早，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶的数量减少且机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶的数量减少且活性降低。活性降低。2.2.要使用肝脏的研磨液，这样可加大肝细胞内过氧化氢酶要使用肝脏的研磨液，这样可加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。3.3.滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合用一支滴管。原因是酶滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合用一支滴管。原因是酶的催化效率具有高效性，少量酶带入氯化铁溶液中也会影响实的催化效率具有高效性，少量酶带入氯化铁溶液中也会影响实验结果的准确性，导致得出错误的结论。验结果的准确性，导致得出错误的结论。4.4.由于反应速度快，要注意观察实验的现象。由于反应速度快，要注意观察实验的现象。5.5.过氧化氢具有腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。过氧化氢具有腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。1号试管号试管2号试管号试管实实验验步步骤骤一一二二三三实验实验现象现象结论结论各加入各加入唾液淀粉酶唾液淀粉酶1mL，振荡，试管下半，振荡，试管下半 部浸入部浸入3737左右的水中，反应左右的水中，反应5min5min加入加入2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林试剂加入斐林试剂 振荡振荡约沸水浴约沸水浴2min加入加入2mL淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色无变化无变化棕色棕色砖红色沉淀砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。探究酶的特性：专一性探究酶的特性：专一性1号试管号试管淀粉溶液淀粉溶液实验实验步骤步骤一一二二三三四四实验现象实验现象结论结论2号试管号试管3号试管号试管加入唾液淀粉酶加入唾液淀粉酶1mL，振荡，振荡反应约反应约5min试管各加入试管各加入2mL淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色保持保持0冰水中冰水中加热至加热至100加热至加热至37各加入两滴碘液各加入两滴碘液振荡振荡无明显现象无明显现象酶需要适宜的温度，过高或过低都酶需要适宜的温度，过高或过低都酶需要适宜的温度，过高或过低都酶需要适宜的温度，过高或过低都会影响酶的活性会影响酶的活性会影响酶的活性会影响酶的活性蓝色蓝色探究温度对淀粉酶活性的影响探究温度对淀粉酶活性的影响1号试管号试管 实验实验步骤步骤一一二二三三四四实验现象实验现象结论结论2号试管号试管3号试管号试管加加2ml水水3支试管各加入支试管各加入1mL唾液淀粉酶溶液唾液淀粉酶溶液砖红色沉淀砖红色沉淀各加入各加入2ml淀粉溶液，并在淀粉溶液，并在37 下水浴下水浴3支试管分别加入支试管分别加入2ml斐林试剂，边加变边斐林试剂，边加变边振荡，沸水浴振荡，沸水浴2min，观察颜色变化，观察颜色变化无明显变化无明显变化无明显变化无明显变化探究探究pHpH对淀粉酶活性的影响对淀粉酶活性的影响加加2mlHCl加加2mlNaOH酶需要适宜的酶需要适宜的酶需要适宜的酶需要适宜的PHPH值，过高或过低都值，过高或过低都值，过高或过低都值，过高或过低都会影响酶的活性会影响酶的活性会影响酶的活性会影响酶的活性三、知识拓展三、知识拓展 1.1.影响酶活性的因素：除温度和影响酶活性的因素：除温度和PH PH 对酶对酶活性的影响外，酶浓度和反应底物的浓度也活性的影响外，酶浓度和反应底物的浓度也能影响酶促反应的速度。能影响酶促反应的速度。甲甲乙乙 丙丙 丁丁影响酶促反应的因素影响酶促反应的因素1、温度、温度 低低温温不不破破坏坏酶酶的的分分子子结结构构，高高温温会会导导致致酶酶的的空空间间结结构构遭遭到到破破坏坏，从从而而失失去去活活性性。而而变变性性是是不不可可逆逆的的，所所以以在在最最适适温温度两侧的曲线是不对称的度两侧的曲线是不对称的 一般来说影响蛋白质活性一般来说影响蛋白质活性的因素都能影响酶的活性。的因素都能影响酶的活性。2、PH值值 在最适在最适pHpH值两侧的曲线基本是对称的，值两侧的曲线基本是对称的，强酸和强碱破坏酶的分子结构，从而彻底强酸和强碱破坏酶的分子结构，从而彻底失去活性。失去活性。3 3、底物的浓度：在酶量一定的条件下，在一、底物的浓度：在酶量一定的条件下，在一定范围内会随着底物浓度的增加，反应速度也增定范围内会随着底物浓度的增加，反应速度也增加，但底物达到加，但底物达到定浓度后也就不再增加了，原定浓度后也就不再增加了，原因是酶饱和了。因是酶饱和了。4 4、酶的浓度：在底物充足，其他条件、酶的浓度：在底物充足，其他条件固定的条件下，酶促反应的速率与酶的浓固定的条件下，酶促反应的速率与酶的浓度成正比。度成正比。酶的浓度酶的浓度 5 5、时间：、时间：即使在最适温度和即使在最适温度和pHpH值的条件下，酶值的条件下，酶的催化能力也不是一成不变的，酶在的催化能力也不是一成不变的，酶在“工工作作”了一段时间后会发生钝化现象，即催了一段时间后会发生钝化现象，即催化能力开始下降，最后失去催化能力，因化能力开始下降，最后失去催化能力，因为任何蛋白质分子都有一定的寿命。为任何蛋白质分子都有一定的寿命。这些严重钝化或失去催化能力的酶在这些严重钝化或失去催化能力的酶在细胞中水解酶的作用下会被分解成氨基酸，细胞中水解酶的作用下会被分解成氨基酸，氨基酸可以再度合成蛋白质。氨基酸可以再度合成蛋白质。1、细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，、细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为，是细胞的基础。统称为，是细胞的基础。2、分子从转变为容易发生化学反应的、分子从转变为容易发生化学反应的所需要的能量，称为。所需要的能量，称为。3、同无机催化剂相比，酶的作用、同无机催化剂相比，酶的作用更显著，因而催化效率更高。更显著，因而催化效率更高。4、实验过程中可以变化的量：、实验过程中可以变化的量：人为改变的变量：人为改变的变量：随着自变量的变化而变化的变量：随着自变量的变化而变化的变量：除自变量外，其他对实验结果能造成影响的除自变量外，其他对实验结果能造成影响的可变因素：可变因素：练习练习细胞代谢细胞代谢生命活动生命活动常态常态活跃态活跃态活化能活化能降低活化能降低活化能变量变量无关变量无关变量因变量因变量自变量自变量对照实验：除了一个因素以外，其余因素都对照实验：除了一个因素以外，其余因素都的实验。它一般要设置和。的实验。它一般要设置和。5、酶是产生的具有作用的，、酶是产生的具有作用的，其中绝大多数酶是。酶的特点有、其中绝大多数酶是。酶的特点有、。、。6、请看图回答、请看图回答（1）ab说明说明（2）b点所代表的意义是点所代表的意义是（3）b c说明说明不变不变保持保持对照组对照组实验组实验组活细胞活细胞催化催化有机物有机物蛋白质蛋白质高效性高效性专一性专一性作用条件较温和作用条件较温和酶活性随温度升高而增强。酶活性随温度升高而增强。在一定温度范围内，在一定温度范围内，超过最适温度后，超过最适温度后，酶活性随温度升高而降低。酶活性随温度升高而降低。1、同一个体内的各类活细胞所含酶的、同一个体内的各类活细胞所含酶的A种类有差异，数量相同种类有差异，数量相同B种类有差异，数量不同种类有差异，数量不同C种类无差异，数量相同种类无差异，数量相同D种类无差异，数量不同种类无差异，数量不同巩固练习：巩固练习：B2 2、下列有关酶的正确叙述是：、下列有关酶的正确叙述是：A A、是有分泌功能的细胞产生的、是有分泌功能的细胞产生的 b b、有的从食物获得，有的在体内转化而来、有的从食物获得，有的在体内转化而来c c、凡是活细胞都能产生酶、凡是活细胞都能产生酶 d d、酶多数是蛋白质、酶多数是蛋白质 e e、有的酶是蛋白质，有的是固醇、有的酶是蛋白质，有的是固醇 f f、酶在代谢中有多种功能、酶在代谢中有多种功能 g g、在新陈代谢和生殖发育中起调控作用、在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 h h、酶只是起催化作用、酶只是起催化作用A A、cdh Bcdh B、abe Cabe C、cfg Dcfg D、aghaghA3生命活动中，酶是不可缺少的生物催化剂，以生命活动中，酶是不可缺少的生物催化剂，以下四种酶的作用对象分别是下四种酶的作用对象分别是 ()肽酶肽酶 解旋酶解旋酶 纤维素酶纤维素酶 ATP水解水解酶酶 A.碱基间氢键、肽键、细胞壁、磷酸基团碱基间氢键、肽键、细胞壁、磷酸基团 B.肽键、碱基间氢键、细胞壁、高能磷酸键肽键、碱基间氢键、细胞壁、高能磷酸键 C.肽键、碱基间氢键、原生质体、肽键、碱基间氢键、原生质体、NADPH D.R基、脱氧核苷酸、细胞膜、基、脱氧核苷酸、细胞膜、ATPB4、将乳清蛋白，淀粉，胃蛋白酶，唾液淀粉酶和适量、将乳清蛋白，淀粉，胃蛋白酶，唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器内，调整的水混合装入一容器内，调整PH至至2.0，保存在，保存在37摄氏摄氏度的温水内，过一段时间后，容器内剩余的物质是度的温水内，过一段时间后，容器内剩余的物质是 （）A 淀粉、胃蛋白酶、多肽、水淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B 唾液淀粉酶、麦芽酶、胃蛋白酶、多肽唾液淀粉酶、麦芽酶、胃蛋白酶、多肽C 唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D 唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水5、将胃液的、将胃液的PH从从10降到降到2的过程中，胃液中胃蛋白酶的过程中，胃液中胃蛋白酶的活性的变化是（的活性的变化是（）A 一直上升一直上升 B 没有变化没有变化 C 先升后降先升后降 D 先降后升先降后升 AB 6 6、下图纵轴为酶促反应速度，横轴为底物浓下图纵轴为酶促反应速度，横轴为底物浓度，其中正确表示酶量增加度，其中正确表示酶量增加1 1倍时，底物浓度和反倍时，底物浓度和反应速度关系的是（应速度关系的是（）2007广东生物）动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酸，能专一催化1 mol谷氨酸分解为1 mol，氨基丁酸和1 mol CO2。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后，在谷氨酸起始浓度为10mmol/L l最适温度、最适pH的条件下，对该酶的催化反应过程进行研究，结果见下图。产物产物CO2浓度随时间变化曲线图浓度随时间变化曲线图（注：酶浓度固定）（注：酶浓度固定）酶催化反应速率随酶浓度变化曲线酶催化反应速率随酶浓度变化曲线（注：反应物浓度过量）（注：反应物浓度过量）请根据以上实验结果，回答下列问题：请根据以上实验结果，回答下列问题：（1）在图）在图38一一1画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线（请用曲线（请用“1”标注）。标注）。（2）当一开始时，将混合物中谷氨酸脱羧酸的浓度增加）当一开始时，将混合物中谷氨酸脱羧酸的浓度增加50%或降低反应温度或降低反应温度10，请在图，请在图38一一1中分别画出理想中分别画出理想条件下条件下CO2 浓度随时间变化的曲线（请用浓度随时间变化的曲线（请用“2”标注酶浓度标注酶浓度增加后的变化曲线，用增加后的变化曲线，用“3”标注温度降低后的变化曲线），标注温度降低后的变化曲线），并分别说明原因。并分别说明原因。（3）重金属离子能与谷氨酸脱羧酸按比例牢固结合，不）重金属离子能与谷氨酸脱羧酸按比例牢固结合，不可解离，迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下，向可解离，迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下，向反应混合物中加入一定量的重金属离子后，请在图反应混合物中加入一定量的重金属离子后，请在图382中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线（请用中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线（请用“4”标标注），并说明其原因。注），并说明其原因。（2）当谷氨酸脱竣酶的浓度增加）当谷氨酸脱竣酶的浓度增加50%时，见曲线时，见曲线2，其原因：，其原因：酶量增加酶量增加50%，酶催化反应速率相应提高，反应完成所需时，酶催化反应速率相应提高，反应完成所需时间减少。间减少。当温度降低当温度降低10时，见曲线时，见曲线3，其原因：温度降低，酶催化，其原因：温度降低，酶催化反应速率下降，但酶并不失活，反应完成所需时间增加。反应速率下降，但酶并不失活，反应完成所需时间增加。（3）见曲线）见曲线4（注：曲线（注：曲线4为一条不经过原点的平行直线，为一条不经过原点的平行直线，平移距离不限）。原因：一定量的重金属离子使一定量的酶平移距离不限）。原因：一定量的重金属离子使一定量的酶失活，当加入的酶量使重金属离子完全与酶结合后，继续加失活，当加入的酶量使重金属离子完全与酶结合后，继续加入的酶开始表现酶活力，此时酶的催化反应速率与酶浓度变入的酶开始表现酶活力，此时酶的催化反应速率与酶浓度变化的直线关系不变。化的直线关系不变。