生物：5.1《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》課件(新人教版必修1).ppt

1、第 5 章,細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用,教學(xué)目標(biāo),第 1 節(jié),降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶,1細(xì)胞作為一個基本的生命系統(tǒng)，只有不斷輸入_才,能維持生命活動的有序性。,能量,2細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多_，稱為_。 其每一個化學(xué)變化都是在酶的作用下進(jìn)行的。 3活化能與酶的作用 (1)分子從常態(tài)轉(zhuǎn)化為容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的_態(tài)所需要,的能稱為_能。,活躍,活化,(2)酶的主要作用是降低反應(yīng)的_。,化學(xué)反應(yīng),細(xì)胞代謝,活化能,4比較過氧化氫在不同條件下的分解的實(shí)驗 (1)實(shí)驗說明，過氧化氫酶和_的催化效率不同，一般 來說，酶的催化效率是無機(jī)催化劑的_倍，酶的催化作 用具有_的特點(diǎn)。,(2)這個實(shí)驗所用的酶是取自_的

2、研磨液。,肝臟,(3)實(shí)驗的自變量是_，因變量是_。 5酶的本質(zhì)的探究過程 (1)通過觀察和實(shí)驗，巴斯德認(rèn)為酒精發(fā)酵是由于_ 的存在。,FeCl3,1071013,高效性,催化劑,催化效率,酵母細(xì)胞,(2)李比希堅持認(rèn)為引起發(fā)酵的是_中的某些物質(zhì)。 (3)畢希納把_放在石英砂中研磨取得_，再在 其中加入葡萄糖，一段時間后，產(chǎn)生了酒精。于是他認(rèn)為發(fā)酵 是由于細(xì)胞中某些物質(zhì)作用的結(jié)果。并取名_。 (4)美國科學(xué)家薩姆納通過實(shí)驗證實(shí)酶是一類具有催化作用 的_，科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)_也具有生物,催化作用。,蛋白質(zhì),RNA,6酶的化學(xué)本質(zhì),活細(xì)胞,有機(jī)物,蛋白質(zhì),酶是_產(chǎn)生的具有催化作用的_。絕大

3、多數(shù)酶 的化學(xué)本質(zhì)是_，另外有一些酶的成分是 RNA。,酵母細(xì)胞,酵母細(xì)胞,提取液,釀酶,7酶的特性 (1)實(shí)驗說明，酶具有高效性，這是由于酶能夠降低化學(xué)反,應(yīng)的_。,活化能,(2)酶的催化作用具有_的特點(diǎn)。過氧化氫酶只能催化 過氧化氫分解，每一種酶只能催化_或_化學(xué)反應(yīng)。 8酶的作用條件比較溫和 (1)在最適宜的溫度和 pH 條件下，酶的活性_。 (2)溫度和 pH 偏高或偏低，酶活性都會明顯_。 (3)過酸、過堿或溫度過高，會使酶的_遭到破壞，,使酶永久失活。,空間結(jié)構(gòu),專一性,一種,一類,最高,降低,配對練習(xí),1酶具有極強(qiáng)的催化功能，其原因是(,),解析活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生

4、化學(xué)反應(yīng)的 活躍狀態(tài)所需要的能量；酶具有極強(qiáng)的催化功能的原因是顯著 降低了底物分子的活化能，使得化學(xué)反應(yīng)較容易進(jìn)行。,A增大了反應(yīng)的接觸面 B降低了底物分子的活化能 C提高了反應(yīng)物的活化能 D降低了底物的自由能,答案B,2下列選項中，表示有酶催化的反應(yīng)曲線、表示沒有 酶催化的反應(yīng)曲線，E 表示酶降低的活化能。正確的圖解是,(,),解析酶在細(xì)胞代謝中的作用是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，使 得反應(yīng)比較容易進(jìn)行。曲線的峰點(diǎn)表示沒有酶催化的活化能， 曲線的峰點(diǎn)表示有酶催化的活化能，兩者間的差值表示酶降 低的活化能。,3在過氧化氫酶溶液中加入雙縮脲試劑，其結(jié)果應(yīng)是(,),B溶液呈紫色 D產(chǎn)生磚紅色沉淀,A產(chǎn)生

5、氣泡 C溶液呈藍(lán)色,答案B,答案B,4以下關(guān)于酶的敘述中，正確的是(,),解析絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，基本組成單位是氨基酸；酶既 能在細(xì)胞內(nèi)合成并在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，也可以分泌到細(xì)胞外發(fā) 揮作用，比如消化酶；在一定范圍內(nèi)，酶的活性隨溫度升高而 升高，但是超過一定范圍時，酶的活性隨溫度升高而降低甚至 失活；大多數(shù)酶在 pH 值等于 7 左右時活性最高，但是也有特殊 的現(xiàn)象，比如胃蛋白酶的最適 pH 為 1.5。,A酶的基本組成單位是肽鏈 B酶只能在細(xì)胞內(nèi)合成并在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用 C酶的活性隨溫度升高而升高 D大多數(shù)酶在 pH 值等于 7 左右時活性最高,答案D,5探究溫度對酶活性的影響的實(shí)驗中，最合理的

6、步驟是,(,) 取 3 支試管編號，各注入 2 mL 淀粉液；另取 3 支試管編,號，各注入 1 mL 新鮮的淀 粉酶溶液,將淀粉酶溶液注入,相同溫度下的淀粉液試管中，維持各自的溫度 5 min 向各試,管滴一滴碘液,將 6 支試管分成三組，每組各有一份淀粉液,和一份淀粉酶溶液，分別放在 60熱水、100沸水和 0冰水 中 5 min 觀察實(shí)驗現(xiàn)象,A C,B D,解析探究溫度對酶活性的影響的實(shí)驗中，需要進(jìn)行條件對 照。即分別將反應(yīng)置于在 100、60、0環(huán)境下進(jìn)行。但是 由于酶的催化效率很高，因此必須在實(shí)驗前將試劑分別置于相 關(guān)條件下。當(dāng)?shù)矸垡汉偷矸勖溉芤旱臏囟榷歼_(dá)到了相應(yīng)溫度的 時候，再將

7、淀粉液與淀粉酶溶液混合，探究不同溫度對酶活性 的影響。,答案D,1酶的本質(zhì)及其催化作用 (1)酶的本質(zhì),是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類生物催化劑，在相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)中,能降低反應(yīng)所需的活化能，從而使反應(yīng)迅速進(jìn)行。,既可以在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，也可以在細(xì)胞外發(fā)揮作用。 大部分酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)；另外某些 RNA 也具有生,物催化作用。,重點(diǎn)難點(diǎn),酶所催化的反應(yīng)需要在適宜的溫度下進(jìn)行。通常動物細(xì) 胞內(nèi)的酶最適溫度在 3540，植物細(xì)胞內(nèi)的酶最適溫度稍高， 通常在 4050，微生物細(xì)胞內(nèi)的酶最適溫度差別較大。 因為多數(shù)酶的成分是蛋白質(zhì)，因此當(dāng)溫度過高時，酶的 結(jié)構(gòu)將受到影響，酶活性喪失。而當(dāng)環(huán)境溫度過低時，酶的催

8、化效率低，但酶的化學(xué)本質(zhì)不發(fā)生變化。,酶的催化作用也受 pH 值影響,a過酸或過堿可以使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶的活性,喪失。,b當(dāng) pH 值改變不劇烈時酶雖未變性，但活力受到影響。,(2)酶的催化作用,【例 1】(2011 年湛江二中高一期末)取經(jīng)過編號的 5 支試管 分別加入 2 mL 0.5 mol/L 過氧化氫溶液，進(jìn)行如下實(shí)驗，根據(jù)實(shí),驗內(nèi)容，下列說法正確的是(,),A.說明酶具有高效性的是 3 號和 4 號實(shí)驗 B1 號和 3 號對照不能說明酶有專一性,氫酶，對過氧化氫不起催化作用。2號試管加入的物質(zhì)是Fe3+，,C各組實(shí)驗都不能體現(xiàn)酶的活性與溫度之間的關(guān)系 D3 號和 5 號對

9、照可以說明酶的活性受 pH 的影響,名師點(diǎn)撥過氧化氫在過氧化氫酶或 Fe3+的作用下都將分 解產(chǎn)生水和氧氣。1 號試管加入的物質(zhì)是唾液，其中沒有過氧化,無機(jī)催化劑的催化效率較低。3 號試管中的生土豆片中含較大量 過氧化氫酶，催化效率較高。4 號試管將土豆片煮熟，過氧化氫 酶被完全破壞。5 號試管加入了稀鹽酸，過氧化氫酶被完全破壞。 因此對比 3 號、5 號試管，可以說明酶的活性受 pH 的影響。,答案D,【變式訓(xùn)練 1】(雙選)在證明酶的催化作用受溫度影響的實(shí) 驗時，有學(xué)生取兩支試管將淀粉溶液與唾液混合后，分別將試 管放在冰水、沸水中 5min，后分別加入 3 滴碘液，結(jié)果兩支試 管都變藍(lán)，證

10、明酶的催化作用需要適宜的溫度。此實(shí)驗的不足,之處是(,),A酶與淀粉不能在設(shè)置各自溫度之前接觸 B缺少溫度為 37的對照實(shí)驗 C這兩支試管都不應(yīng)變藍(lán) D不能用碘液檢驗是否存在淀粉,解析如果將淀粉溶液與唾液混合，淀粉將立即在酶的催化 作用下水解。此時再分別將試管放在冰水、沸水中時，淀粉已 經(jīng)水解，實(shí)驗結(jié)果誤差較大，這兩支試管可能都不變藍(lán)；應(yīng)該 用碘液檢驗是否存在淀粉；證明酶的催化作用受溫度影響的實(shí) 驗時，應(yīng)該設(shè)計溫度為 37的對照實(shí)驗。,答案AB,2酶與無機(jī)催化劑的比較,(1)酶是生物催化劑，它具有無機(jī)催化劑的特點(diǎn),能降低反應(yīng)的活化能，改變所催化的反應(yīng)的速度，酶本,身的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生變化。,不改

11、變所催化反應(yīng)的平衡點(diǎn)。,(2)酶也具有不同于無機(jī)催化劑的特點(diǎn),催化效率高，是無機(jī)催化劑的 1071013 倍。 具有專一性和多樣性。,作用條件溫和，容易受溫度和酸堿性影響。,【例 2】下列對酶的敘述中，正確的是(,),名師點(diǎn)撥解答本題的關(guān)鍵是識記并理解酶的概念。從酶的 來源看，酶是在活細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的，而無論是在細(xì)胞內(nèi)，還是在 細(xì)胞外都能起催化作用；從其功能來看，酶之所以作為催化劑 是因為其能加速化學(xué)反應(yīng)的速度而自身在反應(yīng)前后數(shù)量和質(zhì)量 都不發(fā)生改變；從其化學(xué)本質(zhì)上看，酶是有機(jī)物，多數(shù)是蛋白 質(zhì)，少數(shù)是 RNA。,A酶的產(chǎn)生和催化都是在活細(xì)胞內(nèi) B酶都是蛋白質(zhì) C酶是一類有機(jī)物 D酶在反應(yīng)前后的質(zhì)

12、和量可變,答案C,【變式訓(xùn)練 2】人的血液中一個碳酸酐酶分子每分鐘可催化,分解 19 000 萬個碳酸分子。這說明酶具有(,),B專一性 D高效性,A多樣性 C可控性,答案D,(1)過氧化氫酶與Fe3+都可以作為催化劑使過氧化氫分解成,3比較過氧化氫在不同條件下的分解,為水和氧氣，兩個反應(yīng)放出的氧氣將以氣泡形式逸出，可以通 過助燃余燼的程度來比較。,(2)材料選擇和處理,過氧化氫與動物肝臟都必須新鮮。因為過氧化氫不是很 穩(wěn)定，存放太久，將自行分解。新鮮的肝臟中的酶才具有活性。,酶存在于細(xì)胞中，在使用時，必須將肝臟細(xì)胞破壞，使,酶釋放出來。,(3)實(shí)驗中的 1 號試管作為對照，注意遵循單一變量原

13、則。 (4)4 號試管加入肝臟研磨液后，將迅速產(chǎn)生大量氣泡，漫 至試管口。此時用點(diǎn)燃的衛(wèi)生香實(shí)驗時，要注意不要讓香頭觸 及氣泡，以免導(dǎo)致香火熄滅。改進(jìn)方法是，將研磨的肝臟提取 液稀釋后再作實(shí)驗。 (5)所有試管釋放的氣泡總量相等。,A有利于過氧化氫酶的釋放 C提高過氧化氫酶的活性,B保護(hù)過氧化氫酶 D以上說法都不對,名師點(diǎn)撥過氧化氫酶位于肝細(xì)胞內(nèi)。實(shí)驗中，把肝臟制成 研磨液的目的是有利于過氧化氫酶的釋放，和反應(yīng)物接觸，起 到催化作用。,臟制成研磨液的目的是(,),【例 3】在過氧化氫酶和 Fe3+的催化效率的實(shí)驗中，把肝,答案A,對于實(shí)驗中的操作步驟和要求一定要明白為什么這樣做，其 目的是什么

14、？這就是基本實(shí)驗技能，也是考試的一個必考項目。,【變式訓(xùn)練 3】為了認(rèn)識酶作用的特性，以 20%過氧化氫 溶液為反應(yīng)底物的一組實(shí)驗結(jié)果如下表所示。通過分析實(shí)驗結(jié) 果，能夠得出相應(yīng)結(jié)論。在下列有關(guān)結(jié)論的描述中，從表中得,不到實(shí)驗依據(jù)的一項是(,),A. 從催化反應(yīng)條件看，酶有溫和性 B從催化活性看，酶變性后就失活 C從催化底物范圍看，酶有專一性 D從催化反應(yīng)效率看，酶有高效性,解析選項 A 對應(yīng)的實(shí)驗依據(jù)應(yīng)是方法 3，鮮肝提取液在常 溫下催化過氧化氫分解產(chǎn)生很多氧氣、形成多而大的氣泡；選 項 B 對應(yīng)的實(shí)驗依據(jù)應(yīng)是方法 4，煮沸后冷卻的鮮肝提取液不 起催化作用，說明酶已變性失活；選項 D 的對應(yīng)

15、實(shí)驗依據(jù)是方 法 2 和方法 3 的比較，常溫下加入鮮肝提取液后，產(chǎn)生的“氧 氣泡極多而大”，而加入 Fe3+，產(chǎn)生的“氧氣泡稍多而小”，,說明了酶的高效性。而題中供給的反應(yīng)底物只有過氧化氫，無 比較的底物，不能說明酶有專一性。,答案C,4影響酶活性條件的探究 (1)酶的選取,淀粉酶不適合做研究 pH 對酶活性的影響的實(shí)驗，因為在,堿性條件下，碘與淀粉不進(jìn)行反應(yīng)。,過氧化氫酶不適合做研究溫度對酶活性影響的實(shí)驗，因,為溫度能影響過氧化氫分解反應(yīng)的速度。,(2)實(shí)驗原理,探究淀粉酶活性，可加碘液后看溶液是否變藍(lán)來判斷淀,粉是否水解，從而了解淀粉酶的活性。,探究過氧化氫酶活性，可根據(jù)產(chǎn)生氣泡的數(shù)量和

16、速度來,判斷酶的活性。,(3)變量的確定,自變量溫度或 pH。 因變量酶的活性。 (4)變量的控制,溫度用冰塊降溫或水浴加熱，用溫度計隨時測量。 pH可加入強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，用 pH 試紙進(jìn)行測量。,(5)對照組設(shè)置：應(yīng)將溫度或 pH 調(diào)到該酶最適溫度或 pH 水,平，其他條件與實(shí)驗組相同。,(6)實(shí)驗組設(shè)置,探究 pH 對酶活性影響，實(shí)驗組至少要設(shè)置兩組，一組的 pH 明顯高于對照組，一組的 pH 明顯低于對照組，其他條件實(shí) 驗組和對照組均相同。,探究溫度對酶活性的影響，實(shí)驗組至少要設(shè)置兩組，一 組溫度明顯高于對照組，一組溫度明顯低于對照組，其他條件 實(shí)驗組和對照組均相同。,驗證酶活性受溫度和酸堿

17、度影響時，要使試管及其內(nèi)的 相關(guān)試劑達(dá)到相應(yīng)的條件，之后再讓酶與反應(yīng)物相遇。以保證 酶是在實(shí)驗條件的情況下進(jìn)行。,【例 4】酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，下列關(guān),于酶的敘述中，錯誤的是(,),名師點(diǎn)撥酶的活性受環(huán)境條件影響，溫度與 PH 值都能影 響酶的活性。低溫時酶的活性受影響，但酶的分子結(jié)構(gòu)不會被 破壞；溫度過高時酶的分子結(jié)構(gòu)將被破壞，酶永久失活。,A酶的活性與溫度有關(guān) B溫度過高將破壞酶的結(jié)構(gòu) C酶的活性與 pH 值有關(guān) D溫度降低將破壞酶的結(jié)構(gòu),答案D,【變式訓(xùn)練 4】胃液中的蛋白酶，進(jìn)入小腸后，催化作用大,大降低，這是由于(,),解析酶的催化作用受溫度及酸堿度(pH)影響，胃

18、蛋白酶的 最適 pH 為 1.5；胃液呈酸性，pH 為 1.8 左右，而腸液呈弱堿性， pH 約為 7.6，pH 的改變影響了胃蛋白酶的活性。,A酶發(fā)揮催化作用只有一次 B小腸內(nèi)的溫度高于胃內(nèi)的溫度 C小腸內(nèi)的 pH 比胃內(nèi)的 pH 高 D小腸內(nèi)的 pH 比胃內(nèi)的 pH 低,答案C,分析表示酶特性的曲線 1表示酶高效性的曲線,圖 511,(1)催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無機(jī)催化劑相比，酶的,催化效率更高。,學(xué)習(xí)資源,(2)酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時間，但不改變化學(xué)反,應(yīng)的平衡點(diǎn)。,2表示酶專一性的曲線,圖 512,(1)在 A 反應(yīng)物中加入酶 A，反應(yīng)速度較未加酶時明顯加快，,說明酶 A 催化底物 A 參加反應(yīng)。,(2)在 A 反應(yīng)物中加入酶 B，反應(yīng)速度和未加酶的相同，說,明酶 B 不催化底物 A 參加反應(yīng)。,3表示影響酶活性變化的因素的曲線 (1)pH、溫度,