高中生物必修一降低化学反应活化能的酶.pptx
《高中生物必修一降低化学反应活化能的酶.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中生物必修一降低化学反应活化能的酶.pptx(82页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第5章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质1.酶在细胞代谢中的作用(1)细胞内化学反应(2)比较过氧化氢在不同条件下的分解:实验原理:FeCl3溶液过氧化氢酶实验过程和现象:试管试管编号编号加入加入物质物质处理处理现象现象1 12 mL2 mLH H2 2O O2 2溶液溶液不处理不处理基本无气泡产生基本无气泡产生2 29090水浴加热水浴加热有有_产生产生3 3加加2 2滴滴_有较多气泡产生有较多气泡产生,并使卫生香燃烧并使卫生香燃烧4 4加加2 2滴滴_有更多气泡产生有更多气泡产生,并使卫生香猛烈并使卫生香猛烈燃烧燃烧FeCl3溶液肝脏研磨液少量气泡产生场所:
2、_生理作用:_化学本质:_ 2.酶的作用原理和本质(1)酶的作用原理:活化能:分子从_ 转变为容易发生化学反应的_ 状态 所需要的能量。作用机制:同无机催化剂相比,酶降低_ 的作用更显著,因而催化效率更高结果:正是由于酶的催化作用,细胞代谢才能在_ 条件下 快速进行(2)酶的本质常态活跃活化能温和活细胞催化作用蛋白质或RNA二、酶的特性1.酶的特性(连线)2.温度和pH对酶活性的影响条件条件酶活性酶活性温度温度pHpH最高最高最适最适最适最适失活失活_对应对应曲线曲线过高过高或过低【思考辨析】1.判断正误(1)酶是活细胞产生的,只能在细胞内起作用。()【分析】酶是活细胞产生的,只要条件适宜,酶
3、在细胞内、细胞外和体外都能发挥作用。(2)所有的酶都是在核糖体上合成的。()【分析】酶的本质是蛋白质或RNA,蛋白质是在核糖体上合成的,而RNA不是在核糖体上合成的。(3)在温度过高或过低时,酶均能失去活性。()【分析】酶在温度过高时会失活,而在低温条件下酶的活性降低。(4)酶是通过降低活化能来起到催化作用的。()2.问题思考(1)在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,自变量有哪些?如何衡量自变量对因变量的作用?提示:自变量有90水浴加热、3.5%的FeCl3溶液2滴、20%的肝脏研磨液2滴;可以通过产生气泡的多少或使卫生香燃烧的程度来衡量自变量对因变量的作用。(2)从蛋白质的结构和特点
4、等方面来分析,在强酸、强碱或温度过高的条件下,酶为什么会失活?该如何保存酶?提示:在强酸、强碱或温度过高的条件下,蛋白质的空间结构遭到破坏,其生物活性就会丧失。应该在适宜的温度和pH等条件下保存酶。一、酶的作用、本质及高效性的相关实验分析1.酶的概念和作用机理(1)酶的概念: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RNARNA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细胞核(主要主要)来源来源一般活细胞中均能产生一般活细胞中均能产生生理功能生理功能具有生物催化功能具有生物催化功能特性特性专一性、高效性、需要适宜的专一性、高效性、需要适
5、宜的pHpH和温度等和温度等(2)酶的作用机理:酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能,分析如下:图中ac和bc段分别表示无催化剂和酶催化时反应进行所需要的活化能。若将酶变为无机催化剂,则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能,但会提供活化能。2.“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验分析试试管管号号3%3%的的H H2 2O O2 2溶溶液液自变量自变量因变量因变量点燃卫点燃卫生香检测生香检测结果分析结果分析处理方法处理方法气泡多少气泡多少1 12 mL2 mL几乎没有几乎没有无复燃无复燃H H2 2O O2 2自然分解自然分解缓慢缓慢2 22 mL2 mL9090左右水浴加左右水浴
6、加热热有一些有一些有复燃有复燃加热能促进加热能促进H H2 2O O2 2分解分解3 32 mL2 mL滴加质量分数为滴加质量分数为3.5%FeCl3.5%FeCl3 3溶液溶液2 2滴滴较多较多复燃性复燃性较强较强FeFe3+3+能催化能催化H H2 2O O2 2的分解的分解4 42 mL2 mL滴加质量分数为滴加质量分数为20%20%的肝脏研磨液的肝脏研磨液2 2滴滴很多很多复燃性复燃性更强更强过氧化氢酶过氧化氢酶有催化有催化H H2 2O O2 2分分解的作用解的作用,且且效率高效率高结论:过氧化氢酶的催化效率高于FeCl3溶液等无机催化剂的催化效率,所以酶的催化作用具有高效性。【警示
7、钟】对酶作用本质的错误理解(1)酶的作用并不是为反应提供能量,而是降低了反应发生所需要的能量。(2)蛋白酶并不会使所有酶失去活性,有少部分酶的化学本质是RNA。【学而后思】“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,为什么要用新鲜的肝脏研磨液?提示:若肝脏研磨液不新鲜,肝细胞内过氧化氢酶的活性会降低。命题角度 1 酶化学本质的分析【典例训练1】甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如右图所示。下列分析错误的是()A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解B.甲酶不可能是具有催化功能的RNAC.乙酶的化学本质为蛋白质D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变【解题关键】解答本题的关键是通过图中蛋白
8、酶对两种酶的作用结果来判断两种酶的化学本质,然后逐项分析。【解析】选B。酶的作用具有专一性,用蛋白酶处理后,蛋白质类酶的活性会因其分子结构改变而逐渐降低,非蛋白质类酶的活性不受影响。酶的化学本质是蛋白质或RNA,因此乙酶的化学本质是蛋白质,甲酶的化学本质是RNA。酶的生理作用都是催化作用。命题角度 2 酶高效性的实验分析【典例训练2】(2013邢台高一检测)某同学为了探究“植物体内有关过氧化氢酶催化过氧化氢分解的问题”设计了如下实验,将四种植物器官各称取3 g,切成小薄片放入试管中,编号后进行实验。(备注:“+”表示有,“/”表示无)序号序号植物材料植物材料名称名称3 mL3 mL3%H3%H
9、2 2O O2 2反应现象反应现象反应速率反应速率产生气产生气泡多少泡多少1 1/+缓慢缓慢少少2 2马铃薯块茎马铃薯块茎+迅速迅速大量大量3 3苹果果实苹果果实+慢慢不多不多4 4胡萝卜直根胡萝卜直根+快快多多5 5白菜叶柄白菜叶柄+较快较快较多较多以下分析不正确的是()A.试管1在本实验中起空白对照的作用B.不同植物组织器官中过氧化氢酶的活性或含量可能不同C.表中材料胡萝卜直根中过氧化氢酶的催化活性最高D.若用以上各器官的研磨液3 g,实验组的反应速率都加快【解题关键】解答本题的关键是:(1)找出本实验中的自变量及自变量的作用本质;(2)通过反应现象分析植物材料与因变量的关系。【解析】选C
10、。实验中的自变量是不同植物的器官,其中试管1中没有加入催化剂,属于对照组;由于加入的各种植物组织都是3 g,但不同植物组织中酶的含量是不同的,所以通过实验结果不能判断出酶的活性高低,只能反映出酶促反应速率的快慢。将以上各器官研磨后,过氧化氢与过氧化氢酶接触的机会增多,实验组的反应速率都会加快。【互动探究】(1)若上述实验各器官过氧化氢酶的含量是相同的,哪一组酶的活性最高?提示:马铃薯块茎中酶的活性最高。(2)上述实验中若酶的活性不同,会是由温度不同引起的吗?提示:不会。因为实验中的无关变量是相同的。二、酶特性的相关实验1.高效性(1)表示曲线:(2)实验验证:实验组:底物+生物催化剂(酶)底物
11、分解速率(或产物形成的速率)对照组:底物+无机催化剂底物分解速率(或产物形成的速率)2.专一性(1)原因:酶只能催化与其结构互补的底物。(2)实验验证:实验组:淀粉+淀粉酶麦芽糖对照组:蔗糖+淀粉酶不分解,仍为蔗糖现象:两组中都加入斐林试剂,并水浴加热,只有组中出现砖红色沉淀。3.温度和pH对酶活性的影响(1)实验课题及变量分析:课题名称课题名称用淀粉酶探究温度用淀粉酶探究温度对酶活性的影响对酶活性的影响用过氧化氢酶探究用过氧化氢酶探究pHpH对酶活性对酶活性的影响的影响实验材料实验材料淀粉溶液、唾液淀淀粉溶液、唾液淀粉酶粉酶肝脏研磨液、过氧化氢溶液肝脏研磨液、过氧化氢溶液自变量自变量温度温度
12、pHpH自变量的自变量的设置方法设置方法分别用分别用3737的水、的水、沸水、冰水处理沸水、冰水处理分别用蒸馏水、分别用蒸馏水、HClHCl溶液、溶液、NaOHNaOH溶液处理溶液处理因变量因变量酶活性酶活性酶活性酶活性因变量的因变量的观察指标观察指标加碘液后溶液颜色加碘液后溶液颜色变化的速率变化的速率氧气产生的速率氧气产生的速率无关变量无关变量pHpH相同且适宜等相同且适宜等温度相同且适宜等温度相同且适宜等(2)方法步骤:【学而后思】验证酶专一性的实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂?提示:不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解,蔗糖分子是否被水解都不会使碘液变色。【典例训练3】(201
13、2福建高考)回答下列问题。大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中蛋白酶的活性进行研究。(1)查询资料得知,18时,在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知,在各自最适pH下,三种蛋白酶催化效率最高的是 。(2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在1518之间。学习小组假设:大菱鲆蛋白酶的最适温度在1518间。他们设置15、16、17、18的实验温度,探究三种酶的最适温度。探究实验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是,可用试剂鉴定。胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在。为了控制实验温度,装有酶和底物的试管应置于_ 中以保持恒温。单位时
14、间内可以表示蛋白酶催化效率的高低。实验结果如图2,据此能否确认该假设成立?。理由是:。【解题关键】解答本题的关键是:(1)通过分析图1明确各种酶的最适pH。(2)酶的活性代表酶的催化效率。(3)图2中各种酶的催化效率并未达到峰值。【解析】(1)由坐标图中三种酶的活性可知,在最适pH时,幽门盲囊蛋白酶的活性最高,因此幽门盲囊蛋白酶的催化效率最高。(2)本实验探究蛋白酶的最适温度,因此实验需要的底物为蛋白质,鉴定蛋白质可用双缩脲试剂,该试剂可与蛋白质发生紫色反应。测定酶的最适温度时,应提供最适的外界环境,即给各种酶提供最适pH,由图1可知,胃蛋白酶和幽门盲囊蛋白酶的最适pH分别是2和8。本实验的自
15、变量是温度,因此各组实验应保持恒定的温度,保持恒温的主要方法是通过水浴加热;通过产物的生成量或底物的消耗量可测定蛋白酶的催化效率的高低。由图2可以看出,在1518范围内,随着温度的升高,蛋白酶的活性一直在增强,没有出现下降的拐点,因此,不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度在1518间。答案:(1)幽门盲囊蛋白酶(2)蛋白质双缩脲2和8水浴底物消耗量(或产物生成量)不能在1518范围内,随着温度的升高,酶活性一直在增强,没有出现下降的拐点,所以不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度【互动探究】(1)若胃蛋白酶随食物进入大菱鲆的小肠中,其活性如何变化?提示:失活,因为小肠中的pH在8左右,而胃蛋白酶在此pH下会
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中生物 必修 降低 化学反应 活化能
限制150内