2021届高三一轮复习生物必修一5.1降低化学反应活化能的酶课件

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• 5在正常情况下,多巴胺发挥作用后会被突触 前膜上的转运蛋白从突触间隙回收。吸食可卡 因后,可卡因会使转运蛋白失去回收多巴胺的 功能, 。当可 卡因药效失去后,由于多巴胺受体已减少,机 体正常的神经活动受到影响,服药者就必须服
• 6由于毛囊中的黑色素细胞衰老,细胞中的酪 氨酸酶活性降低,黑色素合成减少,所以老年 人的头发会变白。老年人的皮肤上会长出“老 年斑”,这也是细胞内色素积累的结果。
观察现象
观察现象
不可行温度对酶的活性有影响同时对H2O2的分解也有影响
一步 二步 三步
四步
PH对酶活性的影响
试管1
试管2
试管3
2滴H2O2酶 2滴H2O2酶 2滴H2O2酶
溶液
溶液
溶液
1mLPH缓 1mL盐酸 1mLNaOH
冲液
溶液
溶液
1mL H2O2 1mL H2O2 1mL H2O2
溶液
溶液
溶液
1滴
1滴
所含酶的数量(个)
Fe3+的数量(个)
a
2.5×105 a
• 与无机催化剂相比,酶能显著降低化学反 应活化能,催化效率更高
关于酶本质的探索
巴斯德之前
发酵是纯化学反应,与生命活动无关
巴斯德
李比希
发酵与活细胞有关,发 酵是整个细胞而不是细 胞中某些物质起作用
引起发酵的是细胞中的某些 物质,但这些物质只有在酵 母细胞死亡并裂解后才能发 挥作用
• ,当葡萄酒和啤酒变酸后,酒液里有一根 根细棍似的醋酸菌,就是这种“坏蛋”在 营养丰富的葡萄酒里繁殖,使葡萄酒“变 酸”。他把封闭的酒瓶放在铁丝篮子里, 泡在水里加热到不同的温度,试图即杀死 这醋酸菌,而又不把葡萄酒煮坏,经过反 复多次的试验,他终于找到了一个简便有 效的方法:只要把酒放在五六十摄氏度的 环境里,保持半小时,就可杀死酒里的醋 酸菌,这就是著名的“巴斯德杀菌法” (又称低温灭菌法),这个方法至今仍在 使用,市场上出售的消毒牛奶就是用这种 办法消毒的
延伸:
• 绝大多数微生物都能利用葡萄糖,但是只
有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利
用以尿素为唯一氮源的选择培养基,可以 从土壤中分离出分解尿素的细菌。
• 但是在该选择培养基上生长的微生物,不 都是用尿素为氮源的,也有是以空气中的 氮气为氮源的微生物,为了鉴别,一般要
用酚红作指示剂予以检验。
酶的本质
2ml淀 粉溶液
2ml淀 粉溶液
2ml淀 粉溶液
1ml淀粉 酶 溶液
1ml淀粉 酶 溶液
1ml淀粉 酶 溶液
冰浴
水浴60℃ 沸水浴
2管倒入1管 4管倒入3管 6管倒入5管
四步 各保温 冰浴
2分钟
五步
加2滴碘液观察
水浴60℃
加2滴碘液观察
沸 水浴后用 自来水冲凉
加2滴碘液观察
延伸:由定性向定量转化
• 上述实验取低、中、高三个温度点,只能 称为定性实验。可把温度梯度缩小,以实 现定量实验:
步骤
对照组 实试验管组编号
空白对
照1
2
3
说明 4 变量
一 H2O2 质 量分数
剂量
常温
3% 2ml
90℃
3%
3% 无关变量
2ml 2ml
肝脏研
FeCl3 磨液 自变量 2滴 2滴
结 气泡产生 不明显 少量 较多 大量 果 卫生香燃烧 不复燃 不复燃 变亮 复燃
因变量
结论
过氧化氢在不同条件下的分解 速率不一样
• 9艾弗里和他的同事将加热致死的S型细菌碎 后,设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质, 制取细胞提取物。将细胞提取物加入有R型活 细菌的培养基中结果出现了S型活细菌然后, 他们对组胞提取物分别进行不同的处理后再进 行转化实验,结果表明分别用蛋白酶、RNA 酶或酯酶处理后, 细胞提取物仍然具有转化 活性; 用DNA酶处理后细胞提取物就失去了 转化活性
延伸阅读
• 法国的啤酒、葡萄酒业在欧洲是很有名的, 但啤酒、葡萄酒常常会变酸,整桶的芳香 可口啤酒,变成了酸得让人不敢闻的黏液, 只得倒掉,这使酒商叫苦不已,有的甚至 因此而破产。1856年,里尔一家酿酒厂厂 主请求巴斯德帮助寻找原因,看看能否防 止葡萄酒变酸。
• 巴斯德答应研究这个问题,他在显微镜下 观察,发现未变质的陈年葡萄酒,其液体 中有一种圆球状的酵母细胞。
一、细胞代谢
CO2+ H2O
光能 酶
叶绿体
(CH2O)+O2
C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 酶 6 CO2+ 12 H2O +能量
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应, 统称为细胞代谢。细胞代谢是生命活动的基 础
对照实验
• 1实验过程中的变化因素称为变量。
• 2人为控制的对实验对象进行处理的因素叫
3% 无关变量
2ml
二 反应条件
肝脏研
90℃ FeCl3 磨液 自变量
剂量
2滴 2滴
结 气泡产生
少量 较多 大量
果 卫生香燃烧
不复燃 变亮 复燃
结论
过氧化氢在不同条件下的分解 速率不一样
因变量
此图为对比实验,即
实验,不单设对照组,是对照实验的一种


• 对照 • 实验
1空白对照
2对比实验(相互对照实验)
:分子从 转变为容易发生
化学反应的
所需要的能量。
表 在20 ℃测得的过氧化氢分解的活化能
条件
活化能/kJ·mol-1
没有催化剂催化
75
用Fe3+催化
43
加Fe热3:+用:提过降高氧低分化化子氢学的酶反能催应量化的活2化9 能
质量分数为20%的新鲜肝脏研 质量分数为3.5%的氯化铁
酶:更显著磨地液降低化学反应的活化能 溶液
• 例:从0℃~100 ℃,以10 ℃ 或20 ℃为梯 度分别设置若干小组;以1或2分钟为间隔 取反应液与碘液反应,记录淀粉消失的时 间,以时间的倒数为判断酶活性的高低。
温度对酶活性的影响---变式探讨:可行吗?
步骤
试管1 试管 试管3 试管 试管5 试管6
2
4
一步 2mlH2O2 2mlH2O2
酶是活细胞产生的具有 催化作的用 有机物
来源
功能
※ 绝大多数是蛋白质
1、酶具有高效性
酶的催化效率是无机催化剂的107-1013 倍
2、酶具有专一性
蛋白酶,淀粉酶,蔗糖酶,肽酶,
麦芽糖酶 ……
每一种酶只能催化一种或一类化学反应
比较:无机催化剂催化的化学反应范围比较广, 例:酸既能催化蛋白质水解,也能催化脂肪水 解,还能催化淀粉水解。
第5章 细胞的能量供应和利用
第1节 降低化学反应活化能的酶
一酶的作用和本质
第Ⅰ部 正文
讨论:
1.1783年斯帕兰札尼 的实验要解决什么问 题?是否只有物理性消化,没有
化学性消化
2.是什么物质使肉块 消失了?胃内的化学物质
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能将肉 块分解
观察
• 延伸:上述试验同样为定性实验,思考如 何把它变为定量实验。
PH对酶活性的影响--
试管1
试管2
:可行吗?
试管3
一步 二步 三步
2滴淀粉酶 溶液
1mLPH缓 冲液
1mL 淀粉溶

2滴淀粉酶 溶液
1mL盐酸溶 液
1mL 淀粉溶

2滴淀粉酶 溶液
1mLNaOH 溶液 1mL 淀粉溶液
四步
每隔一定时间取适量液体加2滴碘液观察
• 7基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进 而控制生物体的性状。又如,人的白化症状是 由编码酪氨酸酶的基因异常而引起的。酪氨酸 酶存在于正常人的皮肤、毛发等处,它能将酪 氨酸转变为黑色素。如果一个人由于基因异常 而缺少酪氨酸酶,那么这个人就不能合成黑色 素,从而表现出白化症状。
• 8在进行细胞培养时,首要对新鲜取材的动物 组织进行处理,或用机械的方法,用胰蛋白酶、 胶原蛋白酶等处理一段时间,将组织分散
酶促反应特点
• 生物体内的各种化学反应,几乎都是由酶催 化的。酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应 中被酶作用的物质叫作底物。经反应生成的物 质叫作产物。酶作为生物催化剂,与一般催化 剂有相同之处,也有其自身的特点。
• 相同点:(1)
,本身不被
消耗;(2)只能催化热力学允许进行的反应;(3)
加快化学反应速率,缩短达到平衡的时
溶液 溶液
2mlH2O2 溶液
2mlH2O2 溶液
二步
1mlH2O2 酶 溶液
各保温5 冰浴
分钟
1mlH2 O2酶 溶液
1mlH2 O2酶 溶液
水浴60℃
1mlH2O2 酶 溶液
沸水浴
三步
2管倒入1 4管倒入3管 6管倒入5管 管
四步 各保温2 冰浴
分钟
水浴60℃ 沸 水浴后用自
来水冲凉
五步
观察现象
练习:
加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶,请回答下面的问题: (1)这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的
奶渍和血渍? (2)使用这种洗衣粉为什么要用温水? (3)含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些
衣料?( B D )
A.化纤 B.纯毛 C.纯棉 D.真丝 (4)为了更好地除去衣物上的油渍,在洗衣粉中
酶活性受温度 影响示意图
在一定范围内,随着pH的升高,酶的活性 逐渐增强;
达到最适pH时,酶 的活性最高;
超过最适pH时,随 着pH的继续升高, 酶的活性逐渐下降。
过酸、过碱会使酶的 空间结构遭到破坏, 使酶永久失活
酶活性受pH 影响示意图
此反应称为酶促反应A代表某类酶,B代表反 应底物,C和D代表反应产物。 含义:酶A和底物B专一性结合,催化化学反 应的发生,产生了产物C和D。这个模型揭示 酶的专一性。
间,但不改变平衡点;(4)
,使
化学反应速率加快。
•,
• 不同点(酶的特点):(1)
,指催化效率
很高,使得反应速率很快;(2)
,任
何一种酶只作用于一种或一类相关的化合
物,这就是酶对底物的专一性;(3)酶的作
用条件较温和

C
• 1有的载体蛋白同时充当酶的作用,催化
ATP的水解。如把钙离子从细胞内向细胞外
毕希纳
酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后
继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样
萨姆纳
酶是蛋白质
切赫、奥特曼
少数RNA也具有生物催化功能
延伸:巴氏消毒法(选修三)
• 对一些不耐高温的液体,如牛奶在
62~65℃消毒30分钟,或80~90℃处 理30s~1min,可以杀死牛奶中的绝大多 数微生物,并且不破坏牛奶的营养成分。
作自变量; • 3因自变量改变而变化的变量叫作因变量。
• 4除自变量外,还存在一些对实验结果造成
影响的可变因素,叫作无关变量。 • 5对照实验一般设置对照组和实验组
无关变量
• 自变量
因变量
为保证自变量为单一变量而引起因变量
发生相应的变化,故无关变量必须相同
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
对照实验
上图中1组、2组也可各加2滴清水,依然是空白对照。
对比实验(P92)
• 也叫相互对照实验,设置两个或两 个以上的实验组,通过对结果的比较
分析来探究某种因素对实验对象的影 响。
比对 之较照 对过实比氧验实化氢在不同实条试验件管组下编号的分解速率 说明
验 步骤
1
2
3 变量
一 H2O2 质
量分数
剂量
3% 3% 2ml 2ml
3自身对照(对照组与实验组都在同
一研究对象上,不另设对照组): 例:摘除小鼠甲状腺,一段时间后再 移入摘除的腺体或补充一定量的激素, 观察前后变化情况。
4条件对照:虽给对照组施以某种实验
因素的处理,但只是作为对照因素,
例:”验证甲状腺激素促进幼小动物发育“--甲组蝌蚪饲喂甲状腺激素,甲组蝌蚪饲喂
甲状腺激素抑制剂,空白对照不作任何处理。
不可行,因为碘与碱液有反应,会影响检测结果 (3I₂ + 6NaOH == 5NaI + NaIO₃ + 3H₂O)
3、酶的作用条件较温和
在一定范围内,随着温度的升高,酶的活 性逐渐增强;
v/mmol
达到最适温度时,酶 的活性最高;
超过最适温度时,随
着温度的继续升高,
T
酶的活性逐渐下降。
温度过高会使酶的空 间结构遭到破坏,使 酶永久失活
探究影响酶活性的条件
提出问题 作出假设 设计实验方案
材料用具:
新配置的淀粉酶溶液;淀粉溶液; 热水,冰块;
NaOH,HCL,蒸馏水; 碘液,斐林试剂
进行实验
分析结果
表达交流
温度对酶活性的影响
步骤
试管1 试管2 试管3 试管4 试管5 试管6
一步
二步 三步
2ml淀 粉溶液
1ml淀粉 酶 溶液
各保温 5分钟
还可以加入什么酶? 脂肪酶 思考?哪种酶能够水解脂肪酶?
蛋白酶
1。细胞内每时每刻都在进行着成千 上万种化学反应,这些化学反应需要 高效地进行,酶的催化效率比无机催 化剂高得多。
2细胞内的化学反应需要在较温和条件下, 无机催化剂往往需要在高温、高压、 强酸、强碱等条件下进行。
运输的载体蛋白(P88);离子泵也是具
有ATP水解酶活性的载体蛋白。(P89)
• 2有氧呼吸酶存在的场所是线粒体内膜和 线粒体基质中。
• 3光合作用的酶存在于类囊体薄膜和叶绿 体基质中。
联想,类比:
• 4作物长期处于高浓度CO2环境后光合效率会 降低,可能是降低了固定CO2的酶的活性或减 少了固定CO2的酶的数目。(P108)
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