高中生物 第5章 第1節(jié) 第1課時 酶的作用和本質課件 新人教版必修1.ppt

第5章細胞的能量供應和利用 第1節(jié)降低化學反應活化能的酶第1課時酶的作用和本質 學習視點 明確目標 1 說明酶在細胞代謝中的作用 本質和特性2 進行有關的實驗和探究 學會設計對照實驗的方法和流程 培養(yǎng)良好的實驗探究能力 關注重難點 1 酶的催化作用2 酶的化學本質 一 酶在細胞代謝中的作用 化學反應 生命活動 活細胞 1 細胞代謝 1 場所 內 2 實質 各種的總稱 3 意義 細胞的基礎 2 比較過氧化氫在不同條件下的分解 1 實驗原理 h2o2在水浴加熱 fecl3溶液中的和肝臟研磨液中的作用下加速分解 2 實驗步驟 fe3 過氧化氫酶 2ml過氧化氫溶液 90 左右 的水浴 2滴 fecl3溶液 2滴肝 臟研磨液 氣泡數(shù)量 燃燒程度 3 實驗中的相關變量 決定 人為改變 不同條件 自變量 分解速率 實驗結果 濃度 保持不變 4 對照實驗 含義 除了一個因素以外 其余因素都的實驗 原則 除了要觀察的變量外 其他變量都應當始終 保持相同 二 酶的本質和作用原理 1 本質 1 合成場所 中 2 化學本質 絕大多數(shù)是 極少數(shù)是 2 作用原理 1 活化能 分子從轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的狀態(tài)所需要的能量 2 原理 同無機催化劑相比 酶的作用更顯著 因而催化效率更高 3 意義 使細胞代謝能在條件下快速進行 蛋白質 rna 常態(tài) 活躍 活細胞 降低活化能 溫和 一 酶在代謝中的作用1 教材問題探討與分析 1 仔細閱讀教材p78 p79 實驗 內容 思考并討論下列問題 討論并交流 完成該實驗依據(jù)的原理是什么 b 等量的兩種溶液中分子數(shù)目之比為fe3 過氧化氫酶 250000 1 實驗中為什么必須采用新鮮肝臟研磨液作材料 提示 a 肝臟如果不新鮮 肝細胞內的過氧化氫酶就會在腐生細菌的作用下分解而失去催化作用 b 肝臟必須進行研磨 以便使過氧化氫酶釋放出來 使過氧化氫酶與試管內過氧化氫分子充分接觸 加速過氧化氫的分解 實驗中滴加fecl3溶液和肝臟研磨液的滴管能否混用 為什么 提示 不能 酶具有高效性 少量的酶帶入fecl3溶液中就會干擾實驗結果的準確性 增大實驗誤差 2 閱讀教材p79 控制變量 內容 分析實驗中的變量及對照類型有哪些 提示 對照類型 試管1與試管2 3 4之間形成空白對照 試管2與試管3 4 試管3與試管4之間都形成了條件對照 3 仔細觀察教材p80圖5 1 5 2 并閱讀相關文字內容 交流酶和無機催化劑都能催化化學反應快速進行的原因 并分析二者的不同 提示 酶和無機催化劑都能降低化學反應的活化能 所以都能催化化學反應快速進行 同無機催化劑相比 酶降低活化能的作用更顯著 因而催化效率更高 2 判斷下列說法是否正確 1 細胞代謝只能產(chǎn)生對細胞有用的物質 2 加熱 無機催化劑和酶都能降低化學反應的活化能 3 無關變量是對實驗沒有影響的變量 二 酶的本質1 將下列內容連接起來 2 判斷下列說法是否正確 1 細胞代謝只能產(chǎn)生對細胞有用的物質 2 加熱 無機催化劑和酶都能降低化學反應的活化能 3 無關變量是對實驗沒有影響的變量 一 酶的作用機理酶和其他催化劑均能降低化學反應的活化能 分析如下 1 圖中ac和bc段分別表示無機催化劑和酶催化時反應進行所需要的活化能 2 若將酶變?yōu)闊o機催化劑 則b在縱軸上向上移動 用加熱的方法不能降低活化能 但會提供反應所需的能量 特別提醒 1 酶和無機催化劑一樣 只能催化熱力學上允許進行的反應 2 酶可以縮短化學反應到達平衡的時間 但不能改變反應的平衡點 3 在反應前后 酶的化學性質和數(shù)量保持不變 二 酶化學本質的實驗驗證1 證明某種酶是蛋白質實驗組 待測酶液 雙縮脲試劑 是否出現(xiàn)紫色反應 對照組 已知蛋白液 雙縮脲試劑 出現(xiàn)紫色反應 2 證明某種酶是rna實驗組 待測酶液 吡羅紅染液 是否出現(xiàn)紅色 對照組 已知rna液 吡羅紅染液 出現(xiàn)紅色 1 原理新鮮肝臟中含有過氧化氫酶 fe3 是一種無機催化劑 用一定量的過氧化氫酶和fe3 催化過氧化氫分解成h2o和o2 可比較兩者的催化效率 2 過程及結果 3 實驗結論 4 實驗的變量和對照分析 1 變量 實驗過程中可以變化的因素稱為變量 2 自變量 人為改變的變量 如實驗中的氯化鐵溶液 3 因變量 隨著自變量的變化而變化的變量 如過氧化氫的分解速率 4 無關變量 實驗過程中存在的可變因素 對實驗結果造成影響 這些變量稱為無關變量 5 對照實驗 除了一個因素以外 其余因素都保持不變的實驗 一般要設置對照組和實驗組 特別提醒 1 實驗時 必須用新鮮的剛從活體動物內取出的肝臟作實驗材料 因為新鮮肝臟中的酶能保持其原有的活性 2 肝臟要研磨充分 以加大肝細胞內過氧化氫酶與試管中h2o2的接觸面積 從而加速h2o2的分解 3 滴加fecl3溶液和肝臟研磨液時不能合用一支滴管 以免影響實驗效果 4 由于反應速率快 實驗時要特別注意比較產(chǎn)生氣泡的多少 冒氣泡時間的長短 衛(wèi)生香的燃燒情況等 5 h2o2具有一定的腐蝕性 使用時不要讓其接觸皮膚 下列關于酶的敘述 正確的是 a 酶只有在生物體內才能起催化作用 起催化作用的本質是提高反應的活化能b 所有酶都含有c h o n四種化學元素c 人體內的酶進行催化過程中 酶本身不變 所以酶不會發(fā)生自我更新d 酶都在核糖體上合成 解析 酶是由活細胞產(chǎn)生的 在細胞內和細胞外都可發(fā)揮催化作用 酶的作用機理是降低化學反應的活化能 酶的本質是蛋白質或rna 故都含有c h o n四種元素 在核糖體或細胞核中合成 反應前后 酶本身不變 但在人體內的酶仍會不斷更新 答案 b 已知2h2o2 2h2o o2 可以通過觀察反應過程中氧氣的生成速率 即氣泡從溶液中釋放的速率 來判斷h2o2分解反應的速率 請用所給的實驗材料和用具設計實驗 使其能同時驗證過氧化氫酶具有催化作用和高效性 要求寫出實驗步驟 預測實驗結果 得出結論 并回答問題 實驗材料與用具 適宜濃度的h2o2溶液 蒸餾水 3 5 fecl3溶液 0 01 的過氧化氫酶溶液 恒溫水浴鍋 試管 1 實驗步驟 取3支試管 各加入 放入37 恒溫水浴鍋中保溫適當時間 分別向上述3支試管中加入 觀察各管中 2 實驗結果預測及結論 整個實驗中 不同處理的試管中o2的釋放速率從快到慢依次是 由此可得出的結論是 解析 分析該實驗驗證的問題可知 實驗目的有兩個 一是驗證酶具有催化作用 可通過設置有酶和無酶的兩組實驗進行研究 二是驗證酶具有高效性 可通過酶和fecl3溶液的比較進行研究 因此本實驗可分為三組 分別加入蒸餾水 過氧化氫酶溶液 fecl3溶液 驗證性實驗的結果是確定的 即加入過氧化氫酶溶液的一組o2釋放速率最快 實驗結論與實驗驗證的問題一致 答案 1 等量且適量的h2o2溶液 等量且適量的蒸餾水 fecl3溶液和過氧化氫酶溶液 釋放氣泡的快慢 2 加過氧化氫酶溶液的試管 加fecl3溶液的試管 加蒸餾水的試管酶具有催化作用和高效性 驗證性實驗的設計思路 驗證性實驗通常是指實驗者針對已知的實驗結果而進行的以驗證實驗結果 鞏固和加強有關知識內容 培養(yǎng)實驗操作能力為目的的重復性實驗 驗證性實驗是建立在已知結論基礎上的 實驗原理 實驗結果是已知的 因此實驗步驟的設計也應合乎實驗結果產(chǎn)生的必然 實驗設計思路及方法 1 如果需要提取 配制 處理實驗材料 則把提取 配制等操作作為第一步 2 分組標號 研究對象 器皿等要分組標號 設立實驗組和對照組 注意控制無關變量 在措辭中往往有 相同 一致 等字眼 如果有測量應測量記錄初始值 3 實驗處理 分別對實驗組和對照組施加單一變量 實驗處理要遵循 單一變量和對照原則 4 培養(yǎng) 或飼養(yǎng) 觀察 記錄等 依然在措辭中體現(xiàn)對無關變量的控制 經(jīng)常有 相同條件下 等字眼描述 觀察記錄實驗現(xiàn)象或記錄測定的實驗數(shù)據(jù) 課堂歸納 網(wǎng)絡構建 填充 蛋白質 rna 降低活化能 1 細胞代謝是細胞中化學反應的總稱 2 酶是生物催化劑 其催化原理是降低化學反應的活化能 3 酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物 絕大多數(shù)是蛋白質 少部分是rna 關鍵語句 1 在 比較過氧化氫在不同條件下分解 的實驗中 把肝臟制成研磨液的目的是 a 保護過氧化氫酶b 有利于過氧化氫酶與反應物的接觸c 提高過氧化氫酶的活性d 有利于對實驗結果的觀察解析 選b將新鮮肝臟制成研磨液的目的是使肝臟中的過氧化氫酶與過氧化氫充分接觸 提高反應速率 2 比較過氧化氫在不同條件下的分解 的實驗中 滴入過氧化氫酶的試管內 a 產(chǎn)生的氣泡多 點燃的衛(wèi)生香燃燒不猛烈b 產(chǎn)生的氣泡多 點燃的衛(wèi)生香燃燒猛烈c 產(chǎn)生的氣泡少 點燃的衛(wèi)生香燃燒不猛烈d 產(chǎn)生的氣泡少 點燃的衛(wèi)生香燃燒猛烈解析 選b由于過氧化氫酶降低化學反應的活化能效果顯著 因此過氧化氫分解速率較快 產(chǎn)生的氣泡多 點燃的衛(wèi)生香燃燒猛烈 3 關于酶的敘述 正確的是 a 酶只有在生物體內才能起催化作用b 酶都有消化作用c 調節(jié)新陳代謝的物質不是酶d 所有酶與雙縮脲試劑作用均可發(fā)生紫色反應解析 選c酶雖然是由活細胞產(chǎn)生的 但它的催化作用不一定非在生物體內 只要條件適宜 體內體外都可起催化作用 酶的催化作用表現(xiàn)在多方面 有的酶促進物質合成 有的酶促進物質分解 只有消化酶才能促進消化 調節(jié)新陳代謝的物質有激素 維生素 無機鹽等 酶是對代謝過程的化學反應起催化作用 少數(shù)酶是rna 不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應 4 在如圖所示的實驗中 屬于自變量的是 a 催化劑b 過氧化氫分解的速率c 產(chǎn)生氣泡量d 試管中的過氧化氫溶液的量解析 選a由圖示可知 圖中的實驗處理是分別向過氧化氫溶液中加入氯化鐵和過氧化氫酶溶液 fe3 和過氧化氫酶都能催化過氧化氫分解 因此該實驗的自變量是催化劑的不同 5 在 比較過氧化氫在不同條件下的分解 的實驗中 對實驗的處理如表所示 1 在上表的實驗處理中 研究了哪些自變量 寫出一種無關變量 2 該實驗用的肝臟要求新鮮是因為 3 若要研究生物催化劑與無機催化劑的差別 可選用的實驗組合是 4 若試管1和試管2組成對照實驗 能說明的問題是 5 除了上述的對照實驗 請再找出一組對照實驗 該對照實驗說明的問題是 6 上述實驗中的 是實驗組 是對照組 解析 1 由表中的實驗處理可知 實驗的自變量是溫度和催化劑 過氧化氫溶液的用量 fecl3溶液 肝臟研磨液的用量 溶液的ph等都屬于無關變量 2 肝臟放置久了 就會被微生物破壞 其中含有的過氧化氫酶被破壞 失去催化過氧化氫分解的能力 3 若要研究生物催化劑和無機催化劑的差別 實驗的自變量是催化劑種類 因此可選用表格中的試管3和試管4 4 試管1和試管2的實驗處理不同的是溫度 二者比較可以說明溫度對過氧化氫分解具有促進作用 其作用原理是加熱使過氧化氫分子得到能量 促使其分解 5 分析表格中實驗處理 除試管1與試管2對照外 還有試管1與試管3或試管4 說明無機催化劑fe3 或生物催化劑過氧化氫酶都具有催化過氧化氫分解的作用 試管1與試管3 試管4對照 則可說明過氧化氫酶催化過氧化氫分解的效率比fe3 高 6 上述實驗中的試管2 3 4是實驗組 試管1是對照組 答案 1 溫度 催化劑過氧化氫溶液的用量 fecl3溶液 肝臟研磨液的用量 溶液的ph 任寫其一 2 肝臟放置時間長 過氧化氫酶會被破壞 影響實驗效果 3 試管3和試管4 4 加熱使過氧化氫分子得到能量 促使過氧化氫分解 5 答案一 試管1和試管3fecl3能催化過氧化氫的分解答案二 試管1和試管4肝臟研磨液中的過氧化氫酶能催化 時間 25分鐘 滿分 50分 一 選擇題 每小題3分 共24分 1 如圖為酶催化反應的過程示意圖 以數(shù)字編號的圖形分別表示反應物 酶 生成物等反應要素 其中表示酶的圖形編號是 a b c d 解析 選a從圖中可以看出圖形 參與催化反應 并在反應前后能保持結構和性質不變 故圖形 應為酶 2 下列有關酶的敘述 正確的是 a 組成酶的單體是氨基酸或脫氧核苷酸b 冬季 人體內酶的活性隨環(huán)境溫度的下降而降低c 底物充足 其他條件適宜 酶促反應速率與酶的濃度成正比d 酶通過提供能量或降低活化能來提高反應速率解析 選c組成酶的單體是氨基酸或核糖核苷酸 冬季 人體內酶的活性不隨環(huán)境溫度的下降而降低 因為人是恒溫動物 酶通過降低活化能來提高反應速率 3 活細胞內合成酶的原料是 a 脂肪酸b 核苷酸c 氨基酸d 氨基酸或核糖核苷酸解析 選d絕大多數(shù)的酶是蛋白質 其基本單位是氨基酸 少數(shù)的酶是rna 其基本單位是核糖核苷酸 4 在 比較過氧化氫在不同條件下的分解 實驗中加入肝臟研磨液與加入氯化鐵的試管反應程度類似 都不劇烈 可能的原因是 a 過氧化氫溶液配置時間過長b 肝臟不新鮮c 試管不干凈d a b都有可能解析 選d由于實驗中加入肝臟研磨液和加入氯化鐵的試管反應都不劇烈 其原因有兩個方面 一是使用的過氧化氫溶液配置時間過長 自身已發(fā)生分解 二是使用的肝臟不新鮮 其中的過氧化氫酶已被微生物破壞 5 當某種rna存在時 生物體內的某種化學反應能正常進行 當這種rna被有關的酶水解后 此種化學反應立即減慢 由此可以說明 a rna是核酸的一種b rna有時也可稱為遺傳物質c rna主要存在于細胞質中d rna也可作為生物催化劑解析 選drna被有關酶水解后 化學反應立即減慢 說明該酶催化此反應的進行 即rna也具有催化作用 故d項正確 a b c三項從內容上講均是正確的說法 但無法從題干信息中得出這些結論 故三項均錯誤 6 關于酶生理功能的敘述 下列哪一項是正確的 a 能為生物體內的化學反應提供能量b 具有催化作用 比無機催化劑的催化效率高得多c 酶與無機催化劑降低反應活化能的效率相同d 能促進生物體內營養(yǎng)物質的運輸解析 選b酶不能為化學反應提供能量 只能降低反應的活化能 酶的催化效率遠高于無機催化劑 酶的作用原理是降低反應的活化能 催化效率高于無機催化劑 酶只具有催化作用 不能促進營養(yǎng)物質的運輸 7 在探究不同的溫度對酶活性影響的實驗時 溫度和ph值分別屬于 a 自變量和因變量b 因變量和無關變量c 自變量和無關變量d 自變量和對照變量解析 選c探究不同溫度對酶活性影響的實驗中 溫度是自變量 ph等屬于無關變量 8 絕大多數(shù)酶在水解過程中 通常能得到多肽 最后能得到氨基酸 這說明 a 酶是由活細胞產(chǎn)生的b 酶是生物催化劑c 絕大多數(shù)酶的化學本質是蛋白質d 酶的基本組成單位是多肽解析 選c絕大多數(shù)酶是蛋白質 而蛋白質水解后最終可得到氨基酸 二 非選擇題 共26分 9 11分 下表是有關h2o2的