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第5章 細胞的能量供應(yīng)和利用,第1節(jié) 降低化學反應(yīng)活化能的酶,酶在代謝中的作用（）,活細胞產(chǎn)生的,具有催化作用的,是,有機物。,一類,大部分酶是蛋白質(zhì)，也有少數(shù)是RNA。,一、酶的本質(zhì),什么是酶？,活細胞產(chǎn)生酶的具體部位:核糖體或細胞核,催化劑: 改變化學反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量 和化學性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有變化的物質(zhì),催化劑只是加快反應(yīng)速率,縮短反應(yīng)所需時間， 并不改變化學平衡,分子從常態(tài)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量,二、酶的作用機理-降低活化能,圖中是一種酶促反應(yīng)P+Q R,曲線E表示在沒有酶時此反應(yīng)的過程。在t1時，將催化此反應(yīng)的酶加于反應(yīng)混合物中。則表示此反應(yīng)進程的曲線是 ( ),t1,A,E,B,C,D,C,時間,下圖是人體內(nèi)某化學反應(yīng)的圖解，其中英文字母代表物質(zhì)，數(shù)字表示反應(yīng)過程，據(jù)圖說明： （1）圖中代表酶的是 。 做出判斷的依據(jù)是 。 （2）從圖1和2可以反映出酶具有 性，做出判斷的依據(jù)是 。 （3）如果D代表蔗糖，那么E、F則是 和 。,反應(yīng)前后酶本身不發(fā)生變化,A,專一,在B、C、D物質(zhì)同時存在時，只催化D物質(zhì),果糖,葡萄糖,酶具有專一性,每一種酶只能催化一種 種或一類化學反應(yīng)。,酶的催化效率是無機催化劑的107 1013 倍,酶的特性：,酶具有高效性,酶的作用條件溫和性,1）需要適宜pH值,2）需要適宜的溫度,三：,酶濃度對酶促反應(yīng)的影響： 底物濃度對酶促反應(yīng)的影響： pH對酶促反應(yīng)的影響： 溫度對酶促反應(yīng)的影響：,三、影響酶作用的因素：,如圖甲是過氧化氫酶活性受pH影響的示意圖，圖乙表示在最適溫度下，pHb時，H2O2分解產(chǎn)生O2的量隨時間的變化情況。若該酶促反應(yīng)過程中某一個條件發(fā)生變化，下列說法正確的是 ( ),ApHa時，E點下移，D點左移 BpHc時，E點為0 C溫度降低時，E點不變，D點右移 DH2O2的量增加時，E點下移，D點左移,C,不變,右,不變,上,右,底物（反應(yīng)物）的利用率或 生成物的生成速率,溫度更低酶活性更低,底物濃度,酶濃度,3,B,6. 影響酶催化反應(yīng)速率的因素有溫度、反應(yīng)物濃度、酶的濃度等。下圖表示在最適溫度下，某種酶的催化反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間的關(guān)系。有關(guān)說法正確的是 （ ） A. 若在B點增加酶的濃度，反應(yīng)速率會減慢 B. 若在A點提高反應(yīng)溫度，反應(yīng)速率會加快 C.若在C點增加反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率將加快 D 若在A點增加反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率將加快,D,下列有關(guān)酶的敘述正確的是 A高溫和低溫均能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去活性 B酶是活細胞產(chǎn)生并具有催化作用的蛋白質(zhì) C細胞質(zhì)基質(zhì)中有催化葡萄糖分解的酶 D細胞質(zhì)中沒有作用于DNA的解旋酶,C,例下圖表示細菌的反應(yīng)程序，在這個程序中一種氨基酸從另一種氨基酸通過酶的作用產(chǎn)生。1到6代表不同的氨基酸，v到Z代表不同的酶。所有氨基酸對生命都是重要的。原始種的細菌只需要氨基酸1，而細菌的變種只有在培養(yǎng)基中提供氨基酸1、2、5才能生存，則在該變種細菌不存在的酶是 （ ） AV、W BW、Y CY、Z DV、Z,D,將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量水混合裝入一容器內(nèi)，調(diào)整pH至2.0，保存在37的水浴鍋內(nèi)。過一段時間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)是 A淀粉、胃蛋白酶、多肽、水 B唾液淀粉酶、麥芽糖、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,C,實驗設(shè)計的基本思路,一、確定變量：從實驗?zāi)康闹蝎@取 實驗變量（實驗中人為控制變化的條件） 二、設(shè)計實驗步驟： 必須遵循對照實驗的原則,單一變量原則, 等量原則,1. 材料初步處理、儀器分組編號 2. 各組不同處理,三、預期實驗結(jié)果和結(jié)論：結(jié)論容易從目的中獲得，由結(jié)論反推結(jié)果。,凡實驗中涉及到兩組或兩組以上，所用器材需用1、2、3或A、B、C或甲、乙、丙等加以編號便于區(qū)分。,實驗組施加實驗變量,對照組不施加實驗變量,3.觀察實驗現(xiàn)象并記錄。,驗證實驗結(jié)果是唯一的，結(jié)論是已知的。探究實驗結(jié)果有各種可能，結(jié)論未知,無,少量,較多,很多,火星變亮,復燃,對照組,實驗組,自變量,因變量,實驗: 比較過氧化氫酶在不同條件下的分解,1.酶的高效性,.“比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率”實驗注意問題,（1）實驗時必須用新鮮的、剛從活的動物體中取出的肝臟作實驗材料。 （2）實驗中使用肝臟的研磨液，可以加大肝細胞內(nèi)過氧化氫酶與試管中過氧化氫的接觸面積，從而加速過氧化氫的分解。 （3）滴加氯化鐵溶液和肝臟研磨液不能合用一支滴管，因為酶的催化效率具有高效性，少量酶帶入FeCl3 溶液中會影響實驗結(jié)果的準確性，甚至使人產(chǎn)生錯覺，作出錯誤的判斷。,二.酶的特性,1.酶的高效性,只有把酶同無機催化劑進行對比時才能說酶具有高效性,1.高效性 2.專一性 3.反應(yīng)條件的溫和性,2.酶的專一性,一種酶只能催化一種或一類化學反應(yīng)。,思考: 淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用,2.實驗步驟:P49,(1)溫度對酶的活性有什么影響？,3.酶的作用條件較溫和,小結(jié)與繼續(xù)研究：,酶具有高效性和專一性；那么它的這兩個特性 的發(fā)揮是不是在任何條件下都可以呢？,T對酶活性的影響曲線,高溫使酶變性失活,活性不能恢復;低溫僅降低活性,不失活,活性可恢復.,請嘗試應(yīng)用科學探究的步驟,(1)提出問題,(2)作出假設(shè),(3)設(shè)計實驗,確定自變量,溫度對酶的活性有什么影響？,溫度會影響酶的活性,溫度,除控制的自變量外，其它條件應(yīng)相同且處于最適合的狀態(tài),實驗步驟:寫的過程注意無關(guān)變量的控制及三個原則的遵守,(4)進行實驗,(5)分析結(jié)果,得出結(jié)論,(4)表達和交流,D,如何找到酶活性最高時的溫度？,在合適的條件下將肉塊和蛋白酶放到一起,疑問：60時，為什么肉塊長時間不能被分解？,(2)探究PH對酶活性的影響,提出問題：,PH對酶的活性有什么影響？,作出假設(shè)：,過酸、過堿都會影響酶的活性。,實驗設(shè)計：,1.確定自變量？你將設(shè)定哪幾個PH？因變量是什么？,2.實驗步驟:P49-50,如何找到酶活性最高時的pH？,(2)PH對酶活性的影響,在過酸過堿環(huán)境中,酶失去活性,活性不能恢復.,我們知道口腔溫度和體溫差不多，而當我們口腔中的唾液淀粉酶隨食物進入胃中以后，唾液還具有催化淀粉分解的功能嗎？,唾液的PH為7左右,胰液的PH為8-9,酶濃度對酶促反應(yīng)的影響： 底物濃度對酶促反應(yīng)的影響： pH對酶促反應(yīng)的影響： 溫度對酶促反應(yīng)的影響：,三、影響酶作用的因素：,此外,還有影響酶活性的促進劑與抑制劑,C,.酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化活性的一類化合物。仔細分析下圖，回答以下問題： （1）在A圖中，在a位置，酶催化的的反應(yīng)速度最快的原因是_。 （2）B圖所體現(xiàn)的內(nèi)涵是 _ 。,在a點，酶的活性最大,不同的酶最適pH不一樣；每一種酶催化的pH值范圍也不一樣。,（3）C圖表示的是胰蛋白酶催化某種物質(zhì)（底物）分解（溫度保持37 ，pH保持在最適值）時生成物量與反應(yīng)時間關(guān)系。達到140min以后，生成物的量不再變化，采取_可以使生成物的量繼續(xù)增大？,增加反應(yīng)物的濃度,3. 某學生為了驗證唾液的功能，做了如下一組實驗：取甲、乙兩支試管，分別加入等量的淀粉糊2 mL，甲試管又加入2 mL唾液，兩試管同時在37溫水中放置10 min后取出，再各加入0.5 mL碘液。實驗設(shè)計方案上的錯誤是（ ） A. 乙試管內(nèi)未加入胃液 B. 甲、乙兩試管均呈藍色反應(yīng) C. 乙試管未加入等量清水 D. 以上選項都不正確,3 請用所給的實驗材料和用具，設(shè)計實驗來驗證哺乳動物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性。要求完成實驗設(shè)計、補充實驗步驟、預測實驗結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題。 實驗材料與用具：適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉四種溶液，斐林試劑、試管、37恒溫水浴鍋，沸水浴鍋。 1）若“+”代表加入適量的溶液，“”代表不加溶液，甲、乙等代表試管標號，請用這些符號完成下表實驗設(shè)計。 2）實驗步驟： 按照上表中的設(shè)計，取試管、加溶液。 。 。 。 （3）結(jié)果預測：_。 （4）結(jié)論：_。 （5）在上述試驗中，如果僅將37恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到20。而在其他條件不變的情況下重做上述實驗，出現(xiàn)磚紅色沉淀的試管中的顏色會比37時的淺，其原因是 。,2）混勻，37恒溫水浴加熱一段時間； 取出試管，分別加入適量的斐林試劑， 混勻，沸水浴加熱一段時間； 觀察實驗現(xiàn)象并記錄實驗結(jié)果。 3）含有蔗糖和蔗糖酶溶液的試管（試管甲），以及含有淀粉和淀粉酶溶液的試管（試管乙）中出現(xiàn)磚紅色沉淀，其他試管中不出現(xiàn)磚紅色沉淀； 4).蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性； 5）20低于酶的最適溫度，酶的活性低，水解產(chǎn)生的還原糖少。,3、(2010高考海南卷)為探究NaCl和CuSO4對唾液淀粉酶活性的影響，某同學進行了實驗，實驗步驟和結(jié)果見表。請回答：,（1）實驗中加入緩沖液的作用 是 。,維持反應(yīng)液中pH的穩(wěn)定,（2）分析實驗結(jié)果可知：對酶活性有影響的離子是，其中對酶活性有抑制作用的離子是 ，對酶活性有促進作用的離子是。,Cl-和Cu2+,Cu2+,Cl-,（3）該實驗中設(shè)置4號試管的目的是；設(shè)置3號試管的目的是 。,對照,確定Na+ 和SO42-對唾液淀粉酶催化活性是否有影響,（4）上述實驗中若用斐林試劑代替碘溶液進行檢測，14號試管中的顏色依次是 。 根據(jù)上述實驗結(jié)果，在操作過程中，保溫之前不能加入斐林試劑，其原因是。,深磚紅色、無磚紅色（或藍色）、淺磚紅色、淺磚紅色,斐林試劑中有Cu2+，其可抑制唾液淀粉酶的活性,關(guān)于能量的歸納總結(jié),（1）生物體的主要能源物質(zhì)：糖類；,（2）生物體的儲能物質(zhì)：脂肪、糖原（動物）、淀粉（植物）；,（3）生物體的能源物質(zhì)：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)；,（5）最終能量來源（或稱最初能量來源）：光能。,（4）生物體進行生命的生命直接能源：ATP,實驗1,實驗結(jié)論：過氧化氫酶的催化效率高，具有高效性,氣泡使衛(wèi)生香燃燒不烈,氣泡使衛(wèi)生香燃燒猛烈,產(chǎn)生氣泡慢而少,產(chǎn)生氣泡快而多,現(xiàn)象記錄,振蕩并伸入衛(wèi)生香,2滴FeCl3,2滴肝臟研磨液,催化劑,10mL,10mL,3%H2O2溶液,2號試管,1號試管,無磚紅色沉淀,生成磚紅色沉淀,現(xiàn)象記錄,1min,1min,加熱煮沸,2mL,2mL,注入斐林試劑，并振蕩,5min,5min,60溫水保溫,2mL,2mL,注入新鮮淀粉酶溶液，并振蕩,2mL蔗糖,2mL 淀粉溶液,注入3溶液,實驗結(jié)論：酶的催化作用具有專一性,實驗2,無磚紅色沉淀生成,無磚紅色沉淀生成,有磚紅色沉淀生成,現(xiàn)象記錄,1,1,1,加熱煮沸時間（min),2mL,2mL,2mL,加斐林試劑振蕩,60,60,60,溫度（保溫5min）,2mL,2mL,2mL,注入可溶性淀粉,1 mL HCl,1 mL NaOH,1 mL水