高中第二节 酶是细胞生化反应的催化剂获奖课件ppt

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为什么加酶洗衣粉在温水中效果较好？酶有哪些特点？酶的活性受哪些条件的影响呢？
氮是植物生长必不可少的元素，大气中约含78%的氮气，但不能被农作物直接利用，因此，种植农作物一般都需要施用氮肥。目前，世界上大约有10%的能源用于工业固氮，因为工业固氮需要在20~50MPa、500℃的条件下，使用无机催化剂将氮气和氢气合成氨。而与豆科植物共生的根瘤菌却在常温常压下就能够固氮（图4-10）。我国豆田生物固氮量约为100kg/h2，相当于每年节约了10多万吨标准煤。根瘤菌轻松固氮的“法宝”是细胞中的生物催化剂—酶（enzyme）。和无机催化剂相比，酶的作用具有哪些特点？酶的化学本质是什么？
酶具有高效性和专一性等特点
细胞中的酶能加快化学反应的进行。在常温常压下生物体中数千种酶的作用，保证了生命活动的高效进行。
探究酶催化的高效性、专一性和环境因素对酶活性的影响
细胞中某些化学反应产生的H2O2具有很强的氧化性，会伤害细胞。生物组织中的过氧化氢酶和无机催化剂Fe3+都能催化HO2分解成H2O和O2。比较不同条件下反应中O2生成的速率，可以探究酶催化的高效性、专一性和pH对酶活性的影响。
目的要求1.比较酶与普通催化剂的催化效率，探究酶催化作用的高效性。2.比较不同条件下过氧化氢酶的催化效率，探究酶的专一性和pH对酶活性的影响。
材料器具质量分数为20%的新鲜鸡肝研磨液（或其他动物肝研磨液），体积分数为3.0%的H2O2溶液、质量分数为35%的FeCl3溶液、蒸馏水、胃蛋白酶溶液、pH分别为1和4的盐酸、pH分别为10和13的NaOH溶液，数据采集器、相对压强传感器、计算机、Y形试管、带导管的单孔橡皮塞、变径转接头、量筒、5mL注射器。
活动程序1.连接好相对压强传感器、变径转接头、单孔橡皮塞和Y形试管，双手紧握Y形试管两分叉底管，观察相对压强值是否变化。若示数无变化或变化较小，说明实验装置漏气，需在接口处涂抹适量凡士林密封。
研究酶催化特性的实验装置
2.向3支Y形试管的侧管A、B C中分别加入5滴新鲜鸡肝研磨液、FeCl3溶液、蒸馏水，侧管D、E、F中各加入2mLH2O2溶液，并将3个相对压强传感器通过变径转接头与Y形试管的单孔橡皮塞连接。
3.打开通用软件“酶的特性”，在实验界面输入催化剂名称，单击“开始实验”后，对传感器进行调零。同时倾斜3支Y形试管，使H2O2溶液流入另一侧管，观察并保存相对压强随时间变化的曲线
警示盐酸、NaOH溶液、H3O2溶液会伤害皮肤，使用时须小心！分析讨论1.分析程序3中3条曲线的变化趋势，可以得出哪些结论？2.程序4中有两条曲线几乎重合，为什么？3.分别比较程序5和6中3支试管对应的曲线，可以得出什么结论？4.唾液淀粉酶能将食物中的淀粉分解为麦芽糖。利用实验室现有材料器具设计实验，探究温度对酶活性的影响。若利用鸡肝硏磨液和HO2为实验材料，能得到类似的结论吗？
实际上，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数大约是每滴肝研磨液中过氧化氢酶分子数的数万倍。Fe3+的催化效率为6.0×10-4ml/（ml·s），而过氧化氢酶的催化效率为8.3×104ml/（ml·s），过氧化氢酶的催化效率比Fe3+高得多。酶的催化效率比一般催化剂高107~1013倍。可见，酶的催化作用具有高效性。
当我们打球或赛跑时，相关的酶迅速催化相应代谢，产生大量能量，供给肌细胞。如果酶催化效率不高，那么功能反应只能缓慢进行，我们就只能缓慢运动了。
这对于细胞有什么意义呢？
过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解，蛋白酶除了催化蛋白质水解外，对其他化学反应不起作用。一种酶只能催化种或一类化学反应，即酶的催化作用具有专一性。
不同的细胞需要不同的化学反应。同一细胞在不同时期需要的反应不同，同一反应的强度也不相同。这些都需要酶的专一性来保证，才能使细胞代谢有条不紊地进行。
一种酶只能催化一种或一类化学反应。就如同一把钥匙开一把锁一样。
科学家分别在不同的温度和pH条件下测定同一种酶的活性，并根据所获得的数据绘制成曲线:
嗜热温泉内蓝细菌中的酶
在适宜的温度和pH下，酶的活性最高。酶的种类不同，其发挥作用的最适温度和最适pH都会有差异。一定的低温使酶的活性降低，但不会使酶失活；温度过高、pH过高或过低都会使酶的分子结构遭到破坏而失去活性，即酶活性受温度、pH等环境因素的影响。
动物体内的酶最适温度35-40℃之间；植物体内的酶最适温度40-50℃之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的可高达70℃ 。
动物体内的酶最适pH大多在6.5-8.0之间，胃蛋白酶最适pH为1.5；植物体内的酶最适pH大多在4.5-6.5之间。
绘制甘薯的还原糖含量随温度变化的曲线科学探究中记录的原始数据往往数量较多、杂乱无章，难以从中发现规律。通过绘制曲线或运用其他技术对实验数据作进一步的处理和分析，构建模型就可以初步得出实验结论，在此基础上可以进一步提出问题继续探究。
为探究温度对淀粉酶活性的影响，某兴趣小组将甘薯放在不同温度下（其他条件相同）处理30min后测定其还原糖含量，结果见表：
不同温度下甘薯中的还原糖含量
请用描点法画出甘薯的还原糖含量随温度变化的曲线，或用 Excel软件将还原糖含量随温度变化的数据转换成柱状图。
酶的特性：具有高效性具有专一性作用条件较温和
1.关于人体内酶的叙述，错误的是（　　）A．能产生酶的细胞一定能产生激素B．酶可以降低化学反应的活化能C．高效性是酶的重要特性之一D．高温下酶会变性失活
2.下列关于酶的叙述，正确的是（　　） A．过酸、过碱、高温会使酶失活，应在低温下保存酶制剂 B．酶催化反应后，会立即被分解成氨基酸或核糖核苷酸 C．酶为分子提供能量，从常态转变为易发生化学反应的活跃状态 D．酶只在细胞内发挥作用
3.最适温度下，将一定量的蛋白质甲与蛋白质乙在a时刻混合，一段时间内发现蛋白质甲的浓度不断降低，在b时刻浓度降为0，而蛋白质乙的浓度不变。下列叙述正确的是（　　） A．蛋白质乙可能是一种酶，其能为蛋白质甲发生水解反应提供能量 B．实验开始时若适当提高该反应体系温度，则蛋白质甲浓度降为0所需的时间延长 C．实验中蛋白质甲发生水解反应的速率不断降低，表明酶的活性在不断降低 D．向反应体系中加入双缩脲试剂可检测蛋白质甲的浓度是否为0