生物：5.1《降低化学反应活化能的酶》课件（新人教版必修1）.ppt

细胞作为一个基本的生命系统，只有不断输入,_,才,能维持生命活动的有序性。,能量,2,细胞中每时每刻都进行着许多,_,，称为,_,。,其,每一个化学变化都是在酶的作用下进行的。,3,活化能与酶的作用,(1),分子从常态转化为容易发生化学反应的,_,态所需要,的能称为,_,能。,活跃,活化,(2),酶的主要作用是降低反应的,_,。,化学反应,细胞代谢,活化能,4,比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验,(1),实验说明，过氧化氢酶和,_,的催化效率不同，一般,来说，酶的催化效率是无机催化剂的,_,倍，酶的催化作,用具有,_,的特点。,(2),这个实验所用的酶是取自,_,的研磨液。,肝脏,(3),实验的自变量是,_,，因变量是,_,。,5,酶的本质的探究过程,(1),通过观察和实验，巴斯德认为酒精发酵是由于,_,的存在。,FeCl,3,10,7,10,13,高效性,催化剂,催化效率,酵母细胞,(2),李比希坚持认为引起发酵的是,_,中的某些物质。,(3),毕希纳把,_,放在,石英砂中研磨取得,_,，再在,其中加入葡萄糖，一段时间后，产生了酒精。于是他认为发酵,是由于细胞中某些物质作用的结果。并取名,_,。,(4),美国科学家萨姆纳通过实验证实酶是一类具有催化作用,的,_,，科学家切赫和奥特曼发现少数,_,也具有生物,催化作用。,蛋白质,RNA,6,酶的化学本质,活细胞,有机物,蛋白质,酶是,_,产生的具有催化作用的,_,。绝大多数酶,的化学本质是,_,，另外有一些酶的成分是,RNA,。,酵母细胞,酵母细胞,提取液,酿酶,7,酶的特性,(1),实验说明，酶具,有高效性，这是由于酶能够降低化学反,应的,_,。,活化能,(2),酶的催化作用具有,_,的特点。过氧化氢酶只能催化,过氧化氢分解，每一种酶只能催化,_,或,_,化学反应。,8,酶的作用条件比较温和,(1),在最适宜的温度和,pH,条件下，酶的活性,_,。,(2),温度和,pH,偏高或偏低，酶活性都会明显,_,。,(3),过酸、过碱或温度过高，会使酶的,_,遭到破坏，,使酶永久失活。,空间结构,专一性,一种,一类,最高,降低,配对练习,1,酶具有极强的催化功能，其原因是,(,),解析,活化能是指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；酶具有极强的催化功能的原因是显著,降低了底物分子的活化能，使得化学反应较容易进行。,A,增大了反应的接触面,B,降低了底物分子的活化能,C,提高了反应物的活化能,D,降低了底物的自由能,答案,B,2,下列选项中，表示有酶催化的反应曲线、表示没有,酶催化的反应曲线，,E,表示酶降低的活化能。正确的图解是,(,),解析,酶在细,胞代谢中的作用是降低化学反应的活化能，使,得反应比较容易进行。曲线,的峰点表示没有酶催化的活化能，,曲线,的峰点表示有酶催化的活化能，两者间的差值,表示酶降,低的活化能。,3,在过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂，其结果应是,(,),B,溶液呈紫色,D,产生砖红色沉淀,A,产生气泡,C,溶液呈蓝色,答案,B,答案,B,4,以下关于酶的叙述中，正确的是,(,),解析,绝大多数酶是蛋白质，基本组成单位是,氨基酸；酶既,能在细胞内合成并在细胞内发挥作用，也可以分泌到细胞外发,挥作用，比如消化酶；在一定范围内，酶的活性随温度升高而,升高，但是超过一定范围时，酶的活性随温度升高而降低甚至,失活；大多数酶在,pH,值等于,7,左右时活性最高，但是也有特殊,的现象，比如胃蛋白酶的最适,pH,为,1.5,。,A,酶的基本组成单位是肽链,B,酶只能在细胞内合成并在细胞内发挥作用,C,酶的活性随温度升高而升高,D,大多数酶在,pH,值等于,7,左右时活性最高,答案,D,5,探究温度对酶活性的影响的实验中，最合理的步骤是,(,),取,3,支试管编号，各注入,2,mL,淀粉液；另取,3,支试管编,号，各注入,1,mL,新鲜的淀 粉酶溶液,将淀粉酶溶液注入,相同温度下的淀粉液试管中，维持各自的温度,5 min ,向各试,管滴一滴碘液,将,6,支试管,分成三组，每组各有一份淀粉液,和一份淀粉酶溶液，分别放在,60,热水、,100,沸水和,0,冰水,中,5 min ,观察实验现象,A,C,B,D,解析,探究温,度对酶活性的影响的实验中，需要进行条件对,照。即分别将反应置于在,100,、,60,、,0,环境下进行。但是,由于酶的催化效率很高，因此必须在实验前将试剂分别置于相,关条件下。当淀,粉液和淀粉酶溶液的温度都达到了相应温度的,时候，再将淀粉液与淀粉酶溶液混合，探究不同温度对酶活性,的影响。,答案,D,1,酶的本质及其催化作用,(1),酶的本质,是活细胞产生的一类生物催化剂，在相应的化学反应中,能降低反应所需的活化能，从而使反应迅速进行。,既可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞外发挥作用。,大部分酶的化学本质是蛋白质；另外某些,RNA,也具有生,物催化作用。,重点难点,酶所催化的反应需要在适宜的温度下进行。通常动物细,胞内的酶最适温度在,35,40,，植物细胞内的酶最适温度稍高，,通常在,40,50,，微生物细胞内的酶最适温度差别较大。,因为多数酶的成分是蛋白质，因此当温度过高时，酶的,结构将受到影响，酶活性丧失。而当环境温度过低时，酶的催,化效率低，但酶的化学本质不发生变化。,酶的催化作用也受,pH,值影响,a,过酸或过碱可以使酶的空间结构遭到破坏，使酶的活性,丧失。,b,当,pH,值改变不,剧烈时酶虽未变性，但活力受到影响。,(2),酶的催化作用,试管编号,1,2,3,4,5,加入物质,适量唾液,锈铁钉,生土,豆片,熟土,豆片,生土豆块,稀盐酸,实验结果,几乎,无气泡,少量,气泡,大量,气泡,几乎,无气泡,几乎,无气泡,【,例,1,】,(,201,1,年湛江二中高一期末,),取经过编号的,5,支试管,分别加入,2,mL,0.5 mol/L,过氧化氢溶液，进行如,下实验，根据实,验内容，下列说法正确的是,(,),A.,说明酶具有高效性的是,3,号和,4,号实验,B,1,号和,3,号对照不能说明酶有专一性,氢酶，对过氧化氢不起催化作用。,2,号试管加入的物质是,Fe,3+,，,C,各组实验都不能体现酶的活性与温度之间的关系,D,3,号和,5,号对照可以说明酶的活性受,pH,的影响,名师点拨,过氧化氢在,过氧化氢酶或,Fe,3+,的作用下都将分,解产生水和氧气。,1,号试管加入的物质是唾液，其中没有过,氧化,无机催化剂的催化效率较低。,3,号试管中的生土豆片中含较大,量,过氧化氢酶，催化效率较高。,4,号试管将土豆片煮熟，过氧化氢,酶被完全破坏。,5,号试管加入了稀盐酸，过氧化氢酶被完全破坏。,因此对比,3,号、,5,号试管，可以说明酶的活性受,pH,的影响。,答案,D,【,变式训练,1,】,(,双选,),在证明酶的催化作用受温度影响的实,验时，有学生取两支试管将淀粉溶液与唾液混合后，分别将试,管放在冰水、沸水中,5min,，后分别加入,3,滴碘液，结果两支试,管都变蓝，证明酶的催化作用需要适宜的温度。此实验的不足,之处是,(,),A,酶与淀粉不能在设置各自温度之前接触,B,缺少温度为,37,的对照实验,C这两支试管都不应变蓝,D,不能用碘液检验是否存在淀,粉,解析,如果将,淀粉溶液与唾液混合，淀粉将立即在酶的催化,作用下水解。此时再分别将试管放在冰水、沸水中时，淀粉已,经水解，实验结果误差较大，这两支试管可能都不变蓝；应该,用碘液检验是否存在淀粉；证明酶的催化作用受温度影响的实,验时，应该设计温度为,37,的对照实验。,答案,AB,2,酶与无机催化剂的比较,(1),酶是生物催化剂，它具有无机催化剂的特点,能降低反应的活化能，改变所催化的反应的速度，酶本,身的化学性质不发生变化。,不改变所催化反应的平衡点。,(2),酶也具有不同于无机催化剂的特点,催化效率高，是无机催化剂的,10,7,10,13,倍。,具有专一性和多样性。,作用条件温和，容易受温度和酸碱性影响。,【,例,2,】,下列对酶的叙述中，正确的是,(,),名师点拨,解答本题的关键是识记并理解酶的概念。从酶的,来源看，酶是在活细胞内产生的，而无论是在细胞内，还是在,细胞外都能起催化作用；从其功能来看，酶之所以作为催化剂,是因为其能加速化学反应的速度而自身在反应前后数量和质量,都不发生改变；从其化学本质上看，酶是有机物，多数是蛋白,质，少数是,RNA,。,A,酶的产生和催化都是在活细胞内,B,酶都是蛋白质,C,酶是一类有机物,D,酶在反应前后的质和量可变,答案,C,【,变式训练,2,】,人的血液中一个碳酸酐酶分子每分钟可催化,分解,19 000,万个碳酸分子。这说明酶具有,(,),B,专一性,D,高效性,A,多样性,C,可控性,答案,D,(1),过氧化氢酶与,Fe,3+,都可以作为催化剂使过氧,化氢分解成,3,比较过氧化氢在不同条件下的分解,为水和氧气，两个反应放出的氧气将以气泡形式逸出，可以通,过助燃余烬的程度来比较。,(2),材料选择和处理,过氧化氢与动物肝脏都必须新鲜。因为过氧化氢不是很,稳定，存放太久，将自行分解。新鲜的肝脏中的酶才具有活性。,酶存在于细胞中，在使用时，必须将肝脏细胞破坏，使,酶释放出来。,(3),实验中的,1,号试管作为对照，注意遵循单一变量原则。,(4)4,号试管加入肝脏研磨液后，将迅速产生大量气泡，漫,至试管口。此时用点燃的卫生香实验时，要注意不要让香头触,及气泡，以免导致香火熄灭。改进方法是，将研磨的肝脏提取,液稀释后再作实验。,(5),所有试管释放的气泡总量相等。,A,有利于过氧化氢酶的释放,C,提高过氧化氢酶的活性,B,保护过氧化氢酶,D,以上说法都不对,名师点拨,过氧化氢酶,位于肝细胞内。实验中，把肝脏制成,研磨液的目的是有利于过氧化氢酶的释放，和反应物接触，起,到催化作用。,脏制成研磨液的目的是,(,),【,例,3】,在过氧化氢酶和,Fe,3+,的催化效率的实验中，把肝,答案,A,对于实验中的操作步骤和要求一定要明白为什么这样做，其,目的是什么？这就是基本实验技能也是考试的一个必考项目。,序号,处理方法,观察结果,1,常温下自然分解,氧气泡少而小,2,常温下加入,Fe,3+,氧气泡稍多而小,3,常温下加入鲜肝提取液,氧气泡极多而大,4,加入煮沸后冷却的鲜肝提取液,氧气泡少而小,【,变式训练,3,】,为了认识酶作用的特性，以,20%,过氧化氢,溶液为反应底物的一组实验结果如,下表所示。通过分析实验结,果，能够得出相应结论。在下列有关结论的描述中，从表中得,不到实验依据的一项是,(,),A.,从催化反应条件看，酶有温和性,B,从催化活性看，酶变性后就失活,C,从催化底物范围看，酶有专一性,D,从催化反应效率看，酶有高效性,解析,选项,A,对应的实验依据,应是方法,3,，鲜肝提取液在常,温下催化过氧化氢分解产生,很多氧气、形成多而大的气泡；选,项,B,对应的实验依据应是方法,4,，煮沸后冷却的鲜肝提取液不,起催化作用，说明酶已变性失活；选项,D,的对应实验依据是方,法,2,和方法,3,的比较，常温下加入鲜肝提取液后，产生,的,“氧,气泡极多而大”,，而加入,Fe,3+,，产生的“氧气泡稍多而小”，,说明了酶的高效性。而题中供给的反应底物只有过氧化氢，无,比较的底物，不能说明酶有专一性。,答案,C,4,影响酶活性条件的探究,(1),酶的选取,淀粉酶不适合做研究,pH,对酶活性的影响的实验，,因为在,碱性条件下，碘与淀粉不进行反应。,过氧化氢酶不适合做研究温度对酶活性影响的实验，因,为温度能影响过氧化氢分解反应的速度。,(2),实验原理,探究淀粉酶活性，可加碘液后看溶液是否变蓝来判断淀,粉是否水解，从而了解淀粉酶的活性。,探究过氧化氢酶活性，可根据产生气泡的数量和速度来,判断酶的活性。,(3),变量的确定,自变量,温度或,pH,。,因变量,酶,的活性。,(4),变量的控制,温度,用冰,块降温或水浴加热，用温度计随时测量。,pH,可加入强酸或强碱，用,pH,试纸进行测量。,(5),对照组设置：应将温度或,pH,调到该酶最适温度或,pH,水,平，其他条件与实验组相同。,(6),实验组设置,探究,pH,对酶活性,影响，实验组至少要设置两组，一组的,pH,明显高于对照组，一组的,pH,明显低于对照组，其他条件实,验组和对照组均相同。,探究温度对酶活性的影响，实验组至少要设置两组，一,组温度明显高于对照组，一组温度明显低于对照组，其他条件,实验组和对照组均相同。,验证酶活性受温度和酸碱度影响时，要使试管及其内的,相关试剂达到相应的条件，之后再让酶与反应物相遇。以保证,酶是在实验条件的情况下进行。,【,例,4,】,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，下列关,于酶的叙述中，错误的是,(,),名师点拨,酶的活性受环境条件影响，温度与,PH,值都能影,响酶的活性。低温时酶的活性受影响，但酶的分子结构不会被,破,坏；温度过高时酶的分子结构将被破坏，酶永久失活。,A,酶的活性与温度有关,B,温度过高将破坏酶的结构,C,酶的活性与,pH,值有关,D,温度降低将破坏酶的结构,答案,D,【,变式训练,4,】,胃液中的蛋白酶，进入小肠后，催化作用大,大降低，这是由于,(,),解析,酶的催化作用受温度及酸,碱度,(pH),影响，胃蛋白酶的,最适,pH,为,1.5,；胃液呈酸性，,pH,为,1.8,左右，而肠液呈弱碱性，,pH,约为,7.6,，,pH,的改变影响了胃蛋白酶的活性。,A,酶发挥催化作用只有一次,B,小肠内的温度高于胃内的温度,C,小肠内的,pH,比胃内的,pH,高,D,小肠内的,pH,比胃内的,pH,低,答案,C,分析表示酶特性的曲线,1,表示酶高效性的曲线,图,5,1,1,(1),催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的,催化效率更高。,学习资源,(2),酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，但不改变化学反,应的平衡点。,2,表示酶专一性的曲线,图,5,1,2,(1),在,A,反应物中加入酶,A,，反应速度较未加酶时明显加快，,说明酶,A,催化底物,A,参加反应。,(2),在,A,反应物中加入酶,B,，反应速度和未加酶的相同，说,明酶,B,不催化底物,A,参加反应。,3,表示影响酶活性变化的因素的曲线,(1)pH,、温度,图,5,1,3,在一定温度,(pH),范围内，随温度,(pH),的升高，酶的催化作,用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。,过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的,活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。,(2),酶浓度,图,5,1,4,在有足够底物而其他因素适宜的情况下，酶促反应速率与,酶浓度成正比，如图,5,1,4,所示。,(3),底物浓度,图,5,1,5,当酶浓度、温度和,pH,恒定时，在底物浓度很低的范围内，,反应速率与底物浓度几乎成正比，当底物浓度达到一定限度时，,所有的酶全部与底物结合，反应速率达到最大，再增加底物浓,度，反应速率也不再增加，如图,5,1,5,所示。,