第9课时降低化学反应活化能酶.ppt
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1、回扣基础要点回扣基础要点一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用1.1.细胞代谢:指细胞内细胞代谢:指细胞内 的统称,是细胞的统称,是细胞 的基础。的基础。第三单元 细胞的能量供应 和利用第第9 9课时课时 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶必备知识梳理必备知识梳理化学反应化学反应生命活动生命活动2.2.关于变量关于变量(1 1)变量:是指实验过程中)变量:是指实验过程中 的的 因素。因素。可以变化可以变化 :是指:是指 的变量,如氯化铁的变量,如氯化铁和肝脏研磨液。和肝脏研磨液。自变量自变量人为改变人为改变 :是指随着自变量的变化而变化:是指随着自变量的变化而变化的变量,如
2、的变量,如H H2 2O O2 2的分解速率或酶活性。的分解速率或酶活性。因变量因变量 :是指除自变量外,其他对实验:是指除自变量外,其他对实验结果结果 的可能因素的可能因素,如如H H2 2O O2 2浓度浓度,肝脏研磨液新鲜程度等。肝脏研磨液新鲜程度等。无关变量无关变量能造成影响能造成影响(2 2)(3 3)(4 4)3.3.对照实验:除了对照实验:除了 以外以外,其余因素都其余因素都 保持不变的实验叫做对照实验。它一般要设保持不变的实验叫做对照实验。它一般要设 置置 组和组和 组。组。4.4.活化能:分子从活化能:分子从 转变为容易发生化学反转变为容易发生化学反 应的应的 状态所需要的能
3、量称为活化能。状态所需要的能量称为活化能。5.5.通过通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解”实实 验,证明酶具有验,证明酶具有 能力,同时也证明酶具有能力,同时也证明酶具有 。其催化作用的机理是。其催化作用的机理是 ,使细胞代谢在,使细胞代谢在 条件下快速进行。条件下快速进行。一个因素一个因素对照对照实验实验常态常态活跃活跃催化催化高效性高效性降低化学反应的降低化学反应的活化能活化能温和温和练一练练一练 (1 1)教材)教材P P7979中,中,1 14 4号试管中号试管中 号试管是对照号试管是对照 组,组,号试管是实验组。号试管是实验组。(2 2)高考考点集锦)
4、高考考点集锦 2H2H2 2O O2 2 2H2H2 2O O+O O2 2,该过程有气泡冒出。若该过程有气泡冒出。若 反应一段时间反应一段时间,不再有气泡冒出不再有气泡冒出,说明说明 ;若在不增加若在不增加H H2 2O O2 2量的前提下,使气泡(量的前提下,使气泡(O O2 2)的)的 生成量增加生成量增加,可采取的措施是提高可采取的措施是提高 。2 2、3 3、4 4酶酶反应结束反应结束H H2 2O O2 2的浓度的浓度 1 1二、酶本质的探索二、酶本质的探索1.18571.1857年,法国微生物学家巴斯德认为:没有年,法国微生物学家巴斯德认为:没有 的参与,糖类是不可能变成酒的参与
5、,糖类是不可能变成酒 精的。精的。2.2.德国化学家李比希认为:引起发酵的物质是德国化学家李比希认为:引起发酵的物质是 并裂解后释放出来的。并裂解后释放出来的。3.3.毕希纳把从酵母细胞中提取出的引起发酵的毕希纳把从酵母细胞中提取出的引起发酵的 物质叫物质叫 。酵母活细胞酵母活细胞酵母细胞死亡酵母细胞死亡酿酶酿酶4.19264.1926年,美国的萨姆纳第一个提取出年,美国的萨姆纳第一个提取出 ,并,并 证明了脲酶是证明了脲酶是 ,其作用是分解,其作用是分解 。5.205.20世纪世纪8080年代,美国科学家切赫和奥特曼发现年代,美国科学家切赫和奥特曼发现 少数少数 也具有生物催化功能。也具有生
6、物催化功能。友情提示友情提示 根据上述内容完成教材根据上述内容完成教材P P8282基础题中基础题中 第第1 1题。题。脲酶脲酶蛋白质蛋白质尿素尿素RNARNA三、酶的概念和特性三、酶的概念和特性1.1.概念:酶是概念:酶是 产生的具有产生的具有 作用的有机作用的有机 物物,其中绝大多数酶是其中绝大多数酶是 (极少数是(极少数是RNARNA)。)。2.2.特性特性 (1)(1):酶的催化效率大约是无机催化剂的:酶的催化效率大约是无机催化剂的10107 7 10101313倍。倍。(2)(2)专一性专一性:每一种酶只能催化每一种酶只能催化 化学反应。化学反应。(3)(3)酶的作用条件较酶的作用条
7、件较 :在:在 的温度和的温度和pHpH 条件下,酶的活性最高。温度和条件下,酶的活性最高。温度和pHpH偏高或偏低偏高或偏低,酶酶 的活性都会明显的活性都会明显 。在过酸、过碱或温度过高条。在过酸、过碱或温度过高条 件下酶会变性失活,而在低温条件下酶的活性降件下酶会变性失活,而在低温条件下酶的活性降 低,但不会失活。低,但不会失活。活细胞活细胞催化催化蛋白质蛋白质高效性高效性一种或一类一种或一类温和温和最适宜最适宜降低降低 想一想想一想 (1 1)酶的基本单位、合成场所是什么?)酶的基本单位、合成场所是什么?(2 2)能催化淀粉酶水解的酶是哪种?)能催化淀粉酶水解的酶是哪种?(1 1)氨基酸
8、、)氨基酸、核糖核糖核苷酸、核糖体、细胞核核苷酸、核糖体、细胞核 (2 2)蛋白酶)蛋白酶提示提示构建知识网络构建知识网络考点一考点一 酶的本质、作用及与激素的比较酶的本质、作用及与激素的比较1.1.酶的本质及生理功能酶的本质及生理功能高频考点突破高频考点突破化学本质化学本质 绝大多数是蛋白质绝大多数是蛋白质 少数是少数是RNA RNA 合成原料合成原料 氨基酸氨基酸 核糖核苷酸核糖核苷酸 合成场所合成场所 核糖体核糖体 细胞核(真细胞核(真核生物)核生物)生理功能生理功能 生物催化作用生物催化作用作用机理作用机理降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能 2.2.酶与激素的比较酶与激素的比较酶
9、酶激素激素来源来源活细胞产生活细胞产生专门的内分泌腺或专门的内分泌腺或特定部位细胞产生特定部位细胞产生化学化学本质本质绝大多数是蛋绝大多数是蛋白质,少数是白质,少数是RNARNA固醇类、多肽、蛋固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸、脂白质、氨基酸、脂质等质等生物生物功能功能催化作用催化作用调节作用调节作用共性共性在生物体内均属高效能物质,即含在生物体内均属高效能物质,即含量少、作用大、生物代谢不可缺少量少、作用大、生物代谢不可缺少实验探究实验探究 酶的本质及生理作用的验证实验酶的本质及生理作用的验证实验 1.1.酶是蛋白质的验证实验酶是蛋白质的验证实验 (1 1)实验设计思路)实验设计思路 实验组:待
10、测酶液实验组:待测酶液+双缩脲试剂双缩脲试剂是否出现紫是否出现紫 色反应色反应 对照组:已知蛋白液对照组:已知蛋白液+双缩脲试剂双缩脲试剂紫色反应紫色反应 (2 2)实验结果分析)实验结果分析:通过对照通过对照,实验组若出现紫实验组若出现紫 色,证明待测酶的化学本质是蛋白质;不出现色,证明待测酶的化学本质是蛋白质;不出现 紫色,则该酶液的化学本质不是蛋白质。紫色,则该酶液的化学本质不是蛋白质。(3 3)实验变量)实验变量:自变量是待测酶液和已知蛋白液自变量是待测酶液和已知蛋白液,因变量是是否有紫色反应。因变量是是否有紫色反应。2.2.酶的催化作用酶的催化作用 (1)(1)实验设计思路实验设计思
11、路 实验组:底物实验组:底物+相应酶液检测底物被分解相应酶液检测底物被分解 对照组:底物对照组:底物+等量蒸馏水检测底物不被分解等量蒸馏水检测底物不被分解 (2)(2)实验结果分析:根据底物性质利用相应试剂实验结果分析:根据底物性质利用相应试剂 检测,若底物被分解,则证明酶具有催化作用,检测,若底物被分解,则证明酶具有催化作用,否则不具有催化作用。否则不具有催化作用。(3)(3)实验变量:自变量是相应酶液的有无,因变实验变量:自变量是相应酶液的有无,因变 量是底物是否被分解。量是底物是否被分解。对位训练对位训练1.1.下列关于酶的叙述中,正确的是下列关于酶的叙述中,正确的是 ()A.A.人体中
12、酶的活性受温度、人体中酶的活性受温度、pHpH的影响,并只能的影响,并只能 在人体的内环境中起作用在人体的内环境中起作用 B.B.酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和 高尔基体的加工等几个阶段高尔基体的加工等几个阶段 C.C.与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和 叶绿体基质中叶绿体基质中 D.D.酶均是由腺细胞合成的酶均是由腺细胞合成的,具有高效性、专一性具有高效性、专一性 解析解析 酶发挥作用的场所可以在细胞内、内环酶发挥作用的场所可以在细胞内、内环 境、体内的外环境如消化道或体外环境如试管境、体内的外环境如消化
13、道或体外环境如试管 中;若在细胞内发挥作用如呼吸酶则不需要内中;若在细胞内发挥作用如呼吸酶则不需要内 质网和高尔基体加工;活细胞都可产生酶,故质网和高尔基体加工;活细胞都可产生酶,故 A A、B B、D D都不对。都不对。C2.2.当某种当某种RNARNA存在时存在时,生物体内的某种化学反应能生物体内的某种化学反应能 正常进行,当这种正常进行,当这种RNARNA被有关的酶水解后被有关的酶水解后,此种此种 化学反应的速率便慢了下来。由此可以说明化学反应的速率便慢了下来。由此可以说明 ()A.A.RNARNA是核酸的一种是核酸的一种 B.B.RNARNA也可起生物催化剂的作用也可起生物催化剂的作用
14、 C.C.RNARNA主要存在于细胞质中主要存在于细胞质中 D.D.RNARNA是该种生物的遗传物质是该种生物的遗传物质 解析解析 根据题意分析,可知根据题意分析,可知RNARNA能催化化学反能催化化学反 应,是一种生物催化剂。应,是一种生物催化剂。B考点二考点二 与酶有关的曲线分析与酶有关的曲线分析1.1.酶催化活性的表示方法酶催化活性的表示方法 单位时间内底物的减少量或产物的生成量。单位时间内底物的减少量或产物的生成量。2.2.表示酶高效性的曲线表示酶高效性的曲线 (1 1)催化剂可加快化学反应速率,与无机催化)催化剂可加快化学反应速率,与无机催化 剂相比,酶的催化效率更高。剂相比,酶的催
15、化效率更高。(2 2)酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间)酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间,不不 改变化学反应的平衡点。改变化学反应的平衡点。(3 3)酶只能催化已存在的化学反应。酶只能催化已存在的化学反应。3.3.表示酶专一性的曲线表示酶专一性的曲线 加入酶加入酶B B的反应速率与无酶条件下的反应速率相的反应速率与无酶条件下的反应速率相 同,而加入酶同,而加入酶A A的反应速率随反应物浓度增大明的反应速率随反应物浓度增大明 显加快,说明酶显加快,说明酶B B对此反应无催化作用,进一步对此反应无催化作用,进一步 说明酶具有专一性。说明酶具有专一性。4.4.温度、温度、pHpH影响酶活性的曲线
16、影响酶活性的曲线甲、乙两曲线表明:甲、乙两曲线表明:(1 1)在一定温度范围内,随温度的升高,酶的催)在一定温度范围内,随温度的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱。减弱。(2 2)酶的催化能力的发挥有一个最适)酶的催化能力的发挥有一个最适pHpH,在低于,在低于最适最适pHpH时,随着时,随着pHpH的降低,酶的催化能力逐渐降的降低,酶的催化能力逐渐降低;高于最适低;高于最适pHpH时,随着时,随着pHpH的升高,酶的活性逐的升高,酶的活性逐渐下降。渐下降。(3 3)过酸、过碱、高温都会使酶失活,而低温只)过酸、过碱、高温都会使
17、酶失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性。高可恢复活性。5.5.底物浓度底物浓度 酶量一定的条件下,在一定范酶量一定的条件下,在一定范 围内随着底物浓度的增加,反围内随着底物浓度的增加,反 应速率也增加,但达到一定浓应速率也增加,但达到一定浓 度后不再增加,原因是受到酶数量和酶活性的度后不再增加,原因是受到酶数量和酶活性的 限制。限制。6.6.酶浓度酶浓度 在底物充足、其他条件适宜且在底物充足、其他条件适宜且 固定的条件下,酶促反应速率固定的条件下,酶促反应速率 与酶浓度成正比。与酶浓度成正比。7.7.影响酶活性的曲线影响
18、酶活性的曲线 (1 1)纵坐标为反应物剩余量,剩的越多,生成)纵坐标为反应物剩余量,剩的越多,生成 物越少,反应速率越慢。物越少,反应速率越慢。(2 2)图示)图示pHpH=7=7时,反应物剩余量最少,应为最时,反应物剩余量最少,应为最 适适pHpH。(3 3)当)当pHpH改变时,最适温度保持不变。改变时,最适温度保持不变。对位训练对位训练3.3.右图表示酶活性与温度的关系。右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是下列叙述正确的是 ()()A.A.当反应温度由当反应温度由t t2 2调到最适温度调到最适温度 时,酶活性下降时,酶活性下降 B.B.当反应温度由当反应温度由t t2 2调到最
19、适温度调到最适温度 时,酶活性上升时,酶活性上升 C.C.酶活性在酶活性在t t2 2时比时比t t1 1高,故高,故t t2 2时更适合酶的保存时更适合酶的保存 D.D.酶活性在酶活性在t t1 1时比时比t t2 2低,表明低,表明t t1 1时酶的空间结构时酶的空间结构 破坏更严重破坏更严重解析解析 酶活性受温度的影响,在低温时酶活性低,酶活性受温度的影响,在低温时酶活性低,随着温度的升高,酶活性逐渐增强,到达最适温随着温度的升高,酶活性逐渐增强,到达最适温度后度后,再升高温度,酶活性下降,当温度过高时,再升高温度,酶活性下降,当温度过高时,酶的空间结构被破坏,酶变性失活,因此酶的空间结
20、构被破坏,酶变性失活,因此B B正确。正确。温度由温度由t t2 2下降到最适温度,酶活性升高;酶在低下降到最适温度,酶活性升高;酶在低温时活性降低,但空间结构不会被破坏,温度升温时活性降低,但空间结构不会被破坏,温度升高,酶活性恢复,因此常在低温下保存酶。高,酶活性恢复,因此常在低温下保存酶。答案答案 B4.4.下图表示在不同条件下,酶促反应的速率变化下图表示在不同条件下,酶促反应的速率变化 曲线,下列说法中错误的是曲线,下列说法中错误的是 ()A.A.酶促反应的速率可用底物消失所需的时间酶促反应的速率可用底物消失所需的时间 (或产物生成的速率)来表示(或产物生成的速率)来表示 B.B.和和
21、相比较,酶促反应速率不同,这是相比较,酶促反应速率不同,这是 因为它们的酶浓度和温度不同因为它们的酶浓度和温度不同C.C.ABAB段影响酶促反应速率的主要限制因子是底物段影响酶促反应速率的主要限制因子是底物 浓度浓度D.D.若想探究不同温度对酶活性的影响,至少应设若想探究不同温度对酶活性的影响,至少应设 计计3 3种不同的温度种不同的温度解析解析 和和相比较,相比较,的酶促反应速率慢,这的酶促反应速率慢,这是由温度低,酶活性降低导致的;若探究不同温是由温度低,酶活性降低导致的;若探究不同温度对酶活性的影响,要设置不同的温度梯度来进度对酶活性的影响,要设置不同的温度梯度来进行实验,至少应设计行实
22、验,至少应设计3 3种不同的温度:较低温度、种不同的温度:较低温度、适宜温度和较高温度。适宜温度和较高温度。答案答案 B实验强化在平时实验强化在平时 7.7.酶特性的实验探究酶特性的实验探究1.1.酶的高效性酶的高效性 (1 1)实验设计及现象分析)实验设计及现象分析试试管管号号实验过程实验过程观察指标观察指标实验结实验结果果结果分析结果分析3%3%的过的过氧化氢氧化氢(mLmL)控制控制变量变量H H2 2O O2 2分分解速率解速率(气泡气泡多少多少)无火焰无火焰的卫生的卫生香检测香检测1 12 2无助燃无助燃性性H H2 2O O2 2自然自然分解缓慢分解缓慢2 22 29090水浴水浴
23、加热加热很少很少有助燃有助燃性性加热能促加热能促进进H H2 2O O2 2分分解解3 32 2滴加滴加3.5%3.5%FeClFeCl3 3溶液溶液2 2滴滴较较多多助燃性助燃性较强较强FeFe3+3+能催化能催化H H2 2O O2 2分解分解4 42 2滴加滴加20%20%肝脏肝脏研磨液研磨液2 2滴滴很很多多助燃性助燃性更强更强过氧化氢酶有过氧化氢酶有催化催化H H2 2O O2 2分解分解的作用,且效的作用,且效率高率高(2 2)实验注意问题)实验注意问题实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出的肝脏作实验材料。肝脏如果不新鲜,肝细胞内的肝脏作
24、实验材料。肝脏如果不新鲜,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,使组织中酶分子的数量减少且活性降低。分解,使组织中酶分子的数量减少且活性降低。实验中使用肝脏的研磨液,可以加大肝细胞内实验中使用肝脏的研磨液,可以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。加速过氧化氢的分解。滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管,因为酶的催化效率具有高效性,少量酶带滴管,因为酶的催化效率具有高效性,少量酶带入入FeClFeCl3 3溶液
25、中会影响实验结果的准确性溶液中会影响实验结果的准确性,甚至使甚至使人产生错觉,作出错误的判断。人产生错觉,作出错误的判断。2.2.酶的专一性酶的专一性 (1 1)方案一:用同一种酶催化两种不同物质)方案一:用同一种酶催化两种不同物质 淀粉(非还原糖)淀粉(非还原糖)麦芽糖(还原糖)麦芽糖(还原糖)蔗糖(非还原糖)蔗糖(非还原糖)蔗糖蔗糖 用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后,再用斐用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后,再用斐 林试剂鉴定,根据是否有砖红色沉淀生成来判林试剂鉴定,根据是否有砖红色沉淀生成来判 断淀粉酶是否对二者都有催化作用,从而探索断淀粉酶是否对二者都有催化作用,从而探索 酶的专一性。酶的专
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