高三生物降低化学反应活化能的酶课件.ppt

第五章细胞的能量供应和利用 细胞代谢与酶 细胞代谢的概念 酶的本质 发现过程 酶的概念 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 绝大多数是蛋白质 少数是rna 酶的特性 专一性 高效性 作用条件较温和 一 知识网络 第一节降低化学反应活化能的酶 细胞内每时每刻进行着许多化学反应 统称为细胞代谢 发现的意义 发现过程中的科学探究思想 酶的作用 作用及原理 影响酶作用的因素的实验探究 一 酶在细胞代谢中的的作用 细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应 是细胞生命活动的基础 活化能 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量 1 酶的作用机理 酶之所以加速化学反应的速度 是因为降低了化学反应的活化能 在无酶条件下 底物需要一定的能量 活化能 才能 活跃 起来 继而变为相应的生成物 在有酶的条件下 底物只需要较少的能量即可达到容易发生化学反应的活跃状态 使细胞代谢在温和条件下快速地进行 c 2 比较过氧化氢在不同条件下的分解 2h2o22h2o o2 1 常温2 加热3 fecl34 加肝液 实验 比较过氧化氢在不同条件下的分解 过氧化氢在高温或fe3 或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气 每支试管各加入2ml3 的h2o2溶液 90 热水浴 2滴fecl3溶液 2滴肝脏研磨液 观察气泡冒出情况 并记录 无 较少 较多 很多 没变化 火头变亮 火头变亮 复燃 没有生成氧气 生成了少量氧气 生成了较多氧气 生成了大量氧气 酶的催化效率比无机催化剂的催化作用更显著 实验过程的变量及对照分析 过氧化氢分解速度用产生气泡数目多少表示 加入试剂的量 实验室的温度 氯化铁和肝脏研磨液的新鲜程度等 1号试管 2 3 4号试管 2号 90度水浴加热3号 加入3 的氯化铁4号 加入20 肝脏研磨液 3 酶与无机催化剂的异同比较 酶作为生物催化剂 与无机催化剂相比有相同之处 也有其自身的特点 相同点 改变化学反应的速率 本身不被消耗 只能催化热力学允许进行的反应 加快化学反应的速率 缩短达到平衡的时间 但不改变平衡点 降低活化能 使反应速率加快 不同点 高效性 专一性 多样性 指生物体内具有种类繁多的酶 易变性 由于大多数酶是蛋白质 因而会被高温 强酸 强碱等破坏 反应条件的温和性 酶促反应在常温 常压 生理ph条件下进行 1 08广东生物 6 关于蛋白酶的叙述 不正确的是a 蛋白酶是蛋白质b 蛋白酶可以作为药品治疗某些疾病c 蛋白酶可以水解所有的肽键d 利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性2 07广东生物 6 有工厂利用酶将废弃动植物油脂与甲醇等反应生产生物柴油 最适用于该过程的酶是a 胆碱酯酶b 固醇酯酶c 脂肪酶d 磷脂酶 c c 1 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 二 酶的本质 绝大多数是蛋白质 小数rna 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 细胞核 真核生物 一般来说 活细胞都能产生酶 具有生物催化作用 降低化学反应的活化能 1 酶的本质的探索过程及酶的概念 2 酶的本质及生理功能 3 关于酶的正确与错误说法 具有分泌功能的细胞才能产生 蛋白质 只在细胞内起催化作用 低温 高温引起酶变性失活 酶具有调节 催化等多种功能 有的来源于食物 1 下列有关酶的叙述正确的结论有 产生酶的细胞都有分泌功能 部分从食物中获得 部分在体内转化 酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸 酶是生物催化剂 生长激素与呼吸酶可来自同一细胞 能降低化学反应的活化能a 3个b 4个c 5个d 6个 b 4 山东省诸城一中2009届高三阶段性评估练习 生物 22 下列关于酶的叙述中 正确的是a 人体中酶的活性受温度 ph的影响 并只能在人体的内环境中起作用b 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c 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d 酶均是由腺细胞合成的 具有高效性 专一性 c 1 酶具有高效性 酶的催化效率很高 事实上 酶的催化效率一般是无机催化剂的107 1013倍 酶的高效性保证了细胞内化学反应的快速顺利进行 能量供应的稳定 2 酶具有高效性的意义 三 酶的特性 1 酶具有高效性 3 表示酶的高效性的曲线 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 酶只能缩短达到化学平衡所需时间 不改变化学反应的平衡点 实验原理 新鲜的肝脏中含有过氧化氢 fe3 是一种无机催化剂 都可以催化过氧化氢分解成水和氧 方法步骤 过氧化氢溶液 肝脏研磨液滴入3滴 1 2 1 2 氯化铁溶液滴入3滴 说明酶催化的高效性 4 实验 比较过氧化氢酶和fe3 的催化效率 30 下列最能说明酶具有高效性的实验是a 将fecl3溶液和肝脏研磨液分别加入盛有等量的h2o2的甲 乙两支试管中 乙试管中释放氧气的速度远远大于甲试管b 将10 的淀粉酶和稀释10倍的淀粉酶分别加入盛有等量的1 淀粉溶液的甲 乙两支试管 淀粉分解的速度基本相等c 将相同数量的人的唾液淀粉酶和萌发的小麦种子中的淀粉酶加入盛有等量的1 的淀粉溶液的甲 乙两支试管中 发现甲试管中分解淀粉的速度比乙试管中的快d 将淀粉酶液等量加入盛有等量1 淀粉溶液的甲 乙两支试管中 甲 乙分别保温在10 和30 条件下 结果乙试管中淀粉分解的速度快于甲 a 2 酶具有专一性 每一种酶只能催化化学反应 细胞代谢能够有条不紊地进行 与酶的是分不开的 一种或一类 专一性 1 酶具有专一性的概念和意义 2 酶具有专一性的曲线表达 在a反应物中加酶a 反应速度较未加酶时明显加快 说明酶a能催化底物a参加反应 在a反应物中加加入酶b 反应速度和未加酶时相同 说明酶b不能催化底物a参加反应 实验原理 淀粉和蔗糖都是非还原糖 它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖 麦芽糖 葡萄糖 果糖 还原糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应 生成砖红色的氧化亚铜沉淀 方法步骤 3 实验 探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用 说明酶催化的专一性 5 将胃蛋白酶 淀粉 蛋清蛋白 唾液淀粉酶和适量的水混合放入一烧杯内 调ph至2 0并保存在37 的水浴锅内 一段时间后 烧杯内的物质是 唾液淀粉酶 胃蛋白酶 多肽 水 唾液淀粉酶 麦芽糖 胃蛋白酶 多肽 水 麦芽糖 多肽 水 胃蛋白酶 淀粉 多肽 水 d 1 影响酶活性的曲线 在一定温度 ph 范围内 随着温度 ph 的升高 酶的催化作用增强 超过酶的最适温度 ph 后 随着温度 ph 的升高 酶的催化作用减弱 过酸 过碱 高温都会使酶的空间结构遭到破坏 使酶失去活性 而低温只是使酶的活性降低 酶的分子结构未遭到破坏 温度升高可恢复其活性 3 酶的作用条件较温和 反应溶液酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度 2 温度对酶活性影响的探究 1 原理解读 温度影响酶的活性 从而影响淀粉的水解 滴加碘液 根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性 2 实验设计思路 3 实验设计程序 滴加碘液 观察颜色变化 4 实验的变量分析 淀粉分解量的多少 用蓝色及蓝色深浅表示 淀粉和淀粉酶的量 溶液的ph 反应时间 操作顺序等 温度 3 ph对酶活性影响的探究 1 原理解读 2 实验设计思路 ph影响酶的活性 从而影响氧气的生成量 可用点燃但无火焰的卫生香的情况来检验氧气生成量的多少 3 实验设计程序 取n支试管 分别加入等量的质量分数为3 的h2o2溶液 用盐酸或naoh溶液调整出不同的ph 如5 05 56 06 57 07 58 08 5等 分别滴加等量的同种 取n支试管 分别加入等量的质量分数为3 的h2o2溶液 用盐酸或naoh溶液调整出不同的ph 如5 05 56 06 57 07 58 08 5等 分别滴加等量的同等新鲜的质量分数为20 的肝脏研磨液 用点燃但无火焰的卫生香来检验氧气的生成情况 35 8分 h2o2常用于漂白 也用于清洗小的伤口 细胞在代谢过程中也会产生h2o2 它对细胞有毒害作用 但体内有过氧化氢酶 能使其分解为无毒物质 请分析下图中的实验 并回答有关问题 1 在 号试管中 最先产生气泡的是试管 单位时间内产生气泡最多的是试管 2 在试管 中 选用新鲜肝脏做实验 是因为新鲜肝脏中 a 含过氧化氢多b 过氧化氢酶易挥发c 含酶的种类多d 过氧化氢酶多且活性强 3 在实验中取新鲜肝脏 迅速剪碎投入试管 中 剪碎的目的是 a 防止过氧化氢酶挥发b 防止过氧化氢酶分解c 防止细胞中过氧化氢酶的释放d 使肝脏组织细胞破碎 过氧化氢酶与h2o2充分接触 4 观察实验 号试管 几乎无气泡产生的是 5 比较 和 号试管 所看到的现象说明 6 比较 和 号试管所看到的现象说明 d d 酶的催化作用具有高效性 酶要在较温和条件下发挥作用 7 在 试管中 除号试管外 其他试管中所给的条件都有可能破坏h2o2酶的分子结构 从而使其失去活性 4 底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 在其他条件适宜 酶量一定条件下 酶促反应速率随反应物浓度增加而加快 但当反应物达到一定浓度后 受酶数量和酶活性限制 酶促反应速率不再增加 在反应物充足 其他条件适宜的条件下 酶促反应的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 变化 下列有关叙述不正确的是a 图 虚线表示酶量增加一倍时 底物浓度和反应速度关系b 图 虚线表示增加酶浓度 其他条件不变时 生成物量与反应时间的关系c 图 不能表示在反应开始后的一段时间内 反应速度与时间的关系d 若图 中的实线表示fe3 的催化效率 则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率 c 12 下列相关叙述正确的是 a 由图可知水稻淀粉酶的最适温度为30 b 水稻淀粉酶在a点与b点的催化效率相同 但本质不同c 由于胃酸会随着胃液进入小肠 故胃液进入小肠后仍能催化蛋白质的分解d 由于胃酸的进入将导致小肠中ph的改变 小肠中的消化酶会失去活性 b 动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酸 能专一催化1mol谷氨酸分解为1mol 氨基丁酸和1molco2 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 最适温度 最适ph值的条件下 对该酶的催化反应过程进行研究 结果见图1和图2 请根据以上实验结果 回答下列问题 1 在图1中画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线 请用 1 标注 2 当一开始时 将混合物中谷氨酸脱羧酶的浓度增加50 或降低反应温度10 请在图1中分别画出理想条件下co2浓度随时间变化的曲线 请用 2 标注酶浓度增加后的变化曲线 用 3 标注温度降低后的变化曲线 并分别说明原因 1 见曲线1 说明 每分解1mmol谷氨酸则产生1mmolco 根据co 浓度变化曲线 可得到严格的谷氨酸浓度随时间变化曲线 2 当谷氨酸脱竣酶的浓度增加50 时 见曲线2 其原因 酶量增加50 酶催化反应速率相应提高 反应完成所需时间减少 当温度降低10 时 见曲线3 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 3 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 向反应混合物中加人一定量的重金属离子后 请在图2中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线 请用 4 标注 并说明其原因 3 见曲线4 注 曲线4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失活 当加人的酶量使重金属离子完全与酶结合后 继续加人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 31 08江苏生物 为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果 将一种无酶洗衣粉分成3等份 进行3组实验 甲 乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶 丙组不加酶 在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍 其他实验条件均相同 下表为实验记录 请回答下列问题 1 提高洗衣粉去污能力的方法有 甲组在洗衣粉中加入了 乙组在洗衣粉中加入了 加酶和适当提高温度 蛋白酶 蛋白酶和脂肪酶 2 甲 乙组洗涤效果的差异 说明酶的作用具有 3 如果甲 乙和丙3组均在水温为80 时洗涤同一种污渍 请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由 4 加酶洗衣粉中的酶是特殊的化学物质包裹的 遇水后包裹层很快溶解 释放出来的酶迅速发挥催化作用 请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由 专一性 没有差异 因为高温使酶失活 未运用酶的固定化技术 因为酶未固定在不溶于水的载体上 也不能重复利用 31 常温下 淀粉与碘形成蓝色复合物 加热后蓝色消失 冷却后蓝色重新出现 此现象常用来鉴定淀粉 有人做了如下实验 步骤一 取两支试管 编号a和b 分别加入2ml3 的可溶性淀粉溶液和1ml2 的新鲜淀粉酶溶液 步骤二 将两支试管都浸入沸水中保温5分钟 步骤三 将a b两支试管中的溶液混合 摇匀 均分为两等份 分别放入c和d两试管 并把c和d两试管继续浸入沸水中保温5分钟 步骤四 直接向c试管中滴加两滴碘液 结果是c试管中只表现碘液的颜色 请完成下列问题 1 请分析出现上述结果的两种可能原因 100 的条件下 碘与淀粉不能形成复合物 100 的条件下 淀粉酶仍然具有活性 2 请在上述实验结果的基础上增加步骤 对你提出的两种可能原因分别加以探究 材料用具自选 并依据增加的步骤 预测结果并加以分析 方法一 预测结果及分析 将步骤四的c试管冷却到常温 观察混合物颜色是否变成蓝色 若变蓝 说明试管中存在淀粉 100 的条件下淀粉酶不具有活性 原因