《夺冠之路》福建省高考生物一轮复习 第14讲 降低化学反应活化能的酶精品课件 必修1.ppt

1 必 修 一 分子与细胞 第十四讲 降低化学反应活化能的酶 2 3 一 酶在细胞代谢中的作用1 细胞中每时每刻都进行着许多 统称为细胞代谢 2 细胞代谢离不开酶的作用 分子从常态转变为的活跃状态所需要的称为活化能 同无机催化剂相比 酶降低活化能的作用更 因而更高 这样细胞代谢就能在条件下快速进行 化学 反应 容易发生化学反应 能量 显著 催化效率 温和 4 二 酶的本质1 酶是产生的 具有作用的一类有机物 其中绝大多数酶是 少数是 2 酶本质的探索历程如下 1 巴斯德之前 许多化学家认为发酵是纯 与无关 2 1857年巴斯德 提出发酵是由于的存在 即有的参与才能引起发酵 活细胞 催化 蛋白质 rna 化学反应 生命活动 酵母细胞 活细胞 5 3 李比希 认为引起发酵的是 中的某些物质 但这些物质只有在酵母细胞后才能发挥作用 4 毕希纳 发现不含酵母细胞的 与活酵母是一样的 也能引起发酵 他将引起发酵的物质称为 5 1926年萨姆纳 从刀豆种子中提取出脲酶 证明了脲酶是 酵母细胞 死亡并裂解 提取液 酿酶 蛋白质 6 三 控制变量1 自变量 指在实验过程中的变量 2 因变量 指 的变量 3 无关变量 除自变量外 实验过程中还存在的一些对实验结果造成影响的一些 4 原则 在对照实验中 除了 外 其他变量都应当保持不变 人为改变 随着自变量的变化而变化 可变因素 一个因素 变量 7 四 比较过氧化氢在不同条件下的分解 无气泡 水浴加热 大量气泡 8 五 酶的特性1 酶具有 酶的催化效率大约是无机催化剂的倍 使细胞内各种化学反应进行 与高效的细胞代谢相适应 2 酶具有 每一种酶只能催化化学反应 可以有效防止化学反应紊乱 使细胞代谢地进行 高效性 快速 107 1013 专一性 一种或一类 有条不紊 9 3 酶所催化的化学反应一般是在较的条件下进行的 和都对酶的活性有影响 在最适宜的温度和ph条件下 酶活性 温度和ph偏高或偏低 酶活性都会明显 温和 温度 ph 提高 降低 10 一 酶的产生 作用 本质和分类1 产生几乎所有的活细胞都能产生酶 哺乳动物和人的成熟红细胞没有细胞核 也没有细胞器 将不再合成酶 2 作用降低活化能 具有催化作用 酶在化学反应前后理化性质不改变 11 质量和数量也不变 在细胞内或外 生物体内或外均能发挥作用 能缩短达到平衡的时间 但不能改变平衡点 如下图 12 3 本质绝大多数为蛋白质 少数为rna 故而酶为高分子化合物 组成它们的单体是氨基酸或核糖核苷酸 因为绝大多数酶是蛋白质 因此酶的合成受基因控制 在核糖体上合成 少数的酶是rna 其合成场所主要在细胞核 13 4 分类 1 根据酶在细胞中的分布可分为 胞外酶 如各种消化酶 胞内酶 如呼吸酶 与光合作用有关的酶 2 根据酶作用的反应物和产生器官可分为 胃蛋白酶 胰蛋白酶 唾液淀粉酶 胰和肠麦芽糖酶 胰脂肪酶 肠脂肪酶等 14 3 根据酶所催化的化学反应性质可分为 水解酶 氧化酶 转录酶 逆转录酶 合成酶等 15 友情提醒 1 活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活化态所需要的能量 2 酶可加快反应速率 缩短到达反应平衡的时间 但并不改变反应的方向和平衡点 16 下列有关酶的说法中 不正确的是 a 不是所有的酶都在核糖体上合成b 酶在化学反应前后自身化学性质不发生改变c 酶都是活细胞产生的d 细胞环境是酶正常发挥催化作用的必要条件 17 本题考查酶的产生 化学本质与作用特点 酶都是活细胞产生的 在化学反应前后自身化学性质不发生改变 大多数酶是蛋白质 少数是rna 所以不是所有的酶都在核糖体上合成 酶在适宜的条件下 就能发挥作用 不一定在细胞内 d 18 二 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验1 实验原理 1 2h2o22h2o o2 2 比较h2o2在常温 高温 过氧化氢酶 fe3 等不同条件下气泡产生的数量多少或卫生香燃烧的剧烈程度 了解过氧化氢酶的作用和意义 过氧化氢酶 fe3 19 2 实验流程及现象分析 20 21 22 3 实验过程的理论分析 23 4 实验证明的结论 1 酶具有高效性 2 酶具有催化作用 24 下列对 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验结果的分析 正确的是 25 a 在过氧化氢酶的作用下 过氧化氢分解最快 是因为20 的肝脏研磨液的浓度高于3 5 的fecl3溶液b 3 5 的fecl3溶液对过氧化氢分解速率慢是因为其分子摩尔浓度过高 影响了酶活性的正常发挥c 肝脏研磨液中过氧化氢分解速率快 是因为酶的催化效率比一般无机催化剂的效率高d 如果将四支试管都放在90 水浴中 第4支试管 加肝脏研磨液的试管 反应速率仍为最快 26 20 的肝脏研磨液含酶的数量是3 5 fecl3分子数的二十五万分之一 浓度高是因为其内含肝细胞组织 催化剂浓度不会影响催化效率 若将4支试管均放入90 水浴中 第4支试管中的酶将会变性 失去催化能力 c 27 三 影响酶活性的条件 的探究分析1 温度对酶活性的影响 1 原理 淀粉淀粉酶麦芽糖 麦芽糖斐林试剂砖红色温度影响淀粉酶的活性 从而影响麦芽糖的生成量 滴加斐林试剂 根据生成沉淀的颜色深浅来判断麦芽糖的生成量 28 2 实验过程 取10支试管编号 分别加入等量的质量分数为2 的新配制的淀粉溶液 分别放入不同温度 建议设置0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 下维持5min 29 现取10支试管编号 分别加入等量的淀粉酶溶液 也在不同的温度 如上建议 下维持5min 分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中 摇匀后 维持各自温度5min 分别加入等量的斐林试剂 水浴加热5min 观察并比较颜色反应 30 3 实验结果预测在40 50 条件下加热产生的砖红色沉淀明显 其他温度条件下产生的砖红色沉淀现象不明显 4 实验结论 温度会影响酶活性 酶活性有一定的最适温度范围 2 ph对酶活性的影响 1 原理 2h2o2过氧化氢酶2h2o o2 31 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燃烧的情况来检验氧气生成量的多少 2 实验过程 取8支试管 分别加入等量的质量分数为5 的过氧化氢溶液 32 用盐酸或naoh溶液调整不同的ph 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 分别滴加等量的同种新鲜的质量分数为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 33 3 实验结果预测在ph为6 5 8 0之间 卫生香的燃烧情况较好 其他ph条件下 燃烧情况较差 4 实验结论 ph影响酶活性 酶活性有一定的最适ph范围 34 某同学为验证ph对酶活性的影响 设计了如下表中的方法步骤 下列评价中正确的是 35 a 缺少正常ph的对照组b 新鲜唾液没有再做稀释c 检验结果的试剂选择不恰当d 实验操作步骤的安排不合理 36 本实验中ph为自变量 该同学设计的表中试管1为实验组 试管2为对照组 若按表中的实验操作步骤进行实验 结果两个试管中的溶液可能都不变蓝 因为试管1中新鲜唾液的淀粉酶可能在未加盐酸之前就已催化淀粉水解了 从而造成对实验结果的干扰 因此表中实验操作步骤的安排不合理 应改为1 4 5 2 3 6 d 37 四 影响酶活性的因素绝大多数的酶是蛋白质 少数是rna 影响到蛋白质性质的因素都会影响蛋白质酶类的活性 影响酶作用的因素有温度 ph 底物浓度 酶的浓度 抑制剂 激活剂等 38 1 温度的影响 酶的催化作用 只有在一定温度下才能表现出来 酶的活性与温度的关系为 低于最适温度 随着温度的升高 酶的活性逐渐增加 但温度升高到一定限度后 酶的活性就会钝化 直至完全失活 如下图 注意 低温仅会导致酶活性降低 温度恢复后 活性也会随之而恢复 但是高温导致酶失活 则不能恢复活性 39 2 ph的影响 酶的催化作用 只有在一定ph下才能表现出来 酶的活性与ph的关系如下图 ph过低 过高都会使酶的结构破坏 导致酶的活性永久性地丧失 40 3 底物浓度的影响 在其他因素一定的情况下 在一定范围内增加底物的浓度 可以使反应速度加快 但是超过一定的浓度 反应速度不再增加 4 酶浓度的影响 在底物充足的情况下 反应速度与酶的量成正比 5 某些化合物的影响 有些化合物可引起酶失活 如酒精 有机磷农药 有机氯农药等有机小分子物质 重金属离子等 有些离子或简单的有机化合物 能够增强酶的活性 这些物质叫做酶的激活剂 41 下图分别表示温度 ph与酶活性的关系 叙述不正确的是 42 a 曲线a上的b点所对应的温度表示该酶的最适温度b 人体内胃蛋白酶的活性与曲线b相似c 曲线b c说明不同的酶有不同的最适phd 酶活性随温度的升高而增强 43 在一定的范围内 酶活性随温度的升高而增强 超过一定的温度 酶活性随温度的升高而降低 最后完全失活 d 1 变量的种类变量是实验设计中可以变化的因素或条件 依据变量间的相互关系 可分为以下两类 1 自变量与因变量自变量是实验中由实验者所操纵的因素 该因素的改变将引起实验结果的相应改变 探究课题实验设计中的变量分析 45 是实验要研究的因素 因变量是因自变量不同而导致的不同的实验结果 它们之间是因果关系 自变量是原因 因变量是结果 2 无关变量无关变量是指实验中除自变量外也能影响实验现象或结果的其他因素 46 2 自变量的确定和控制根据实验目的 确定实验变量 进而确定控制的措施 例如 探索淀粉酶的最适温度 的实验 1 变量的确定自变量是相同的酶处在不同温度下即温度梯度 即要 探究什么 则 什么 就是自变量 47 2 自变量的控制在确定了自变量是温度梯度后 应将淀粉酶置于温度梯度下 如 25 26 27 控制变量的方法 常用的有 施加 改变 去除 等 48 3 无关变量的确定与控制例如 请指出探究ph对过