高一生物降低化学反应活化能的酶-2.ppt

第五章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶 1 2 3 细胞的能量代谢 酶 ATP 能量来源 光合作用 能量利用 呼吸作用 细胞代谢细胞中全部的有序的化学反应的统称 酶在细胞代谢中的作用 酶的特性之一 高效性 实验一 酶VS无机催化剂 共同点 反应前后 自身的性质 数量不改变 可以加快反应速度 但并不改变反应本身的平衡 酶催化作用的机理 降低化学反应的活化能 有一种酶催化反应P Q R 右图中实线表示在没有酶时此反应的进程 在t1时 将催化此反应的酶加于反应混合物中 图中表示此反应进行过程的曲线是 P Q R 分别代表P Q R的浓度 A 曲线AB 曲线BC 曲线CD 曲线D C 酶的本质 资料分析 巴斯德和李比希观点的比较 巴斯德1822 1895 法国 微生物学家 通过显微镜观察发现发酵的过程中有酵母菌存在结论 没有活细胞 糖类不可能变成酒精 李比希1803 1873 德国 化学家 通过对化学变化的研究认为糖类变成酒精就是化学反应结论 在这个变化过程中 只有细胞死亡后放出了某些物质起了作用 酶的本质 资料分析 1 从巴斯德研究的领域来看 他得出结论的出发点主要是什么 2 从李比希研究的领域来看 他得出结论的出发点主要是什么 3 巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义 各有什么局限性 巴斯德是微生物学家 他主要强调生物体或细胞的整体作用 李比希是化学家 倾向于从化学的角度考虑问题 巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的 但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质起作用是不正确的 李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的 但是认为这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的 巴斯德是微生物学家 特别强调生物体或细胞的作用 李比希是化学家 倾向于从化学的角度考虑问题 他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在他们争论的焦点上 使科学研究更加有的放矢 酶的本质 资料分析 4 科学发展过程中出现争论是正常的 试分析巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么 这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用 5 他们的争论被哪位科学家的研究成果平息了 6 请分析毕希纳研究的过程 毕希纳 实验 酵母细胞研磨 加水搅拌 加压过滤 含酵母细胞的提慑液 加入葡萄糖 现象 冒出气泡 酶的本质 资料分析 6 请分析毕希纳研究的过程 7 从毕希纳的实验可以得出什么结论 8 你认为毕希纳只凭上面的实验能不能说明酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样 毕希纳的实验说明 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用 就像在活酵母细胞中一样 不能 对照实验 将酵母菌分成两等份 一半直接加入葡萄糖 另一半通过研磨 过滤等过程来进行 观察结果是否一样 酶的本质 资料分析 9 那还应做怎样的实验 10 有人说毕希纳的研究成果与前人无关 你同意这样的观点吗 11 萨姆纳研究哪种酶 是如何确定的 不同意 正是由于巴斯德 李比希的研究确定了争论的焦点 使得毕希纳的研究更加具有针对性 脲酶 借助其他科学家的研究 知道刀豆种子中脲酶的含量比较高 在这个实验中首先可以证明是不是蛋白质 用双缩脲试剂这个特有反应来鉴定 然后根据脲酶的特性 是否能促使尿素分解为氨和二氧化碳 来判断它不是脲酶 酶的本质 资料分析 12 脲酶提取出了 根据你学过的知识如何证明它就是脲酶 不是细胞中其他的有机物呢 13 萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质 并因此荣获诺贝尔化学奖 你认为他成功的主要原因是什么 14 1926年萨姆纳的重要科学研究成果让人们知道脲酶就是蛋白质 后来其他科学家也提取了其他种类的酶 也证明是蛋白质 所以在以后一段较长的时间 人们都认为酶就是蛋白质 科学家得出的结论应用的什么方法 萨姆纳历时9年用正确的科学方法 将酶提纯出来 他有一种坚持不懈 百折不挠的科学精神 成功属于不畏艰苦的人 概括法 酶的本质 资料分析 14 1926年萨姆纳的重要科学研究成果让人们知道脲酶就是蛋白质 后来其他科学家也提取了其他种类的酶 也证明是蛋白质 所以在以后一段较长的时间 人们都认为酶就是蛋白质 科学家得出的结论应用的什么方法 15 你能说出当时概括得出这个结论的基本思路吗 16 这样的结论到了20世纪80年代美国科学家的重要发现出现了什么变化 脲酶是蛋白质 胰蛋白酶也是蛋白质 胃蛋白酶也是蛋白质 人们发现的酶都是蛋白质 所以酶就是蛋白质 美国科学家切赫和奥特曼发现一种酶 它也有催化功能 但是它是RNA 这样酶的定义就有了发展 酶的本质 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 其中绝大多数酶是蛋白质 少数的是RNA 17 请给酶下一个较完整的定义 在科学上没有平坦的大道 只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人 才有希望达到光辉的顶点 马克思 酶的特性 蛋白酶溶液被稀释10倍后催化效率与稀释前相当 这一事实说明了酶的 A 高效性B 专一性C 多样性D 稳定性蛋白酶使蛋白质水解为多肽 但不能使多肽水解为氨基酸 这一事实说明了酶的 A 高效性B 专一性C 多样性D 稳定性 实验二 下列能水解脂肪酶的酶是 A 脂肪酶B 淀粉酶C 蛋白酶D 肽酶 C 小组合作 探究 影响酶活性的条件 一 提出问题 二 作出假设 三 材料用具 四 实验步骤 五 实验记录表格 六 分析结果 七 结论 方案格式 实验3 1 探究 影响酶活性的条件 实验4 1 实验4 2 实验3 2 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 其中绝大多数酶是蛋白质 少数的是RNA 酶VS无机催化剂 共同点 反应前后 自身的性质 数量不改变 酶的特性 高效性 专一性 作用条件较温和 高温 强酸 强碱条件会使酶失活变性 不能复活 酶催化作用的机理 降低化学反应的活化能 胃蛋白酶的最适温度为37 在测定其活性时 将溶液从0 37 过程中 胃蛋白酶的活性将 将溶液从100 37 过程中 胃蛋白酶的活性将 A 不断上升B 没有变化C 先升后降D 不断下降 B A 将乳清蛋白 淀粉 胃蛋白酶 唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内 调整pH值至2 0 保存于37 的水浴锅内 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B 唾液淀粉酶 麦芽糖 胃蛋白酶 多肽 水C 唾液淀粉酶 胃蛋白酶 多肽 水D 唾液淀粉酶 淀粉 胃蛋白酶 多肽 水 A 为了认识酶作用的特性 以20 过氧化氢溶液为反应底物的一组实验结果如下表所示 通过分析实验结果 能够得出相应的结论 在下列有关结论的描述中 从表中得不到实验依据的一项是 A 从催化反应效率看 酶有高效性B 从催化底物范围看 酶有专一性C 从催化反应条件看 酶有温和性D 从催化活性看 酶变性后就失活 B 有兴趣的同学更多生物资源请访问Http 影响酶促反应的因素分析 1 底物浓度对酶促反应的影响 在底物浓度较低时 反应速率随底物浓度增加而加大 反应速率与底物浓度近乎成正比 在底物浓度较高时 底物浓度增加 反应速率也随之增加 但不显著 当底物浓度很大且达到一定限度时 反应速率就达到一个最大值 此时再增加底物浓度 反应速率也几乎不再改变 2 温度对酶促反应的影响 在一定温度范围内 酶促反应速率随温度的升高而加大 但当温度高到一定限度时 酶促反应速率不仅不再加大 反而随着温度的升高而减少 最终 酶因高温变性失活 失去了催化能力 在一定条件下 某一种酶在一定温度时活性最大 这个温度称为这种酶的最适温度 3 pH对酶促反应的影响 每一种酶只能在一定限度的pH范围内表现活性 超过这个范围酶就会失去活性 在一定条件下 某一种酶在某一pH时活性最大 这个pH称为这种酶的最适pH 在最适pH两侧的曲线基本是对称的 pH过高 过低都会使蛋白质变性 酶也丧失催化能力 4 酶浓度对酶促反应的影响 在底物充足 其他条件固定的情况下 反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利酶发挥作用的因素时 酶促反应的速率与酶浓度成正比 1 如下图所示 A B C三图依次表示酶浓度一定时 反应速率和反应物浓度 温度 pH的关系 请据图回答下列问题 1 图A中 反应物达到某一浓度时 反应速率不再加大 其原因是 2 图B中 a点所对应的温度称 3 图B中 a点到b点曲线急剧下降 其原因是 受反应物中的酶浓度的限制 酶反应的最适温度 温度升高使酶活性下降 1 如下图所示 A B C三图依次表示酶浓度一定时 反应速率和反应物浓度 温度 pH的关系 请据图回答下列问题 4 将装有酶与反应物的甲 乙两试管分别放入12 和75 水浴锅中 20分钟后取出转入37 水浴锅中保温 两试管内反应分别为 甲 乙 5 图C表示了催化反应速率变化曲线 A 唾液淀粉酶B 胃蛋白酶C 胰蛋白酶D 植物淀粉酶 速度加快 无催化反应 C 2 某糖厂用淀粉作原料进行工业制糖 制糖的基本技术要求是 调节温度来影响淀粉酶的生物活性 下图A表示温度对淀粉酶活性的影响 图B表示 一定量的 淀粉酶在催化 足够量的 淀粉水解为麦芽糖时 温度对麦芽糖产量的影响 图中积累量表示在一段时间内生成麦芽糖的总量 1 图A中To表示 2 图A中Ta和Tb两温度条件下淀粉酶催化效率都很低 两者有什么本质区别 淀粉酶催化作用的最适温度 Ta时 温度低 酶的催化作用较弱 Tb时 温度过高 酶失去活性 2 某糖厂用淀粉作原料进行工业制糖 制糖的基本技术要求是 调节温度来影响淀粉酶的生物活性 下图A表示温度对淀粉酶活性的影响 图B表示 一定量的 淀粉酶在催化 足够量的 淀粉水解为麦芽糖时 温度对麦芽糖产量的影响 图中积累量表示在一段时间内生成麦芽糖的总量 3 对图B中曲线分段进行分析说明 曲线Ta至To段 曲线To至Tb段 曲线Tb至Tc段 表示随温度升高 酶活性逐渐增强 麦芽糖的产率逐渐增大 表示随温度升高 酶活性逐渐降低 麦芽糖的产率逐渐减少 表示淀粉酶失活 麦芽糖产率为零 3 过氧化氢酶的催化活性可用如下方法测定 选用新鲜胡萝卜直根为实验材料 其直根细胞中含有过氧化氢酶 且细胞含有较多的胡萝卜素 便于观察 将胡萝卜直根切成厚薄相同 大小相等的数个薄片 放入盛有过氧化氢缓冲液的试管中 实验开始时 小薄片沉降在溶液底部 但后来会浮出液面 记录小薄片上浮时间 用时间的倒数来表示过氧化氢酶的催化活性 为研究反应物浓度对于酶催化效率的影响 实验在不同浓度的过氧化氢溶液中重复进行 结果如下图所示 表示淀粉酶失活 麦芽糖产率为零 反应速度 s 1 3 1 为什么小薄片在实验进行到一定时间后就开始上浮 2 为什么在此实验中过氧化氢溶液要用缓冲液 3 说明并解释反应物浓度与过氧化氢酶催化效率之间的关系 4 若要研究pH对新鲜胡萝卜直根薄片中过氧化氢酶催化活性的影响 应将上述方案调整为 过氧化氢被过氧化氢酶分解产生了氧气 维持反应溶液中pH的稳定 随着反应物浓度增大 酶的催化效率增强 当反应物浓度增大到一定程度时 所有的酶充分发挥了催化作用 催化效率不再增高 取几支试管编号 向试管内加入等量的过氧化氢溶液 向各支试管中加入相应的等量缓冲液 使各试管中反应