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文檔簡介
第三單元
細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第1課時
降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶考點(diǎn)3:探究酶活性的條件考點(diǎn)1:酶的作用和本質(zhì)考點(diǎn)2:酶的高效性和專一性1、細(xì)胞代謝考點(diǎn)一
酶的作用和本質(zhì)①概念:細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行的許多化學(xué)反應(yīng),統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝③細(xì)胞代謝類型同化作用:異化作用:自養(yǎng)型、異養(yǎng)型需氧型、厭氧型、兼性厭氧型細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)②主要場所:2、酶的催化作用實(shí)驗驗證:比較過氧化氫在不同條件下的分解步驟一、試管編號說明1234
二H2O2濃度劑量三反應(yīng)條件結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃2滴FeCl32滴肝臟研磨液(H2O2酶)不明顯少量較多小氣泡大量較大氣泡不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃,猛烈燃燒對照組實(shí)驗組對照實(shí)驗自變量因變量無關(guān)變量變量實(shí)驗結(jié)論:相同且適宜!1、2號試管對照,說明加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解,提高反應(yīng)速率考點(diǎn)一
酶的作用和本質(zhì)步驟一、試管編號說明1234
二H2O2濃度劑量三反應(yīng)條件結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃2滴FeCl32滴肝臟研磨液(H2O2酶)不明顯少量較多小氣泡大量較大氣泡不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃,猛烈燃燒對照組實(shí)驗組對照實(shí)驗自變量因變量無關(guān)變量變量實(shí)驗結(jié)論:相同且適宜!1、4號試管對照,說明酶具有催化作用,同無機(jī)催化劑一樣都可以加快化學(xué)反應(yīng)速率考點(diǎn)一
酶的作用和本質(zhì)2、酶的催化作用實(shí)驗驗證:比較過氧化氫在不同條件下的分解步驟一、試管編號說明1234
二H2O2濃度劑量三反應(yīng)條件結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃2滴FeCl32滴肝臟研磨液(H2O2酶)不明顯少量較多小氣泡大量較大氣泡不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃,猛烈燃燒對照組實(shí)驗組對照實(shí)驗自變量因變量無關(guān)變量變量實(shí)驗結(jié)論:相同且適宜!3、4號試管對照,說明酶具有高效性,同無機(jī)催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,催化效率更高考點(diǎn)一
酶的作用和本質(zhì)2、酶的催化作用實(shí)驗驗證:比較過氧化氫在不同條件下的分解
①無催化劑時,反應(yīng)所需的活化能是
段。②有酶催化時,反應(yīng)所需的活化能是
段。③ab段表示:
。酶降低的活化能④cd段的含義:
。⑤此反應(yīng)是:
(吸能反應(yīng)or放能反應(yīng))。反應(yīng)前后的能量變化思考:若將酶改為無機(jī)催化劑催化該反應(yīng),則b點(diǎn)在縱軸上將
移動。向上活化能:分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量acbc放能反應(yīng)3.酶的催化作用機(jī)理考點(diǎn)一
酶的作用和本質(zhì)酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能考點(diǎn)一
酶的作用和本質(zhì)4.酶本質(zhì)的探究歷程科學(xué)家主要觀點(diǎn)或成就①巴斯德②李比希③畢希納④薩姆納⑤切赫和奧特曼a、糖類變酒精必需酵母菌細(xì)胞死亡并釋放其中物質(zhì)b、少數(shù)RNA也具有催化作用c、將酵母菌細(xì)胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶d、從刀豆種子中提取到脲酶,證明脲酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì),催化尿素的分解e、糖類變酒精必需酵母菌活細(xì)胞參與項目內(nèi)容解釋產(chǎn)生部位_______內(nèi)產(chǎn)生作用場所酶的本質(zhì)大多數(shù)酶是
,少數(shù)是______原料:
,合成場所
。酶的功能作用機(jī)理考點(diǎn)一
酶的作用和本質(zhì)可在生物體外發(fā)揮作用,但不能來自體外,只能由細(xì)胞合成活細(xì)胞蛋白質(zhì)RNA氨基酸或核糖核苷酸細(xì)胞核或核糖體除哺乳動物成熟紅細(xì)胞等部分細(xì)胞外,其他活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、生物體外發(fā)揮作用5.酶的本質(zhì)和作用生物催化劑降低化學(xué)反應(yīng)的活化能反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量不變酶不能提供能量酶vs激素項目酶激素來源作用場所活細(xì)胞產(chǎn)生;細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外發(fā)揮作用專門的內(nèi)分泌腺或特定部位細(xì)胞產(chǎn)生;一般細(xì)胞外發(fā)揮作用化學(xué)本質(zhì)生物功能作用機(jī)制催化作用,在化學(xué)反應(yīng)前后,化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量
。
調(diào)節(jié)作用,作為信號分子在發(fā)揮完作用后
。共性在生物體內(nèi)均屬高效能物質(zhì),即含量少、作用大、生物代謝不可缺少多肽、蛋白質(zhì)類;氨基酸衍生物;固醇類絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA催化作用調(diào)節(jié)作用不變被滅活
【跟蹤訓(xùn)練】關(guān)于人體內(nèi)酶和激素的敘述,錯誤的是()A.酶和激素都是在特定細(xì)胞的核糖體中合成的B.酶和激素都與物質(zhì)和能量代謝有關(guān)C.能產(chǎn)生激素的細(xì)胞不一定能產(chǎn)生酶D.能產(chǎn)生酶的細(xì)胞不一定能產(chǎn)生激素E.激素一經(jīng)靶細(xì)胞接受并起作用后就被滅活,酶反應(yīng)前后不改變F.激素產(chǎn)生后一般作用于其他細(xì)胞G.激素和酶都具有高效性,非細(xì)胞條件下也能發(fā)揮作用H.一種酶只催化一種物質(zhì)的反應(yīng),一種激素只作用于一種細(xì)胞I.某些激素的調(diào)節(jié)作用是通過影響酶的活性實(shí)現(xiàn)的不一定都是蛋白質(zhì)活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶ACGH激素受體——細(xì)胞膜上、細(xì)胞內(nèi)【跟蹤訓(xùn)練】甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理,酶活性與處理時間的關(guān)系如右圖所示。下列分析錯誤的是A.甲酶能夠抗該種蛋白酶降解B.甲酶不可能是具有催化功能的RNAC.乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)D.乙酶活性的改變是因為其分子結(jié)構(gòu)的改變BRNA蛋白質(zhì)某種酶+蛋白酶加入酶的底物底物沒有被催化→該酶是
.底物被催化→該酶是
.酶解法某種酶+雙縮脲試劑紫色→該酶是
.不變化→該酶是
.試劑檢測法思考:如何探究某種酶的本質(zhì)?蛋白質(zhì)RNA蛋白質(zhì)RNA與無機(jī)催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著。酶的催化效率是無機(jī)催化劑的107
~1013倍。
abc①酶與無機(jī)催化劑都具有催化作用;與無機(jī)催化劑相比,酶的催化效率更高。②酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時間,不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。思考:①曲線a、c相比能體現(xiàn)酶的高效性嗎?②酶能增加產(chǎn)物的生成量嗎?1.酶具有高效性考點(diǎn)二
酶的高效性和專一性①圖中
表示酶,
表示被酶催化的底物,
表示不能被A催化的物質(zhì),E、F表示B被分解后的
。②酶和被催化的反應(yīng)物分子都有特定的結(jié)構(gòu)。ABC、D產(chǎn)物酶
可催化底物水解,酶
則與“無酶”相同,說明酶具有專一性。AB討論:還有哪些物質(zhì)具有特異性或?qū)R恍??酶tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白抗體受體神經(jīng)遞質(zhì)激素2.酶具有專一性考點(diǎn)二
酶的高效性和專一性2.酶具有專一性驗證專一性實(shí)驗:探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用試管編號12注入可溶性淀粉溶液2mL-注入蔗糖溶液-2mL注入新鮮的淀粉酶溶液2mL2mL60℃水浴保溫5min2mL2mL實(shí)驗現(xiàn)象沸水浴煮沸1min有磚紅色沉淀新配制的斐林試劑沒有磚紅色沉淀考點(diǎn)二
酶的高效性和專一性拓展
提升科學(xué)思維(步步高P54)1.同種酶有時會催化不同反應(yīng),是不是就說明酶不具有專一性?2.探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用實(shí)驗中,能否用碘液代替斐林試劑?為什么?驗證酶的專一性的另一思路是什么?酶的專一性是指酶可以催化一種或一類化學(xué)反應(yīng),故仍說明酶具有專一性不能;碘液只能檢測淀粉是否被水解,而蔗糖分子無論是否被水解都不會使碘液變色。1.酶促反應(yīng)2.酶促反應(yīng)速率的表示方法:單位時間內(nèi)反應(yīng)物(底物)的消耗量或產(chǎn)物的生成量反應(yīng)物生成物酶3.酶促反應(yīng)速率的影響因素:酶活性酶與反應(yīng)物的接觸面積溫度PH底物濃度酶濃度酶促反應(yīng)速率考點(diǎn)三
探究影響酶活性的條件4、探究溫度對酶活性的影響①反應(yīng)原理麥芽糖②鑒定原理:淀粉的水解考點(diǎn)三
探究影響酶活性的條件想一想:為什么不用斐林試劑?本實(shí)驗的反應(yīng)底物能不能用H2O2?溫度影響酶的活性,從而影響
,滴加碘液,根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來判斷酶的活性。③實(shí)驗步驟和結(jié)果試管編號試管1試管1′試管2試管2′試管3試管3′實(shí)驗步驟一2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液二放入0℃冰水中水浴5min放入60℃溫水中水浴5min放入100℃熱水中水浴5min三將1與1′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在0℃冰水內(nèi)放置10min將2與2′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在60℃溫水內(nèi)放置10min將3與3′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在100℃熱水內(nèi)放置10min四取出試管各加入兩滴碘液,振蕩實(shí)驗現(xiàn)象實(shí)驗結(jié)論呈藍(lán)色無藍(lán)色出現(xiàn)呈藍(lán)色淀粉酶在60℃時催化淀粉水解,在100℃和0℃時都不能發(fā)揮催化作用。酶的催化作用需要適宜的溫度,溫度過高或過低都會影響酶的活性思考:能不能將步驟二和步驟三的順序顛倒?①反應(yīng)原理:②鑒定原理:5.探究PH對酶活性的影響考點(diǎn)三
探究影響酶活性的條件想一想:本實(shí)驗的反應(yīng)底物能不能用淀粉?pH影響酶的活性,從而影響氧氣的生成速率,可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗O2的生成速率。③實(shí)驗步驟和結(jié)果試管編號試管1試管2試管3實(shí)驗步驟一2滴過氧化氫酶溶液二1mL蒸餾水1mL物質(zhì)的量濃度為0.01mol/L的鹽酸1mL物質(zhì)的量濃度為0.01mol/L的NaOH溶液三2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液實(shí)驗現(xiàn)象將帶火星的衛(wèi)生香插入試管內(nèi)(液面的上方)實(shí)驗結(jié)論pH會影響酶的活性,酶的活性有適宜的pH范圍有大量氣泡產(chǎn)生無明顯氣泡產(chǎn)生無明顯氣泡產(chǎn)生燃燒劇烈燃燒較弱燃燒較弱思考:能不能將步驟二和步驟三的順序顛倒?①圖甲,溫度從a降低或升高,酶促反速率均下降,但是下降的原因
。溫度、pH、底物濃度、酶濃度②圖乙,pH從b降低或升高,酶促反速率均下降,但是下降的原因
。③圖丙,底物濃度為
時,酶促反應(yīng)速率達(dá)到最大值,因為酶已飽和。6.影響酶促反應(yīng)速率的因素曲線分析:④圖丁,在底物充足、其他條件適宜條件下,酶促反應(yīng)速率與酶濃度成
。甲乙丙丁P不同相同c正比思考:圖丙中P點(diǎn)以前和P點(diǎn)以后限制酶促反應(yīng)速率的因素是什么?酶促反應(yīng)速率
≠酶活性酶活性受溫度、pH、酶抑制劑、酶激活劑影響,不受底物濃度和酶濃度影響酶活性酶與反應(yīng)物的接觸面積酶促反應(yīng)速率溫度PH底物濃度酶濃度考點(diǎn)三
探究影響酶活性的條件酶抑制劑、酶激活劑拓展
提升科學(xué)思維(步步高P55)根據(jù)抑制劑與底物的關(guān)系可分為競爭性抑制和非競爭性抑制,圖甲為兩種抑制劑的作用機(jī)理模型圖乙為相同酶溶液在無抑制劑、添加不同抑制劑的條件下,酶促反應(yīng)速率隨底物濃度變化的曲線,檸檬酸對PPO活性的影響為曲線c對應(yīng)情況。(1)競爭性抑制劑引起酶活性降低的原因是什么?(2)非競爭性抑制劑引起酶活性降低的原因是什么?(3)據(jù)圖乙分析檸檬酸屬于哪種酶抑制劑?其與高溫等因素對酶的影響是否相似?競爭性抑制劑的分子結(jié)構(gòu)與底物非常相近,可以與底物競爭酶活性部位來影響催化效果。非競爭性抑制劑與酶結(jié)合后,誘導(dǎo)酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,使酶失去活性非競爭性抑制劑;相似拓展
提升科學(xué)思維(步步高P55)競爭性抑制劑非競爭性抑制劑可與酶的非活性部位不可逆性結(jié)合,使酶分子形狀發(fā)生了變化,從而使酶的活性部位功能喪失。非競爭性抑制劑由于非競爭性抑制劑不與底物競爭,因此,其抑制作用
通過增加底物的濃度來抵消其抑制
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