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第5章细胞的能量供应和利用.ppt

第5章细胞的能量供应和利用

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2018-05-02 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《第5章细胞的能量供应和利用ppt》,可适用于人文社科领域

第章细胞的能量供应和利用第节降低化学反应活化能的酶这个实验要解决什么问题?讨论:问题探讨:斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用是什么物质使肉块消失了?鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学消化。胃内的化学物质将肉块分解了。一些化学反应的条件MnO浓HSO乙醇醋酸乙酸乙酯一般化学反应的条件Fe水浴()高温()高压()强酸()强碱()催化剂在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫做。催化剂只是改变反应速率,并不改变化学平衡催化剂细胞内外的环境是很温和的常温常压水溶液环境pH接近中性细胞内会发生一系列的化学反应这些化学反应发生的环境条件是什么?在这种环境状态下发生的化学反应应该有适合的生物催化剂mdashmdashmdashmdash酶一酶的作用细胞代谢:细胞中每时每刻都进行着许多化学反应。细胞代谢离不开降低化学反应活化能的酶。实验:比较过氧化氢酶和Fe的催化效率方法步骤:取支洁净试管编上序号并且各注入mL过氧化氢溶液按序号依次放置在试管架上。将号试管放在℃左右的水浴中加热观察气泡冒出的情况并与号试管作比较。向号试管内滴入滴氯化铁溶液向号试管内滴入滴肝脏研磨液。轻轻地振荡两只试管使试管内的物质混合均匀。仔细观察哪支试管产生的气泡多。将点燃但无火焰的卫生香分别放入、号试管内液面的上方观察哪支卫生香燃烧猛烈。与号试管相比号试管出现什么不同的现象?这一现象说明什么?分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。活化能加热使过氧化氢分子得到能量从常态转变为容易分解的活跃状态。请比较图中、两支试管,哪支试管中的反应速率快为什么酶的催化效率会比无机催化剂更高?加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道催化剂可以降低化学反应的活化能而且与无机催化剂相比较生物催化剂酶有突出的优越性mdashmdash酶降低活化能的作用更显著因而催化效率更高。实验中的变量自变量指实验中要研究和控制的因素或条件。因变量指实验中由于自变量而引起的变化和结果。无关变量指实验中除自变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。变量:条件因素的改变在实验学中称为变量自变量因变量实验目的即是解释自变量与因变量之间前因后果的关系、变量的确认⑴自变量:是引起实验结果的相应改变一般是题目已知或可以根据题目提供的已知条件来获取。确定的方法:实验往往以验证ldquo什么rdquo、证明ldquo什么rdquo、探究ldquo什么rdquo等形式呈现出来ldquo什么rdquo就是自变量如:ldquo探究温度对淀粉酶水解淀粉的影响rdquo的实验自变量即是温度⑵因变量:自变量引起的变化和结果由自变量推导因变量并选择相应的观察和测量指标。在探究淀粉酶的实验中因变量是通过mdashmdashmdashmdash加碘后溶液颜色变化来实现的一般常见的因变量观测指标的类型有特异的颜色变化和沉淀反应、生物形态结构和生理特征的变化、生物生长发育的速度和生物化学反应的速度等。⑶无关变量:实验中除自变量以外的影响实验现象或结果的条件或因素在探究淀粉酶的实验中无关变量有唾液的新鲜程度、可溶性淀粉溶液的纯度、试剂溶液的剂量等、变量的控制⑵控制无关变量:第一步往往是分组、编号添加相同的物质或作相同条件下的处理等充分运用ldquo等量原则rdquo使用一些定性、定量的描述性语言。即保证除自变量以外的因素完全相同⑴设置自变量根据实验目的对实验组实施自变量的操作自变量的设置一般可采用ldquo有rdquo与ldquo无rdquoldquo多rdquo与ldquo少rdquoldquo浓度、PH、温度、数量或位置的变化rdquo等方法⑶检测因变量选择因变量的监测指标通过观察实验现象、测量实验数据、记录实验结果等方式来获得。实验设计中要注意的几个问题:()控制变量()实验采取的方法对照实验单一(自)变量原则对照实验:除一个因素以外其余因素都保持不变的实验设置对照组与实验组进行对比既可消除无关变量的影响又可增加实验结果的可信度对照组与实验组的确定实验组:是接受自变量处理的对象组。对照组:对实验假设而言是不接受自变量处理的对象组。已确定的事物┅对照组未知需确定的事物┅实验组思考:从巴斯德研究的领域来看他得出结论的出发点主要是什么?从李比希研究的领域来看他得出结论的出发点主要是什么?巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义?各有什么局限性?请分析一下毕希纳的研究过程从毕希纳的实验可以得出什么结论?请给酶下一个较完整的定义。阅读关于酶本质的探索巴斯德和李比希观点的比较mdashmdash(法国)微生物学家通过显微镜观察发现发酵的过程中有酵母菌结论:没有活细胞糖类不可能变成酒精mdashmdash(德国)化学家通过对化学变化的研究认为糖类变成酒精就是一个化学反应结论:在这个变化过程中只有细胞死之后放出了某些物质起了作用对比结论:巴斯德是微生物学家他主要强调生物体或细胞的整体作用。李比希是化学家倾向于从化学的角度考虑问题。人物巴斯德李比希合理性认为发酵与活细胞有关引起发酵的是细胞中的某些物质局限性发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用毕希纳的实验说明酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用就像在活酵母细胞中一样。酵母细胞研磨加水搅拌加压过滤含酵母细胞的提取液加入葡萄糖过程:现象:冒出气泡请分析一下毕希纳的研究过程从毕希纳的实验可以得出什么结论?年意大利科学家斯巴兰札尼喂食鹰的实验年法国科学家施旺提取胃液实验年美国科学家萨姆纳从刀豆中提取脲酶实验Cth美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也有催化功能关于酶本质的探索小结酶是一类生物催化剂活细胞产生的具有生物催化作用的是有机物一类大部分酶是蛋白质也有少数是RNA。二、酶的本质、酶的具有高效性酶的催化效率一般是无机催化剂的~倍意义:酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行、能量供应的稳定。三、酶的特性每一种酶只能催化化学反应。细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的是分不开的。、酶具有专一性一种或一类专一性目前发现的酶有多种,它们分别催化不同的化学反应。探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉和蔗糖都是非还原性糖淀粉在酶的催化作用下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖、果糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应生成砖红色的沉淀。现在给你淀粉酶溶液要观察淀粉酶能催化哪种糖水解应该如何设计这个实验?你有怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢?淀粉溶液蔗糖溶液实验步骤一二三实验现象结论加入淀粉酶滴振荡试管下半部浸入℃左右的热水中反应min号试管中加入mL蔗糖溶液加入斐林试剂振荡约℃水浴min号试管中加入mL淀粉溶液白色无变化棕色砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解不能催化蔗糖水解探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件比如淀粉酶℃左右最好。能不能设计一个实验来证明温度会影响酶的活性?酶活性:酶对化学反应的催化效率、酶需要适宜的反应条件号试管淀粉溶液实验步骤一二三四实验现象结论号试管号试管加入淀粉酶滴振荡试管各加入mL淀粉溶液蓝色保持℃冰水中反应约min加热至℃反应约min加热至℃反应约min各加入两滴碘液振荡无明显现象只有在一定温度下酶的催化效率最好蓝色探究温度对淀粉酶活性的影响()温度对酶活性的影响步骤项目试管支ABCDEF注入可溶性淀粉溶液AmLCmLEmL注入新鲜淀粉酶BmLDmLFmL分三组置于不同温度min℃℃℃各组混合后保温min℃℃℃各组滴加碘液观察颜色变化~滴~滴~滴现象记录不变变蓝变蓝实验三探究影响酶活性的条件低活性最适温度空间结构抑制号试管过氧化氢溶液实验步骤一二三四实验现象结论号试管号试管加入ml水试管各加入滴肝脏研磨液有气泡生成加入ml过氧化氢溶液支试管分别放入℃水浴min只有在适合的pH下酶的催化效率最好没有气泡产生没有气泡产生探究pH对酶活性的影响加入mlHCl加入mlNaOH步骤项目试管支ABCDEF注入可溶性淀粉溶液AmLCmLEmL注入新鲜淀粉酶溶液BmLDmLFmL加蒸馏水NaOHHClBmL水DmLNaOHFmLHCl分三组置于℃min℃℃℃各组混合后保温min℃℃℃各组滴加碘液观察颜色变化~滴~滴~滴现象记录不变变蓝变蓝()pH对酶活性的影响过氧化氢酶最高空间结构活性高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗?不同过酸、过碱或温度过高会使酶的空间结构遭到破坏使酶永久失活低温使酶活性明显下降但在适宜温度下其活性可以恢复。酶的特性:具有高效性具有专一性作用条件较温和要有合适的温度要有合适的pH比较过氧化氢酶和Fe+的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用温度对淀粉酶活性的影响pH对淀粉酶活性的影响在一定Tm内V随Tm的升高而加快在一定条件下每一种酶在某一Tm时活力最大称最适温度当Tm升高到一定限度时V反而随温度的升高而降低。动物Tm:mdash℃pH:mdash在S较低时V随S增加而加快近乎成正比当S很大且达到一定限度时V也达到一个最大值此时即使再增加S反应也几乎不再改变。在底物足够其他因素固定的条件下酶促反应的速度与酶浓度成正比。相关因素对酶促反应速率影响的图示胰蛋白酶是存在于人体小肠中的一种消化酶。胰蛋白酶作用于一定量的某种物质(底物)温度保持℃pH保持在最适值生成物与反应时间关系如图回答下列问题。()该酶作用的底物是。()在min后曲线变成水平这是因为。()若增加胰蛋白酶浓度其他条件不变请在原图上画出生成物量变化的示意曲线。()若胰蛋白酶浓度和其他条件不变反应液pH由逐渐升高到则酶催化反应的速率将原因是。蛋白质底物已被消耗尽不变酶已经失活()下列四项中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是。C将小麦种子分别置于℃和℃培养箱中培养天依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。取支试管甲、乙、丙分别加入等量的淀粉液然后按下图加入等量的提取液和蒸馏水℃水浴保温分钟立即在支试管中加入等量斐林试剂并煮沸分钟摇匀观察试管中的颜色。结果是()A.甲呈蓝色乙呈砖红色丙呈无色B.甲呈无色乙呈砖红色丙呈蓝色C.甲、乙皆呈蓝色丙呈砖红色D.甲呈浅砖红色乙呈砖红色丙呈蓝色将一个土豆(含有过氧化氢酶)切成大小和厚薄相同的若干片放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中(如下图所示)以探究酶促反应的相关问题。根据实验现象与数据分析答题。()若土豆片为片时每隔分钟收集一次数据根据数据绘制出如上右图曲线图。分钟后气体量不再增加的原因是。过氧化氢量有限()若土豆片为片时和上述实验所得的曲线(实线)相比实验结果的曲线最可能是下列图中的虚线。如果要获得更多的气体在不改变溶液体积的条件下可采取的方法是其结果可用图中的虚线表示。c增加过氧化氢浓度a请用所给的实验材料和用具设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论并回答问题。实验材料与用具:适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉四种溶液菲林试剂、试管、℃恒温水浴锅沸水浴锅。()若ldquordquo代表加入适量的溶液ldquomdashrdquo代表不加溶液甲、乙等代表试管标号请用这些符号完成下表实验设计蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲乙丙丁溶液试管()实验步骤:①按照上表中的设计取试管、加溶液。②。③。④。()结果预测:。()结论:。()在上述试验中如果仅将℃恒温水浴锅的温度调到℃。而在其他条件不变的情况下重做上述实验出现砖红色试管中的颜色会比℃时的浅其原因是。混匀℃恒温水浴一段时间取出试管分别加入适量的斐林试剂混匀沸水浴一段时间观察实验现象并记录实验结果试管甲、乙中出现砖红色沉淀其他试管中不出现蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性℃低于酶的最适温度酶活性低水解产生的还原糖少。已知HO=HOOuarr可以通过观察反应过程中O的生成速度(即气泡从溶液中释放的速度)来判断HO分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论并回答问题:实验材料与用具:适宜浓度的HO溶液蒸馏水.FeCL溶液.的过氧化氢酶溶液恒温水浴锅试管。()实验步骤:①取支试管各加入等量且适量的HO溶液放入℃恒温水浴锅中保温适当时间②分别向上述支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCI溶液和过氧化氢酶溶液③观察各试管中释放气泡的快慢()如果仅将实验中的恒温水浴改为℃重做上述实验O释放速度最快的是原因是。()实验结果预测及结论:整个实验中不同处理的试管中O的释放速度从快到慢依次是:。由此可得出的结论是:加酶溶液的试管、加FeCl溶液的试管、加蒸馏水的试管酶具有催化作用和高效性加FeCI溶液的试管在此温度下FeCl催化作用加快而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性

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