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:细胞内(场所)细胞中各种化学反应的统称(实质),细胞代谢是细胞生命活动的基础(功能). 二、实验:比较过氧化氢在不同条件下的分解. 1．实验原理:水浴加热、三氯化铁以及肝脏研磨液中的过氧化氢酶均可影响双氧水分解速率. 2．实验设计:
3．实验结论: （1）1和2对比:加热提高反应速率. （2）1和3、4对比:催化剂提高反应速率. （3）3和4对比:有机催化剂效率高. 4．注意事项: （1）肝脏:新鲜,保证活性;研磨,增加反应接触面积,充分反应; （2）滴管:不能混合使用,防止试剂污染. 三、酶作用机理: 1．酶在细胞代谢中的作用:使细胞(场所)代谢(前提)能在温和条件下快速(高效性)进行. 2．酶能降低化学反应的活化能: （1）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.终态对应产物;常态对应反应物;终态含有的能量比常态低. （2）活化能与化学反应速率: ① 反应物具有的能量达到活跃状态,反应才能进行; ② 途径:加热是提供活化能,加油上坡;催化剂是降低反应的活化能,愚公为此移山. 四、相关变量: 1．自变量(X):在实验中人为改变的变量,曲线图的横坐标. （1）实例:温度,试管2.催化剂,试管3,无机催化剂;试管4,有机催化剂. 2．因变量(Y):随自变量变化而变化的量,曲线图的纵坐标. （1）实例:反应速率. 3．无关变量(常数):除自变量外,实验中对实验结果造成影响的变量. （1）实例:反应物的性质和浓度,肝脏的新鲜程度,添加的量,反应时间等. 五、对照实验:除一个因素外,其余因素都保持不变的实验. 1．原则:除要研究的变量外,其他变量都应当始终保持相同;控制、减少无关变量,以减少误差. 2．分类: （1）空白对照:不做任何处理,过氧化氢分解实验的试管1. （2）自身对照:实验与对照在同一对象上进行,即不另设对照组.植物细胞质壁分离和复原. （3）条件对照:给对象施以某种实验处理,但这种处理是作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的.动物激素饲喂小动物,A组喂激素,实验组.B组不喂激素,条件对照.C组不喂东西,空白对照. （4）相互对照:不另设对照组,而是几个实验组相互对比对照.“植物的向性”的等组实验中,5个实验组所采用的都是相互对照. 3．实验设计:排除无关变量的影响,增加可信度和说服力. （1）单一变量原则:其他无关变量相等且适宜的情况下,设置对照组和实验组作比较 （2）.平行重复原则:在同样条件下重复实验,以消除偶然误差. （3）科学性原则:实验方案严谨,选材合适,实验原理科学. 六、酶的概念:活细胞产生的(来源)有机物,绝大多数是蛋白质少数是RNA(本质),催化作用(功能). 1．活细胞不都产生酶,哺乳动物成熟的红细胞. 七、酶的作用场所. 1．细胞内:呼吸酶. 2．细胞外:胃蛋白酶. 3．体外:酵母菌的发酵酶. 八、酶的作用原理:降低化学反应的活化能. 九、酶的意义:使化学反应在温和的条件(常温、常压、适宜pH,液体环境)下高效进行. 十、影响因素:温度,pH. 十一、与无机催化剂的比较: 1．共同点: （1）改变化学反应速率,本身不被消耗(数量、质量、种类、性质不变). （2）只能催化已存在的化学反应. （3）降低活化能,提高反应速率,缩短反应时间. （4）但不改变平衡点:平衡点,反应结束点;达到平衡点,反应结束;不改变平衡点,不改变产物的生成量. 2．异同点:见酶特性. 十二、酶的特性. 1．高效性: （1）无机催化剂的10的7~13次方倍. （2）意义:保证细胞代谢顺利进行. 2．专一性. （1）锁钥学说:每一种酶只能催化一种或一类化学反应. （2）意义:保证细胞代谢有序进行. 3．作用条件较温和:过酸、过碱、高温都会破坏蛋白质空间结构而变性,引起酶失活. （1）温度: ① 在一定范围内,随温度的升高,酶的催化作用增强:在最适温度前,抑制活性,分子运动加快. ② 超过这范围,酶的催化作用将减弱:开始失活. ③ 高温使酶失活. ④ 低温只抑制活性,结构未破坏:升温可恢复活性;低温用来保存酶;蟾蜍的冰冻复活; ⑤ 解读: 1）随着温度升高,升至最适点期间,活性增加至最高↗;从最适点升温,活性降低至失活↘; 2）逆着温度降低,降至最适点期间,活性不变←;从最适点降低,活性降低↙. ⑥ 最适温度:动物体内的酶最适温度在35-40℃;植物体内的酶最适温度在40-50℃,利用温度差,升温杀死害虫;细菌和真菌体内的酶最适温度差别大. （2）pH:在最适pH时,酶的催化作用最强. ① 低于或高于最适pH,酶的催化作用减弱:开始失活,空间结构开始受影响. ② 过酸、过碱,使酶失活:空间结构破坏. ③ 解读: 1）在最适点时,活性最高. 2）从最适点降低至强酸,活性降低失活↙. 3）从最适点升高至强碱,活性降低失活↘. 4）从强酸/碱至最适,已经全部失活. 5）酸/碱至最适,活性不变→/←:已经部分失活. ④ 最适pH:动物体内的酶最适pH大多在6.5-8.0;唾液淀粉酶中性,在胃里失活,成反应底物;胃蛋白酶1.5;小肠碱性;pH的不同,可以反应出酶的专一性,各司其职;酶可作为反应物;植物体内的酶最适pH大多在4.5-6.5. （3）温度与pH关系: ① 反应液pH的变化不影响酶作用的最适温度; ② 反应液温度的变化不影响酶作用的最适pH; ③ 双自变量的图,纵坐标相同,对比曲线;横坐标相同,对比曲线;顺曲线看,对比纵坐标. 十三、酶是蛋白质或RNA. 1．试剂法:双缩脲检测呈紫色,是蛋白质;吡罗红检测呈红色,是RNA. 2．水解法:蛋白酶水解产物为氨基酸;RNA水解酶产物为核糖核苷酸;反应后无活性. 十四、酶的催化作用. 1．酶活性:酶对化学反应的催化效率. 2．设计思路:对比酶和蒸馏水催化底物的反应速率. 3．设计方案: （1）材料(无关变量)同种等量底物; （2）试剂(自变量):实验组,相应酶的溶液;对照组,等量蒸馏水. （3）现象(因变量):实验组,底物被分解;对照组,底物不被分解. 4．实例:过氧化氢添加酶和蒸馏水的反应. 十五、酶的高效性. 1．设计思路:对比酶与无机催化剂催化底物的反应速率. 2．设计方案: （1）材料(无关变量):同种等量底物. （2）试剂(自变量):实验组,相应酶的溶液;对照组,等量无机催化剂. （3）现象(因变量):实验组,反应速率快、反应时间短;对照组,反应速率慢、反应时间长. 3．实例:过氧化氢添加酶和三氯化铁催化的反应. 十六、酶的专一性. 1．设计思路:对比底物是否被分解: （1）底物不同但酶相同. （2）底物相同但酶不同. 2．设计方案一. （1）材料(自变量):实验组,与酶对应的底物;对照组,另一种底物. （2）试剂(无关变量):同一种酶(等量). （3）现象(因变量):实验组,发生反应;对照组,不反应. （4）实例:淀粉、蔗糖与唾液淀粉酶反应.检测:斐林检测麦芽糖,是否出现砖红色. 3．设计方案二. （1）材料(无关变量):同种等量底物. （2）试剂(自变量):实验组,与底物对应的酶;对照组,另一种酶. （3）现象(因变量):实验组,发生反应;对照组,不反应. （4）实例:淀粉与唾液淀粉酶、胃蛋白酶反应;检测:碘溶液,是否变蓝. 十七、酶的催化作用需要适宜条件. 1．设计方法:梯度法;定量分析. 2．设计思路:设置一系列不同温度/pH的实验组进行相互对照. 3．设计方案: （1）材料(无关变量):同种等量底物. （2）处理(单一变量):一系列不同温度/pH;其他反应条件适宜且相同;酶相同. （3）现象:底物分解速率;底物剩余量;产物生成量. 4．实例一:淀粉在不同温度下和淀粉酶的反应.不宜用过氧化氢,受热分解. （1）检测:碘液,是否出现蓝色,是否有活性;蓝色的深浅,活性的大小. （2）不用斐林,需水浴加热,而本实验要严格控制温度. 5．实例二:过氧化氢在不同pH下与过氧化氢酶的反应. （1）检测:氧气产生的速率. 6．注意: （1）先调节温度/pH再反应; （2）不可用对温度/pH有要求的试剂和材料. 十八、酶促反应的影响因素:酶促反应,除了酶的种类、温度、pH影响因素外,还有其他因素. 1．底物浓度与酶促反应: （1）在其他条件适宜且酶量一定的条件下,酶促反应随底物浓度增加而加快; （2）饱和现象:当底物浓度达到一定限度时,所有的酶与底物结合,反应速率达到最大,反应速率不再增加. 2．酶浓度与酶促反应:在底物充足且其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比 3．反应时间与酶促反应: （1）随着反应的进行,反应物因被消耗而减少,生成物因生成而增多; （2）前段,因反应物充足,所以反应速率较快,反应物消耗较快,生成物生成速度快; （3）后段,因反应物减少,所以反应速率降低,反应物消耗较慢,生成物生成速度慢; （4）结束,反应物消耗干净,生成物也不再增加,反应速率=0. 十九、酶的应用. 1．多酶片:含多种消化酶. 2．加酶洗衣粉:酶工程产品,更稳定;含脂肪酶、蛋白酶等. 3．果胶酶:分解果肉细胞壁中的果胶,提高果汁产量,使果汁清亮. 4．含酶牙膏:分解细菌,使牙齿亮洁,口气清新. 5．溶菌酶:溶解细菌的细胞壁,抗菌消炎. |
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