2014年秋高中生物51降低化学反应活化能的酶同步课件新人教版必修1.ppt

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1、第5章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用（1 1）这个实验要解决什么问题？）这个实验要解决什么问题？( (提出问题提出问题) )讨论：讨论：（2 2）实验中为什么要把肉块放入金属笼内？）实验中为什么要把肉块放入金属笼内？( (设计设计实验、观察现象实验、观察现象) )（3 3）是什么物质使肉块消失了？对此，你会作出怎）是什么物质使肉块消失了？对此，你会作出怎样的推测样的推测? ?（得出结论）（得出结论）【思考思考】 日常生活中加酶洗衣粉日常生活中加酶洗衣粉为什么比普通洗衣粉有更强为什么比普通洗衣粉有更强的去污能力？你还能

2、举出其的去污能力？你还能举出其他有关酶的例子吗？他有关酶的例子吗？1.1.通过对照实验，掌握酶催化代谢反应的实质及特通过对照实验，掌握酶催化代谢反应的实质及特征。征。（重、难点）（重、难点）2.2.阅读资料分析，阐述酶的本质。阅读资料分析，阐述酶的本质。3.3.通过实验探究，学会控制实验变量及设计对照实通过实验探究，学会控制实验变量及设计对照实验。验。（重、难点）（重、难点） 细胞中每时每刻都进行着许多细胞中每时每刻都进行着许多化学反应化学反应，统称为，统称为细胞代谢细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的基础。细胞代谢是细胞生命活动的基础。2H2H2 2O O2 22H2H2 2O+OO+O2 2

3、一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用步骤步骤试管编号试管编号说明说明1 12 23 34 4 一一H H2 2O O2 2 浓度浓度剂量剂量二二剂量剂量结结果果气泡产生气泡产生卫生香燃烧卫生香燃烧结论结论比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL3%3%3%3%3%3%3%3%常温常温9090FeClFeCl3 3肝脏研肝脏研磨液磨液2 2滴清水滴清水2 2滴清水滴清水2 2滴滴2 2滴滴不明显不明显少量少量较多较多大量大量不复燃不复燃 不复燃不复燃变亮变亮复燃复燃过氧化氢在过氧化氢在不同不同条件下的分解速条件下的分

4、解速率率不不一样一样反应条件反应条件自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量y=y=k kx x变量变量对照对照组组 1 1实验组实验组对照实验对照实验活化能活化能 酶酶并未供给过氧化氢能量，只是并未供给过氧化氢能量，只是降低降低了过氧化氢了过氧化氢分解反应的分解反应的活化能活化能。 同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。因而催化效率更高。为什么在酶的催化作用下为什么在酶的催化作用下, ,过氧化氢的分解速度加过氧化氢的分解速度加快了呢？快了呢？酶降低化学反应活化能的图解酶降低化学反应活化能的图解发酵是纯化学反应，与生命活动无关

5、发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵与发酵与整整个细个细胞的活动有关胞的活动有关发酵与细胞中发酵与细胞中某些某些物质有关物质有关酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用酶是蛋白质酶是蛋白质巴斯德之前巴斯德之前巴斯德巴斯德李比希李比希毕希纳毕希纳萨姆纳萨姆纳关于酶本质的探索关于酶本质的探索酶是酶是活细胞产生活细胞产生的具有的具有催化作用催化作用的的有机物。有机物。二、酶的本质二、酶的本质绝大多数是蛋白质，绝大多数是蛋白质，少数是少数是RNARNA来源来源功能功能化学本质化学本质活细胞产生的活细胞产生的催化剂催化剂 酶酶【例例1 1】甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活

6、甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是是( )( )A.A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解甲酶能够抗该种蛋白酶降解 B.B.甲酶不可能是具有催化功能的甲酶不可能是具有催化功能的RNARNAC.C.乙酶的化学本质为蛋白质乙酶的化学本质为蛋白质 D.D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变B B【解题关键解题关键】解答本题的关键是通过图中蛋白酶对两解答本题的关键是通过图中蛋白酶对两种酶的作用结果来判断两种酶的化学本质，然后逐项种酶的作用结果来判断两种酶的化学本质，然后逐项分析。分析。【

7、解析解析】酶的作用具有专一性，用蛋白酶处理后，蛋酶的作用具有专一性，用蛋白酶处理后，蛋白质类酶的活性会因为其分子结构改变而逐渐降低，白质类酶的活性会因为其分子结构改变而逐渐降低，非蛋白质类酶的活性不会受影响。酶的化学本质是蛋非蛋白质类酶的活性不会受影响。酶的化学本质是蛋白质或白质或RNARNA，因此乙酶的化学本质是蛋白质，甲酶的化，因此乙酶的化学本质是蛋白质，甲酶的化学本质是学本质是RNARNA。三、酶的特性三、酶的特性少量肝脏少量肝脏研磨液研磨液比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3+3+的催化效率。的催化效率。事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的

8、倍。倍。10107 7 10101313肝脏必须是肝脏必须是新鲜的。新鲜的。三氯化三氯化铁溶液铁溶液1 12 21 12 21.1.酶的高效性酶的高效性淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液实实验验步步骤骤一一二二三三实验实验现象现象结论结论加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振荡，试管下半部分浸入滴，振荡，试管下半部分浸入6060左右的热水中，反应左右的热水中，反应5min5min2 2号试管中加入号试管中加入2mL2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林试剂加入斐林试剂 振荡振荡约约6060水浴水浴2min2min1 1号试管中加入号试管中加入2mL2mL淀淀粉溶液粉溶液白色白色无变化无变化棕色棕色砖红色沉淀砖

9、红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。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探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用2.2.酶的专一性酶的专一性思考：思考：实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？提示：提示：不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗糖分子是否被水解不能用碘液检测。糖分子是否被水解不能用碘液检测。酶作用的机理酶作用的机理探究探究 影响酶活性的条件影响酶活性的条件思考：思考：实验中可以选择过氧化氢酶催化过氧化氢吗？实验中可以选择过氧化氢酶催化过氧化氢吗？提

10、示：提示：不可以。因为过氧化氢在加热条件下会分解。不可以。因为过氧化氢在加热条件下会分解。在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起疑问：疑问：6060时，为什么肉块长时间不能被分解？时，为什么肉块长时间不能被分解？3.3.酶的催化需要温和的条件酶的催化需要温和的条件 通过以上实验可以知道，酶在最适温度下，活通过以上实验可以知道，酶在最适温度下，活性最高。性最高。 那么那么pHpH不同，对酶的活性有没有影响呢？不同，对酶的活性有没有影响呢？设计一个实验，来探究设计一个实验，来探究pHpH会不会影响酶的催化效率会不会影响酶的催化效率（活性）？（活性）？1 1号试管号

11、试管过氧化氢过氧化氢溶液溶液实验实验步骤步骤一一二二三三四四实验现象实验现象结论结论2 2号试管号试管3 3号试管号试管加入过氧化氢酶加入过氧化氢酶2 2滴，振荡滴，振荡2 23min3min试管各加入试管各加入2mL2mL过氧化氢溶液过氧化氢溶液无明显变化无明显变化pHpH7 7pH=12pH=12pHpH2 2将带火星的卫生香分别放入试管中将带火星的卫生香分别放入试管中只有在适合的只有在适合的pHpH下酶的催化效果最好下酶的催化效果最好复燃复燃无明显变化无明显变化探究探究pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响1.1.具有高效性具有高效性2.2.具有专一性具有专一性3.3.作用

12、条件较温和作用条件较温和 要有合适的温度要有合适的温度 要有合适的要有合适的pHpH比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3 3的催化效率的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用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温度对淀粉酶活性的影响pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响酶的特性酶的特性四、影响酶促反应速率的因素：四、影响酶促反应速率的因素：1.1.温度温度3.3.酶的浓度：酶的浓度：反应速率随酶反应速率随酶浓度的升高而加快浓度的升高而加快4.4.底物浓度：底物浓度：在一定浓度范在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升围内，反应速率随浓度的升高而加快；但达到一定浓度高

13、而加快；但达到一定浓度后，反应速率不再变化后，反应速率不再变化酶促反应速率酶促反应速率酶的浓度酶的浓度酶促反应速率酶促反应速率底物浓度底物浓度酶量一定酶量一定2.pH2.pH影响酶活性的影响酶活性的因素一定影响因素一定影响酶促反应的速酶促反应的速率。率。【例例2 2】(2013(2013海南高考海南高考) )关于温度对酶活性影响的关于温度对酶活性影响的叙述叙述, ,错误的是错误的是( () )A.A.不同酶的最适温度可能相同不同酶的最适温度可能相同B.B.随着温度降低随着温度降低, ,酶促反应的活化能下降酶促反应的活化能下降C.C.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存酶活性最高时的温度不适合该酶

14、的保存D.D.高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果B B【解题指南解题指南】解答本题时需关注以下两点解答本题时需关注以下两点: :(1)(1)温度能影响酶的活性温度能影响酶的活性, ,最适温度时酶的活性最高。最适温度时酶的活性最高。(2)(2)高温使酶变性失活高温使酶变性失活, ,低温使酶活性降低低温使酶活性降低, ,但不失活但不失活, ,可用于酶的保存。可用于酶的保存。【解析解析】本题考查酶的活性与温度的关系。本题考查酶的活性与温度的关系。A A项项, ,不同不同酶的最适温度可能相同酶的最适温度可能相同, ,也可能不同也可能不同, ,故正确。故正确。B B项项

15、, ,活活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃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状态所需要的能量, ,活化能与温度无关活化能与温度无关, ,故错误。故错误。C C项项, ,酶是保存在低温环境下的酶是保存在低温环境下的, ,酶活性较高时不适合酶的保酶活性较高时不适合酶的保存存, ,故正确。故正确。D D项项, ,高温、强酸、强碱破坏酶的空间结构高温、强酸、强碱破坏酶的空间结构使酶变性失活使酶变性失活, ,故正确。故正确。 【警示警示】实验中温度和实验中温度和pHpH的控制的控制在设计酶需要适宜的温度和在设计酶需要适宜的温度和pHpH的实验中，每一组实的实验中

16、，每一组实验都必须事先将底物、酶液分别处理到各自所需要验都必须事先将底物、酶液分别处理到各自所需要控制的温度和控制的温度和pHpH，使反应一开始便达到预设温度和，使反应一开始便达到预设温度和pHpH，减小实验误差。若先将底物与酶液混合后再控，减小实验误差。若先将底物与酶液混合后再控制温度和制温度和pHpH，则会由于酶的高效性，导致酶促反应，则会由于酶的高效性，导致酶促反应在达到所控温度和在达到所控温度和pHpH条件前发生。条件前发生。 酶的概念酶的概念酶的作用原理酶的作用原理酶的本质酶的本质酶的作用特性酶的作用特性酶酶1 1关于酶的特性，下列表述中错误的是（关于酶的特性，下列表述中错误的是（

17、）A.A.酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物B.B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变化学反应前后，酶的化学性质和数量不变C.C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响D.D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力一旦离开活细胞，酶就失去催化能力D D2.2.下列关于酶的叙述，不正确的是（下列关于酶的叙述，不正确的是（ ）A.A.绝大多数酶的化学本质是蛋白质绝大多数酶的化学本质是蛋白质B.B.能够催化脂肪酶水解的酶是脂肪酶能够催化脂肪酶水解的酶是脂肪酶C.C.酶的催化效率高是因为其降低活化能的作用显著酶的催化效率高是因

18、为其降低活化能的作用显著D.D.酶催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的酶催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的【解析解析】绝大多数酶的本质是蛋白质，极少数为绝大多数酶的本质是蛋白质，极少数为RNARNA；脂肪酶的本质为蛋白质，所以用蛋白酶才能够将其水解；脂肪酶的本质为蛋白质，所以用蛋白酶才能够将其水解；酶能够较大幅度地降低化学反应的活化能；温度、酶能够较大幅度地降低化学反应的活化能；温度、pHpH等等都会对酶的活性产生影响，所以酶催化的化学反应一般都会对酶的活性产生影响，所以酶催化的化学反应一般在比较温和的条件下进行。在比较温和的条件下进行。B B3.3.将唾液淀粉酶先放入沸水中

19、将唾液淀粉酶先放入沸水中2 2分钟，再放在分钟，再放在3737的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是（的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是（ ）A.A.不断降低不断降低 B.B.先升后降先升后降C.C.先降后升先降后升 D.D.没有变化没有变化D D4.4.下图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中能下图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加正确表示酶量增加1 1倍时，底物浓度和反应速度关系倍时，底物浓度和反应速度关系的是的是( )( )B B5.5.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，对比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，对1 14 4号试管进行了如下处理，据表回答号试管

20、进行了如下处理，据表回答: :条件条件试管试管1 12 23 34 43%H3%H2 2O O2 2溶液溶液2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL温度温度室温室温9090室温室温室温室温5%FeCl5%FeCl3 3溶液溶液/ / /2 2滴滴/ /肝脏研磨液肝脏研磨液/ / / /2 2滴滴(1)1(1)1号、号、2 2号试管相比，号试管相比， 是实验组，自变量是实验组，自变量是是 ，因变量是，因变量是 。(2)1(2)1号、号、3 3号相比，号相比， 是实验组；是实验组；3 3号、号、4 4号相号相比，实验组是比，实验组是 。(3)3(3)3号和号和4 4号未经加热，也有大量的气泡产生，这说号未经加热，也有大量的气泡产生，这说明明FeClFeCl3 3溶液和过氧化氢酶都能降低反应的活化能，溶液和过氧化氢酶都能降低反应的活化能，使反应在常温下快速进行使反应在常温下快速进行 。2 2号号温度温度产生气泡的多少产生气泡的多少3 3号号3 3号和号和4 4号号快乐源自心态：知足常乐，摆脱烦恼；自得其乐，消除痛苦；苦中作乐，寻求开心；偷着找乐，化解忧愁。