生物《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》課件(新人教版必修)

1、知識目標(biāo)1.了解酶的本質(zhì)、特性及其在代謝中的作用2掌握 ATP 的組成和特點(diǎn)3掌握細(xì)胞呼吸的原理和實質(zhì)，能利用細(xì)胞呼吸的原理解釋一些生活、生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題4能敘述科學(xué)家對光合作用原理的認(rèn)識過程，了解光合作用原理和實質(zhì)；分析影響光合作用強(qiáng)度的因素能力目標(biāo)1.學(xué)習(xí)探究實驗的進(jìn)行方法，學(xué)會尋找并控制自變量和因變量，學(xué)會設(shè)置對照組2學(xué)會提取、分離綠葉的色素及檢測酒精、二氧化碳的方法等第 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

2、的。3活化能與酶的作用活化能與酶的作用(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_?；瘜W(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驗比較過氧化氫在不同條件下的分解的實驗(1)實驗說明，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)這個實驗所用的酶是取自_的研磨液。肝臟(3)實驗的自變量是_，因變量是_。5酶的本質(zhì)的探究過程酶的本質(zhì)的探究過程(1)通過觀察和實驗，巴斯德認(rèn)為酒精發(fā)酵是由于_的存在。FeCl31071013高效性催化劑催化效率酵母細(xì)胞(2)李比希堅持認(rèn)為

3、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)家薩姆納通過實驗證實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)RNA6酶的化學(xué)本質(zhì)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酶的特性酶的特性(1)實驗說明，酶具有高效性，這是由于酶能夠降低化學(xué)反應(yīng)的_?；罨?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

4、酶只能催化_或_化學(xué)反應(yīng)。8酶的作用條件比較溫和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B2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

5、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)生氣泡C溶液呈藍(lán)色答案B答案B4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

6、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D5探究溫度對酶活性的影響的實驗中，最合理的步驟是()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 觀察實驗現(xiàn)象A

7、CBD解析探究溫度對酶活性的影響的實驗中，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D1酶的本質(zhì)及其催化作用酶的本質(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

8、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)酶的催化作用試管編號12345加入物質(zhì)適量唾液銹鐵釘生土豆片熟土豆片生土豆塊稀鹽酸實驗結(jié)果幾乎無氣泡少量氣泡大量氣泡幾乎無氣泡幾乎無氣泡【例 1】(2011 年湛江二中高一期末年湛江二中高一期末)取經(jīng)

9、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)行如下實驗，根據(jù)實驗內(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

10、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)，證明酶的催化作用需要適宜的溫度。此實驗的不足之處是()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，實驗結(jié)果誤差

11、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驗時，應(yīng)該設(shè)計溫度為 37的對照實驗。答案AB2酶與無機(jī)催化劑的比較酶與無機(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?！纠?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

12、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)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

13、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)實驗中的 1 號試管作為對照，注意遵循單一變量原則。(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)。實驗中，把肝臟

14、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+的催化效率的實驗中，把肝答案A 對于實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？這就是基本實驗技能，也是考試的一個必考項目。序號處理方法觀察結(jié)果1常溫下自然分解氧氣泡少而小2常溫下加入 Fe3+氧氣泡稍多而小3常溫下加入鮮肝提取液氧氣泡極多而大4加入煮沸后冷卻的鮮肝提取液氧氣泡少而小【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)底物的一組實驗結(jié)果如下表所示。通過分析實驗結(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，從表中得不到實驗

15、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)實驗依據(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C4影響酶活性條件的

16、探究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驗，因為溫度能影響過氧化氫分解反應(yīng)的速度。(2)實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

17、與實驗組相同。(6)實驗組設(shè)置探究 pH 對酶活性影響，實驗組至少要設(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，其他條件實驗組和對照組均相同。探究溫度對酶活性的影響，實驗組至少要設(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，其他條件實驗組和對照組均相同。驗證酶活性受溫度和酸堿度影響時，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。以保證酶是在實驗條件的情況下進(jìn)行?！纠?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)

18、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表