分子与细胞一轮复习酶

第一节降低化学反应活化能的酶★阐明酶在细胞代谢中的作用★阐明酶的本质★阐明酶的特性★说明影响酶促反应效率的因子考点：★实验设计的主要原则第1节降低化学反应活化能的酶一、酶在细胞代谢中的作用1、细胞代谢2、活化能3、酶降低活化能的作用显著4、由于酶的作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行5、关于变量：变量、自变量、因变量、无关变量6、对照实验：对照组和实验组。7、实验设计的主要原则：单一变量（自变量）的控制和对照实验。二、酶本质的探索发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵与整个活细胞的活动有关发酵与细胞中某种物质有关酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用酶是蛋白质巴斯德之前巴斯德李比希毕希纳萨姆纳提取脲酶少数RNA具有生物催化功能切赫和奥特曼酶：是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数RNA也具有生物催化的功能。作用：参与细胞代谢，显著降低活化能，催化化学反应，提高化学反应速率的作用。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称为活化能由酶催化的化学反应，称酶促反应

酶对化学反应的催化效率为酶的活性三、酶的定义（本质）和作用：

酶的作用——催化剂

酶促反应由酶催化的化学反应称为酶促反应酶促反应过程示意图底物活性部位酶产物合成反应酶促反应过程示意图酶的活性中心往往与底物分子在空间结构上有特殊的匹配关系，当酶与底物结合时，启动化学反应的发生，如合成反应或分解反应。分解反应底物产物步骤试管编号

说明1234

一H2O2浓度

剂量二剂量

反应条件结果气泡产生卫生香燃烧结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样自变量因变量无关变量y=k·xy=kx+z8滴大量复燃变量

单一变量原则步骤试管编号说明1234

一H2O2浓度

剂量二剂量反应条件结果气泡产生卫生香燃烧结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率自变量因变量无关变量对照组实验组对照实验

对照实验原则2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃设计实验的主要原则：单一变量原则设置对照实验原则酶的特性酶的高效性酶的专一性每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍酶的多样性生物体内有种类繁多的酶。酶一般在比较温和的条件下催化化学反应的进行。保证细胞中的化学反应快速的进行保证细胞代谢有条不紊的进行符合生物生存的基本条件探究：酶的特性第一节降低化学反应活化能的酶酶的特性之一是它在常温、常压、适宜的pH等温和条件下具有很高的催化效率1.实验原理实验一：2.实验器材探究：酶的特性3.实验步骤1、取4支洁净的试管,编号,各注入质量分数为3%左右的过氧化氢溶液3mL2、1号试管不做处理，2号试管进行90oC水浴，向3号和4号试管中分别滴入2滴的FeCl3溶液和新鲜肝脏研磨液FeCl3肝脏研磨液90oC水浴探究：酶的特性3、观察并比较4支试管中的气泡数量；将点燃但无火焰的卫生香插入试管内，观察卫生香燃烧的情况。新鲜肝脏研磨液FeCl3探究：酶的特性分析：1号试管有什么作用？实验结果说明了什么？探究：酶的特性实验二：1.实验原理

酶与一般催化剂最主要的区别之一是酶具有高度特异（专一）性，即一种酶只能对一种底物或一类底物起催化作用，对其他底物无催化反应。例如，淀粉酶只对淀粉起作用，蔗糖酶只水解蔗糖。还原糖产物可用斐林试剂鉴定。探究：酶的特性2.实验试剂和器材质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、质量分数为3%的蔗糖溶液、斐林试剂、热水、试管、大烧杯、量筒、温度计、试管架、三脚架、石棉网、酒精灯、火柴等探究：酶的特性3.实验设计探究：酶的特性讨论：1.这个实验说明酶具有什么特性？2.你能确定淀粉酶在这个实验中只能催化淀粉水解吗？3.该实验中能否将斐林试剂改为碘液？探究：酶的特性探究：影响酶促反应速率的因素第一节降低化学反应活化能的酶研究目的：推荐器材：滤纸、pH试纸、温度计、试管、烧杯、酒精灯；过氧化氢溶液、葡萄糖、干酵母等说明影响酶活性的因素探究：影响酶促反应速率的因素研究指导：1.一项实验表明，pH对酶的活性有影响，结果如下图探究：影响酶促反应速率的因素2.问题与假设：根据上述事实，小组讨论并提出一个有关影响酶促反应的因素的问题。针对问题，作出假设。3.设计与实验：根据假设，利用推荐器材设计实验。实施实验，注意观察实验现象和收集实验数据。探究：影响酶促反应速率的因素4.交流与合作：和其他小组交流研究计划。小组成员分工合作。5.结论与反思：分析现象和数据，得出研究结果，并反思实验过程，改进实验设计。探究：影响酶促反应速率的因素例1：探究pH对过氧化氢酶的影响过氧化氢溶液和缓冲液（pH5.0、pH6.0、pH7.0、pH8.0）一起加入试管中，再加入等量新鲜肝脏研磨液液，观察试管中气泡的情况，来探究pH对过氧化氢酶活性的影响结果：当缓冲液是pH7.0时，量筒中收集的气体的体积最大。思路：探究：影响酶促反应速率的因素最适pH结论：在最适pH下，酶的活性最高，pH偏高或偏低酶的活性都会明显降低。探究：影响酶促反应速率的因素例2：探究温度对淀粉酶活性的影响淀粉遇碘形成蓝色化合物。淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖，麦芽糖和葡萄糖遇碘后，不形成蓝色化合物。实验原理：探究：影响酶促反应速率的因素试管123淀粉溶液2mL2mL2mL温度37℃温水沸水冰块稀释唾液1mL1mL1mL碘液１滴１滴１滴结果现象不变蓝变蓝变蓝结论：温度是影响酶促反应速率的重要因素之一。温度对酶促反应的影响有两个方面：1、在一定温度内，化学反应速度随着温度的升高而加快。2、酶分子本身会随着温度的升高而发生热变性，且变性速率加快，升高到一定温度，酶将变性失活。结论：在最适宜温度下酶的活性最高，温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。0最适温度t/℃υ/mmol.s-1酶活性受温度影响示意图酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的最适温度

一般地，动物体内的酶最适温度在35~40℃之间；植物体内的酶最适温度在40~50℃之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。温度对酶活性的影响0最适温度t/℃υ/mmol.s-1酶活性受温度影响示意图反应溶液pH会对酶的活性有影响υ/mmol.s-1最适pH0pH酶活性受pH影响示意图

一般地，动物体内的酶最适pH在6.5~8.0之间；植物体内的酶最适pH在4.5~6.5之间；细菌和真菌体内的酶最适pH差别较大。pH对酶活性的影响酶的名称最适PH过氧化氢酶（肝）6.8唾液淀粉酶6.8脂肪酶8.3胰蛋白酶8.0~9.0胃蛋白酶1.5~2.2pH对酶活性的影响影响酶促反应速率的因素：1、温度、pH2、酶的浓度：反应速率随酶浓度的升高而加快。3、底物浓度：在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快，但达到一定浓度，反应速率不再变化酶促反应速率酶的浓度酶促反应速率底物浓度酶量一定总结:酶的作用条件较温和娇气的酶酶一般在比较温和的条件下催化化学反应的进行思考:1.你能想到几种消毒杀菌的方法?2.冰箱为什么能保鲜防腐?3.新疆的葡萄为什么特别甜?4.发烧为什么没有食欲?5.吃饭时喝冷饮对消化有什么影响?1、能正确说明酶不同于一般催化剂的催化特性之一的是A．酶都是蛋白质B．酶是活细胞产生的，只能在生物体内发挥催化作用C．酶的活性随着温度升高而不断提高D．每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应D习题2、将猪精肉片分别放入A、B、C三只烧杯内的消化液中，A烧杯内有胃液，B烧杯内有胰液，C烧杯内是胃液和肠液的混合液。在适宜的温度下放置一段时间后，可能发生的结果及说明的问题是①A、B内的肉片被初步消化②C杯内的肉片消化得最快③说明酶的作用具有专一性④说明酶的作用具有高效性⑤说明酶的作用受pH影响A．①③④⑤B．①②C．②④D．①②⑤A习题3．分别用0℃和100℃的温度处理某种酶后，酶都没有活性但A．经过0℃处理的酶的活性能够恢复B．经过100℃处理的酶的活性能够恢复C．经过0℃处理的酶的空间结构遭破坏D．经过100℃处理的酶被水解成了氨基酸A习题4、一分子过氧化氢酶能在1min内使5×105个过氧化氢分子分解成水和氧，相当于Fe3+催化速度的109倍，但对糖的水解不起作用。这种现象说明酶分别具有A．高效性；稳定性B．高效性；专一性C．多样性；稳定性D．高效性；多样性B习题习题人在高烧时，常常食欲大减，最根本原因是

A太累B胃没有排空

C体温超过合适温度，消化酶的活性下降

D吃药使人没有了胃口胃蛋白酶进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是

A.pH不合适

B.在胃里发挥了作用，不能再继续起作用了

C.被小肠内的物质包裹起来，不能起作用了

D.小肠内没有蛋白质可被消化习题通常胃液的pH约为1.4左右，在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH由10降到1的过程中，胃蛋白酶的活性将

A不断上升B没有变化

C先升后降D先降后升细胞内合成酶的主要的场所是A细胞质B线粒体C核糖体D内质网实验设计1．验证性实验验证性实验是在实验前已经知道了相关的实验原理，并对实验现象已经形成一定认识或提出了某种比较确定的假说，再通过具体实验来验证相应的生物学现象或事实的实验方法。由于实验者在实验前大都已掌握了实验结果和实验结论，因此，对实验结果和预期往往是惟一的。补充复习资料实验设计2．探究性实验探究性实验是探究者根据一定的实验目的，利用现有的实验条件，通过控制实验变量来研究探究研究对象的未知属性、特性以及与其他因素的关系，依据实验现象推测出结论的实验方法。因此对实验结果的预期也是不确定的，要把可能出现的实验现象考虑在内。提出探究的问题作出假设设计实验进行实验，记录结果分析结果，得出结论表达和交流进一步探究探究性实验的步骤：实验设计3．控制变量：自变量：实验中由实验者所操纵的因素或条件。

因变量：指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。

无关变量：指除了研究者操纵的自变量和需要测量的因变量之外的一切变量。实验设计4．控制变量的基本原则：

单一自变量：一个实验变量对应一个反应变量平衡等量原则：控制消除无关变量，在适宜条件下的等量，常态条件下的等量

实验设计5．对照实验：空白对照：指不做任何实验处理的对照组。自身对照：对照和实验都在同一研究对象上进行。有的是同一研究对象在实验前后对照，如“观察植物细胞的质壁分离和复原”的实验；有的是在同一研究对象的不同部位进行对照，如利用银边天竺葵（叶片边缘无绿色）证明光合作用需要叶绿素。相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如“证明温度对酶活性的影响”的实验中，用不同的温度分别处理得出结论是作为相互对照的。条件对照：虽然给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的处理因素。但这种处理是有对照意义的。如“证明甲状腺激素可促进幼小动物的发育”的实验中，可用甲状腺抑制剂饲喂蝌蚪，这就是作为条件对照的。

实验的基本原则1、对照性原则2、单一变量原则3、等量性原则4、科学性原则5、平行重复原则实验设计6．设计实验方法和步骤（四步曲）：（1）材料是否要制取或处理？（2）是否要分组编号？（3）对不同（或同一）对象施加不同的处理。（科学性、可行性、节约成本、随机性）（4）结果观察（预测）、纪录并根据结果（现象）进行分析。实验设计7．描述准确：①若条件X存在事件P能发生，条件X改变事件P不能发生（或发生程度改变），结论是“

”。②若条件X存在事件P能发生，条件X改变事件P能发生（或发生程度没改变），“

”。

③若条件X存在事件P不能发生，条件X改变事件P能发生（或发生程度改变），“

”。影响酶活性的因素1．如何控制温度？梯度如何设置？2、如何控制PH的变化？梯度如何设置？3、如何检测结果？4、对结果的分析？蚕豆过敏症（又名蚕豆病）患者体内缺乏一种6--磷酸葡萄糖