内容正文:
整体感知:细胞的能量供应和利用
——梳理细胞代谢的条件
1.回顾教材,梳理细胞呼吸和光合作用的过程,了解酶和ATP在代谢中的作用,建立生物物质与能量观。
2.结合线粒体和叶绿体适应其功能的结构特点,分析光合、呼吸和光合反应过程中物质和能量的转化过程。
3.举例说明细胞呼吸和光合作用原理在生产生活中的应用。
发酵与死细胞中的物质有关
发酵与活细胞有关
死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵
脲酶是蛋白质
胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质
少数酶是RNA
发酵是纯化学反应,与生命活动无关
巴斯德
李比希
毕希纳
VS
切赫和奥特曼
其他科学家
萨姆纳
假如你是切赫或奥特曼,你能总结酶的概念吗?
一、酶在细胞代谢中的作用
1.细胞代谢:细胞中每时每刻进行着的许多化学反应的统称,是细胞生命活动的基础。
2.酶的作用机理:降低化学反应的活化能
活化能: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。
二、酶的本质
酶的本质及相关实验
酶的来源
酶的作用
酶的本质
合成场所
合成原料
氨基酸或核糖核苷酸
活细胞产生
催化作用(降低了反应的活化能)
大多数是蛋白质,少数是RNA
有的在核糖体,有的在细胞核或拟核
思考:酶的初步水解和彻底水解产物分别是什么?
验证酶的本质
(1)验证酶是蛋白质
①实验组:待测酶溶液+双缩脲试剂―→是否出现紫色反应;
②对照组:标准蛋白质溶液+双缩脲试剂―→紫色反应。
③变量分析:自变量为待测酶溶液和标准蛋白质溶液;因变量为是否有紫色反应。
④实验结果分析:
(2)验证酶是RNA
①实验组:待测酶溶液+吡罗红试剂―→是否出现红色;
②对照组:标准RNA溶液+吡罗红试剂―→出现红色。
③变量分析:自变量为待测酶溶液和标准RNA溶液 ;因变量为是否出现红色。
④实验结果分析:
(3)利用酶的专一性检测:待测酶液+蛋白酶/核酸酶颓 待测酶不再具有催化能力
实验组出现紫色,证明待测酶的化学本质是蛋白质
实验组出现红色,证明待测酶的化学本质是RNA
项目 判断对错 正确理解
产生场所 具有分泌功能的细胞才能产生
化学本质 蛋白质
作用场所 只在细胞内起催化作用
温度影响 低温和高温均使酶变性失活
作用 酶具有调节、催化等多种功能
来源 有的可来源于食物等
活细胞(不考虑哺乳动物成熟红细胞等)
有机物(大多为蛋白质,少数为RNA)
可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
低温只抑制酶的活性,不会使酶变性失活;高温使酶变性失活
酶只起催化作用
酶只在生物体内合成
关于酶的正确与错误说法
三、酶的特性
1.高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
2.专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
3.作用条件较温和
①最适pH和温度下,酶活性最高,温度和pH偏高或偏低,酶活性会明显降低。
②在过酸、过碱或高温条件下,酶失活。在低温条件下, 酶活性降低,但不会失活。
1.验证酶的高效性(比较过氧化氢在不同条件下的分解)
小、少、慢
燃烧
大、多、快
剧烈燃烧
疗亥纸肺合抉梨负壕阻饱庶旱争百华夸还苍主灰哪榔弃塔浆祈才毯乡痉眠降低化学反应活化能的酶一轮复习课件降低化学反应活化能的酶一轮复习课件
思考:
(1)为何要选新鲜的肝脏?
(2)该实验中所用试管应选较粗的还是较细的?为什么?
(3)为何要选动物的肝脏组织来做实验,其他动植物的组织的研磨液能替代吗?
(4)相同质量的块状肝脏和肝脏研磨液,哪一个催化效果好?为什么?
(5)滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时,可否共用下个吸管?为什么?
因为在不新鲜的肝脏中,过氧化氢酶的活性会由于细菌的破坏而降低。
应选用较粗的,因为在较细的试管中容易形成大量的气泡,而影响卫生香的复燃。
因为肝脏组织中过氧化氢酶含量较丰富;其它动植物组织也含有少量的过氧化氢酶,所以能够替代。
研磨液效果好;因为它增加过氧化氢酶与过氧化氢的接触面积。
不可共用,防止过氧化氢酶与氯化铁混合,而影响实验效果。
酶高效性的曲线
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平衡所需的时间,但不改变化学反应的平衡点。
2.验证酶的专一性
1.取2只试管编号1、2,1号试管加入2ml淀粉溶液,2号试管加入等量2ml蔗糖溶液
2.1、2号试管各加入2ml淀粉酶溶液,摇匀使液体混合均匀,适宜温度下反应一段时间
3.取出试管各加入2ml斐林试剂水浴加热2min,观察两只试管溶液颜色变化
4.实验结果:淀粉试管产生砖红色沉淀,蔗糖试管是浅蓝色 结论:淀粉酶具有专一性
(1)方案一:用同种酶催化两种不同物质
实验组:反应物+相应酶溶液―→反应物被分解;
对照组:另一反应物+等量相同酶溶液 ―→反应物不被分解 。
(2)方案二:用两种不同酶催化同一物质
实验组:反应物+相应酶溶液―→反应物被分解;
对照组:相同反应物 +等量另一种酶溶液―→反应物不被分解 。
酶专一性的曲线
1.在 A 反应物中加入酶 A,反应速度较未加酶时明显加快,说明酶 A 催化底物 A 参加反应;
2.在 A 反应物中加入酶 B,反应速度和未加酶的相同,说明酶 B 不催化底物 A 参加反应。
3.作用条件比较温和
探究温度对酶活性影响:
1.取6只试管编号1-6,1-3号试管各加入2ml淀粉溶液,4-6号试管各加入1ml淀粉酶溶液,1、4号试管冰浴、2、5号试管温水浴、3、6号试管沸水浴分别保温5min
2.将相同条件处理的两只试管混合,并在其条件下分别保温2min
3.各加入2滴碘液,观察颜色变化
结果:冰浴颜色浅蓝色、温水浴棕色、沸水浴深蓝色 结论:温度过高过低均会影响酶活性
注意事项:①不能选用过氧化氢做验证温度对酶活性影响实验,过氧化氢分解本身受温度影响较大;②不能选用斐林试剂做指示剂,原因是斐林试剂验证需要水浴加热。
探究pH对酶活性影响:
1.取3只试管编号1.2.3,,各加入2滴肝脏研磨液
2.1号试管加入1ml清水,2号试管加入1ml盐酸,3号试管加入1ml氢氧化钠溶液
3.3只试管各加入2mlH2O2溶液,观察气泡生成速率
结果:1号试管气泡产生速率最快,2号与3号产生速率很慢
注意事项:一般不用淀粉、淀粉酶,因为淀粉可在酸性条件下水解。
1.影响酶活性的曲线分析
①在最适宜的温度或pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显下降;
②在高温、强酸或强碱、重金属盐等引起蛋白质变性的条件下,酶都会丧失活性;
③注意低温仅抑制酶的活性,随温度升高(最适温度以下)酶的活性逐渐增强。
解密高频考点
例1:如图所示在不同条件下的酶促反应速率变化曲线,据图叙述错误的是
A.影响AB段反应速率的主要因素是底物浓度
B.影响BC段反应速率的主要限制因子可能是酶量
C.温度导致了曲线Ⅰ和Ⅱ的反应速率不同
D.曲线Ⅰ显示,该酶促反应的最适温度为37℃
D
例2:某同学研究温度和pH对某酶促反应速率的影响,得到如图的曲线。下列分析正确的是
A.该酶催化反应的最适温度为35℃左右,最适pH为8
B.当pH为8时,影响反应速率的主要因素是底物浓度和酶浓度
C.随pH升高,该酶催化反应的最适温度也逐渐升高
D.当pH为任何一固定值时,实验结果都可以证明温度对反应速率的影响
A
2.影响酶促反应速率的曲线分析
①在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加(如图甲)。
②在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比(如图乙)。
3.与酶的特性有关的实验分析与设计
实验名称 实验组 对照组 实验组衡量标准
验证酶是蛋白质 待测酶液+双缩脲试剂 已知蛋白液+双缩脲试剂 是否出现紫色
验证酶有催化作用 底物+相应酶液 底物+等量蒸馏水 底物是否被分解
验证酶的专一性 底物+相应酶液 另一底物+相同酶液 底物是否被分解
验证酶具有高效性 底物+相应酶液 底物+无机催化剂 底物分解速度
探索酶的适宜温度/pH 温度(或pH)梯度下的同一温度
(或pH)处理后的底物和酶混合 底物分解速度或剩余量
易错提醒
实验操作的“四宜”和“四不宜”
(1)若底物选择粉和蔗糖,用淀粉来验证酶的专一性时,检测底物是否被分解的试剂“宜”选用林试剂,“不宜”选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
(2)若选择淀粉和淀粉酶探究的最适温度,检测底物被分解的试剂“宜”选用碘液,“不宜”选用斐林试剂,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。
(3)在探究pH对酶活性影响时,“宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再反应物与底物接触,“不宜”在未达到预设pH前,让应物与酶接触。
(4)在探究酶的适宜温度的实验中,“宜”选用淀粉和淀粉,“不宜”选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。
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