内容正文:
第1讲
酶与ATP
【过高考】2023年高考生物大一轮单元复习
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2.1降低化学反应活化能的酶
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1773年,意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验:将肉块放入小巧的金属笼内,然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后,他把小笼子取出来,发现笼内的肉块消失了。
讨论:
1.为什么要将肉块放在金属笼内?
便于取出实验材料(肉块),排除物理消化对肉块的影响,
确定其是否发生了化学消化。
2.是什么物质使肉块消失了?
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。
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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。
关于酶本质的探索
①1773年,意大利科学家斯帕兰札尼
②科学家发现胃液中含有大量的盐酸,于是推测盐酸是使食物分解的物质。
③1835年,德国科学家施旺通过实验发现,胃腺分泌物中有一种物质,将它与盐酸混合后,对肉类的分解能力远远大于盐酸的单独作用这种物质就是胃蛋白酶。
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控制变量与对照实验
人为控制改变
自变量
实验结果
可变因素
变量:实验过程中可以变化的因素,
自变量:实验中 的变量。
因变量:随 而变化的变量。
无关变量:除自变量外,实验过程中可能还会存在一
些 ,对 造成影响。
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对照实验:除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。
对照实验一般要设置对照组与实验组。
实验设计的基本原则:对照性原则;单因子变量原则;
等量性原则;科学性原则
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实验:比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验步骤:
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分析
1)与1号试管相比,2号试管产生的气泡多,这一现象说明了什么?
2号试管,加热能促进H2O2的分解,提高反应速率;
2) 3、4号试管未经加热,也有大量气泡产生,这说明了什么?
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)3号试管和4号试管相比,4号试管中的反应速率快,这说明了什么?
过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多,
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实验的注意事项:
1、必须用新鲜肝脏做实验材料。
2、实验使用肝脏的研磨液,加大肝脏内过氧化氢酶与试管中
过氧化氢分子的接触面积,从而加速过氧化氢的分解。
3、观察产生氧气多少的途径:
A、观察产生气泡的数目的多少。
B、用无火焰的卫生香来鉴定,氧气多会使无火焰的卫生香复燃。
各条件使反应加快的本质:
加热: 提高分子的能量(提供活化能)
Fe3+:降低化学反应的活化能
酶:更显著地降低化学反应的活化能
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酶的本质
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。
(1)在细胞内、细胞外、生物体内、生物体外都能起催化作用
(2)酶本身在反应前后其数量和性质都不改变
(3)酶在反应中不被消耗,可利用多次,但时间过长,
催化能力降低甚至丧失
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酶的特性
1.酶具有高效性
酶的催化效率一般是无机催化剂的107~1013倍。
(1)催化剂可加快化学反应速率,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
(2)酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间,
不改变化学反应的平衡点。
(3)酶只能催化已存在的化学反应。
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2、酶具有专一性
(1)每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(2)意义:细胞代谢能够有条不紊,互不干扰地进行,与酶的专一性是分不开的。
(3)目前发现的酶有4000 多种,它们分别催化不同的化学反应。
(4)原因:锁钥学说
酶有一定的空间结构,酶在反应中与底物的关系就像钥匙和锁的关系,它们的空间结构必须相互结合形成复合物才能发生反应。
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3.酶的作用条件较温和
υ/mmol. s-1
最适温度
酶活性受温度影响示意图
温度低于最适温度时
酶活性随着温度的升高而上升
最适温度时:
酶活性最高
温度高于最适温度时
酶活性随着温度的升高而下降
高温能使酶的分子结构受到破坏而使酶失活,低温虽降低酶活性,但未破坏酶的分子结构,适宜低温下可恢复活性
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动物:6.5~8.0
例外,胃蛋白酶的最适pH:1.5
植物:4.5~6.5。
①pH低于最适pH时
③pH高于最适pH时
②最适pH时:
酶活性最高
酶活性随着pH的升高而上升
酶活性随着pH的升高而下降
pH过高、过低都会使酶分子结构受到破坏,导致酶失活。
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酶量一定的条件下,在一定范围内随着底物浓度的增加,反应速率也增加,但达到一定浓度后不再增加,原因是受到酶数量的限制。
底物浓度
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在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下,酶促反应速率与酶浓度成正相关。
酶浓度
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例1、能水解脂肪