第1节--降低化学反应活化能的酶(gu).ppt

第5章细胞的能量供应和利用,细胞作为一个基本的生命系统,只有不断地输入能量,才能维持生命活动的有序性.对于细胞来讲,能量的获取和利用都必须通过化学反应.,细胞代谢,细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。,实验:比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。原理：2H2O22H2O+O21、常温下反应2、加热3、Fe3+做催化剂4、过氧化氢酶,一、酶在细胞代谢中的作用,比较过氧化氢在不同条件下的分解速率（阅读课本P78-79完成下表空格）,不明显,少量,大量,不复燃,不复燃,复燃、火焰大,较多,复燃,过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样,1,2,3,4,3%,3%,3%,3%,2ml,2ml,2ml,2ml,2滴,2滴,常温,90,FeCl3,肝脏研磨液,一、酶在细胞代谢中的作用,1、与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。不能2、3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。3、为什么加热能促进过氧化氢的分解？因为加热使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。,一、酶在细胞代谢中的作用,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称为活化能,一、酶在细胞代谢中的作用,4、Fe3+和过氧化氢酶并未供给过氧化氢能量，为什么能促进过氧化氢分解？Fe3+和过氧化氢酶都能降低化学反应的活化能5、3号试管与4号试管相比，说明什么？酶降低活化能的作用更显著，即催化效率更高,一、酶在细胞代谢中的作用,降低化学反应的活化能,一、酶在细胞代谢中的作用,正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。,二、对照实验,控制变量自变量因变量无关变量单一变量原则分组:实验组和对照组,对照实验中变量控制,不明显,少量,大量,不复燃,不复燃,复燃,较多,变亮,过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样,对照组,实验组,8滴,大量,复燃,对照实验中变量控制,1、对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验。2、变量：实验过程中可以变化的因素。3、自变量：实验中人为改变的变量。4、因变量：实验中随着自变量的变化而变化的变量。5、无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些对实验结果造成影响的可变因素。6、对照实验一般要设置对照组和实验组；各组实验，除要观察的变量（自变量）外，无关变量都应当保持相同且始终相同。,温故知新：,1、什么是细胞代谢？细胞中化学反应的统称2、酶在细胞代谢中的作用？催化作用降低化学反应的活化能，,酶到底是什么物质呢？,三、酶的定义,参考资料分析“关于酶本质的探索”，请给酶下一个较完整的定义。1、来源：2、作用：3、本质：4、发挥作用的场所：,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，少数酶是RNA。,活细胞,催化作用,绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA,细胞内,细胞外,生物体外,专一性,酶的特性有哪些？,四、酶的特性,酶的催化功能与无机催化剂有什么不同呢？分析下面实验，你能得出什么结论？1、酶具有高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍,无机催化剂催化的化学反应范围比较广。请分析下面实验，你能得出什么结论？2、酶具有专一性：一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的。,温度对酶活性的影响,温度对酶活性的影响,酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的最适温度,在一定范围内，随着温度的上升，酶的催化效率增强；超过一定温度，酶的催化效率随温度的上升而下降低。一般地，动物体内的酶最适温度在3540之间；植物体内的酶最适温度在4050之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。,pH对酶活性的影响,pH对酶活性的影响,一般地，动物体内的酶最适pH在6.58.0之间；植物体内的酶最适温度在4.56.5之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。,pH对酶活性的影响,娇气的酶,最适温度时，酶的活性最强。温度高了或低了都会抑制酶的活性。注意：温度对酶催化能力的影响在最适温度两侧的曲线是不对称的。不同酶的最适温度不同。最适PH时，酶的活性最强。PH高了或低了都会抑制酶的活性。过酸或过碱都会使酶的催化能力完全丧失。在最适PH两侧的曲线基本是对称的。注意：是过酸、过碱而不是强酸、强碱酶为什么这么“娇气”？因为过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。0左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。,小结：酶的特性,酶的高效性：酶的催化效率是无机催化剂的1071013倍。酶的专一性：每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。酶需要适宜的条件：酶促反应需要适宜的温度、PH等适宜的条件。,五、拓展：影响酶活性的因素,注意温度与pH两条曲线的区别：,酶的抑制剂：酶抑制剂是一类可以结合酶并降低其活性的分子,六、对照实验,控制变量自变量因变量无关变量单一变量原则分组:实验组和对照组,对照实验中变量控制,1、对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验。2、变量：实验过程中可以变化的因素。3、自变量：实验中人为改变的变量。4、因变量：实验中随着自变量的变化而变化的变量。5、无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些对实验结果造成影响的可变因素。6、对照实验一般要设置对照组和实验组；各组实验，除要观察的变量（自变量）外，无关变量都应当保持相同且始终相同。,练习：1、人在高烧时，常常食欲大减，最根本原因是A、太累B、胃没有排空C、体温超过合适温度，消化酶的活性下降D、吃药使人没有了胃口2、胃蛋白酶进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是A.pH不合适B.在胃里发挥了作用，不能再继续起作用了C.被小肠内的物质包裹起来，不能起作用了D.小肠内没有蛋白质可被消化,1.活细胞内合成酶的原料是（）A.脂肪酸B.氨基酸C.核苷酸D.氨基酸或核苷酸2.下述有关酶的叙述中，不正确的是（）A酶是活细胞产生的催化剂B多数酶是蛋白质，少数酶是RNAC酶在催化过程中要消耗自身D酶的催化需要适宜的温度和pH3.在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将（）A.不断上升B.没有变化C.先升后降D.先降后升,4.常温常压下，要使过氧化氢溶液迅速放出大量的氧气，应投入（）A.新鲜猪肝B.煮熟猪肝C.冰冻猪肝D.生锈铁钉5.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、水,阅读课本P83，“探究影响酶活性的条件”，试着提出问题，并针对提出的问题作出假设。参考问题：1、温度会影响酶的活性吗？2、溶液PH会影响酶的活性吗？参考假设：1、温度会影响酶的活性；2、溶液PH会影响酶的活性。请根据上述假设，用课本P84所列材料用具，试设计实验方案。,【探究】酶的特性与影响酶活性的条件,提出探究的问题作出假设设计实验进行实验，记录结果分析结果，得出结论表达和交流进一步探究,酶的特性,专一性,问题探讨：1、这个实验要解决什么问题？2、是什么物质使肉块消失了？3、怎样才能证明你的推测？收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。,问题：1、主动运输与协助扩散有什么区别？2、分泌型蛋白的合成与分泌过程为什么需要线粒体参与？细胞作为一个基本的生命系统，只有不断输入能量，才能维持生命活动的有序性；外界能量输入细胞，并为细胞所利用，都要经过复杂的化学反应。,第5章细胞的能量供应和利用,（佛模06）33。（6分）下图表示“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”的实验的操作方法。,（1）该实验的目的是验证：,酶的催化作用具有高效性（1分）,（2）在实验中，为什么要将肝脏制成研磨液？,是为了释放出肝细胞内的过氧化氢酶（1分）,（3）某学生的实验操作步骤如下：A。往甲、乙两支试管中分别加入适量的H2O2溶液；B。用一支滴管取肝脏研磨液，加两滴到甲试管中。然后用同一支滴管取FeCl3溶液，加两滴到乙试管中。C。观察气泡产生的多少，并将点燃但无火焰的卫生香分别放入试管内液面下，观察哪支卫生香燃烧得更猛烈。请改正该学生实验操作中存在的错误。,A。往甲、乙两支试管中分别加入等量的H2O2溶液（1分）,B。用另一支滴管取FeCl3溶液（1分）,C。将点燃但无火焰的卫生香分别放入试管内液面的上方（1分）,（4）有学生发现，在加入肝脏研磨液的试管中，气泡产生得太多太快，充满了整支试管，反而影响了卫生香的复燃。为了达到较好的实验结果，请你对实验提出改进建议。改进建议：稀释肝脏研磨液，或换用较大的试管，或适当降低反应的温度。（答出任意一点即可，其他合理答案也可给分。）（1分）,（广一06）41。（9分）某研究性学习小组的同学们准备用下图甲所示的装置，探究反应物的浓度与酶的催化反应速率有何关系。请你协助他们完成实验设计。材料用具：注射器、密封橡胶帽、大小相同的新鲜马铃薯小圆片（新鲜马铃薯含有过氧化氢酶）、体积分数为5%的过氧化氢溶液、蒸馏水、量筒、烧杯、秒表等（以上材料的数量均足够使用）。（1）该探究实验的原理是：（2）实验步骤：,实验思路,A、从题目中理出实验目的和实验原理：B、确定实验变量：自变量：因变量：无关变量：C、依据题目所给材料和用具，考虑实验步骤：D、联系实验目的、原理，预期实验结果，得出实验结论：,41题：（1）该探究实验的原理是：新鲜马铃薯含有过氧化酶，可以催化过氧化氢分解成水和氧。（1分）（2）实验步骤：用蒸馏水将过氧化氢溶液稀释为一系列不同浓度的溶液（至少3个浓度梯度以上）（1分，确定自变量）在做好标记的几个（至少3个）注射器的针筒中分别放入相同数量的马铃薯不圆片，装上活塞，然后分别抽取等量的相同浓度的过氧化氢溶液，并盖紧橡胶帽，形成一组实验。（2分，排除无关变量的干扰；设置平行重复实验）,实验装置均放置在温度等外界环境条件相同且适宜的地方。（1分，控制其他无关变量）分别记录每个针筒中的初始气体量，开始计时，每隔1min利用针筒上的刻度分别记录每个针筒中的气体量。实验结束后，计算每一时间段针筒中收集到的气体量的平均值。（3分，确定因变量并实施前测；后测；处理数据）按照第、步的做法分别用不同浓度的过氧化氢溶液实施其他几组实验，并用同样方法收集和处理数据。（1分，设置相互对照实验）,（广二06）41、（8分）当年新收获的稻米中过氧化氢酶的活性明显高于存放多年的陈稻米。植物体内的过氧化氢酶在有过氧化氢存在时，能使某些酚类物质（如愈创木酚）氧化成红褐色物质，其颜色深浅与酶活性呈正相关。现有一批稻米被怀疑是多年的陈稻米，被不法商贩处理后冒充新稻米，欺骗消费者。假如你是食品卫生检验人员，请完成下面的实验设计，对这批稻米加以鉴定：材料和用具：待测稻米、新稻米、1%过氧化氢溶液、1%愈创木酚溶液、培养皿（或试管）等。实验步骤：预期结果与结论：,实验思路,A、从题目中理出实验目的和实验原理：B、确定实验变量：自变量：因变量：无关变量：C、依据题目所给材料和用具，考虑实验步骤：D、联系实验目的、原理，预期实验结果，得出实验结论：,A、实验目的：鉴定待测稻米是新稻米还是陈稻米；B、实验原理：（1）稻米中有过氧化氢酶，新稻米中的过氧化氢酶活性比陈稻米中的明显高；（2）过氧化氢酶在有过氧化氢存在时，能使愈创木酚氧化成红褐色物质，基颜色深浅与酶活性呈正相关；推论：（1）稻米+过氧化氢+愈创木酚红褐色物质；（2）新稻米+过氧化氢+愈创木酚红褐色物质（深）,C、实验变量：自变量：酶的活性（新稻米还是陈稻米）因变量：红褐色物质的颜色（深还是浅）无关变量：米量、过氧化氢量、愈创木酚量等D、考虑实验步骤：安排对照实验（谁与谁对照）E、结论：（可联系目的来考虑）（1）待测米是新米：（2）待测米是陈米：F、预期结果：讨论各种可能（但书写时要写在结论的前面）,参考答案（一）：实验步骤：（1）将等量的待测稻米和新稻米分别用等量的愈创木酚溶液浸泡（2分）；（2）将处理过的待测稻米和新稻米倒入两个对应编号的培养皿中，然后用等量的过氧化氢溶液分别加入到两个培养皿中，使所有稻米都浸没在过氧化氢溶液中（3分）；（3）一段时间后，比较两个培养皿中稻米的颜色深浅（1分）；预期结果与结论：如果待测稻米与新稻米的颜色基本一致，则待测稻米为新稻米；反之，如果待测稻米的颜色明显浅于新稻米，则待测稻米为陈稻米（2分）。,参考答案（二）：实验步骤：（1）将等量的待测稻米和新稻米分别用等量的愈创木酚溶液浸泡（2分）；（2）将浸泡过稻米的愈创木酚溶液分别移入两支对应编号的试管中，然后加入等量的过氧化氢溶液，静置（3分）；（3）一段时间后，比较两支试管中液体的显色程度（1分）；预期结果与结论：如果两支试管中液体显色程度相似，则待测稻米为新稻米；如果浸泡过待测稻米的愈创木酚溶液显色明显浅于对照组，则待测稻米为陈稻米（2分）。,请分析评论下列答案：（8分）实验步骤：（1）分别取等量的待测稻米和新稻米放于培养皿，做好标记，分别为A、B；（2）在外界条件适宜的情况下，把等量的1%过氧化氢溶液注入培养皿A、B中，再把等量的1%愈创木酚溶液分别注入培养皿A、B中；（3）观察颜色并记录结果；（4）为排除外界因素的干扰和减少误差，重复实验二至三次。预期结果与结论：（1）若颜色一样深，则待测稻米为新稻米；（2）若待测稻米内颜色比新稻米的颜色要浅，则待测稻米为陈稻米；（3）若待测稻米颜色深于新稻米，则待测稻米为新稻米。,（06顺德模考）42（9分）2005年8月，美国加利福尼亚州总检察长将麦当劳、肯德基等9个快餐连锁店诉上法庭，要求他们在油炸薯片和薯条的外包装上注明该食品可能含有丙烯酰胺。科学家认为，丙烯酰胺可能会诱导动物甲状腺癌的发生，对人类有一定的危险性。请利用以下材料设计实验，探究不同浓度的丙烯酰胺是否会诱导大白鼠甲状腺癌的发生。（1）探究课题：不同浓度丙烯酰胺是否会诱导大白鼠甲状腺癌的发生。（2）实验材料和用具：A.大白鼠若干只；普通饲料；蒸