優(yōu)選教育第節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶(張)課件

1、 一、酶在細(xì)胞代謝中的作用1.細(xì)胞代謝細(xì)胞代謝指的是細(xì)胞中每時每刻進(jìn)行的許多化學(xué)反應(yīng)。2.酶的作用:催化作用。3.酶的作用機(jī)理 一、酶在細(xì)胞代謝中的作用1.細(xì)胞代謝細(xì)胞代謝指的(1)活化能: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。(2)作用機(jī)理:降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。 酶在化學(xué)反應(yīng)中,能不能增加生成物的量? 提示:不能。酶只是降低活化能,加快反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡的時間,但不會使生成物的量增加。二、酶的本質(zhì)1.酶本質(zhì)的探索過程思考感悟提示(1)活化能: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(1)巴斯德之前:發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng),與生命活動無關(guān)。(2)爭論巴斯德(法國)提出:

2、只有酵母細(xì)胞參與才能進(jìn)行發(fā)酵。李比希(德國)認(rèn)為:酵母細(xì)胞死亡裂解后釋放出某些物質(zhì),引起發(fā)酵。(3)畢希納(德國):獲得不含酵母細(xì)胞的提取液,但未能分離鑒定出酶。(4)薩姆納(美國):提取出了刀豆種子中的脲酶,并證明了其成分是蛋白質(zhì)。(5)切赫和奧特曼(美國):發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有催化功能。(1)巴斯德之前:發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng),與生命活動無關(guān)。(2)爭2.酶的本質(zhì):酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化功能的有機(jī)物,其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA。三、酶的特性1.高效性:催化效率約是無機(jī)催化劑的1071013倍。2.專一性:每種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。3.作用條件較溫和:在最適溫度和pH條件下,

3、酶的活性最高。 酶與無機(jī)催化劑有哪些異同?提示:同:(1)化學(xué)反應(yīng)前后數(shù)量和性質(zhì)不變;思考感悟提示2.酶的本質(zhì):酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化功能的有機(jī)物,其中絕大(2)加快化學(xué)反應(yīng)的速率,縮短達(dá)到平衡的時間,但并不能改變平衡點(diǎn);(3)都能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。異:酶降低活化能的作用更顯著。 1.下列有關(guān)酶的敘述不正確的是()解析(2)加快化學(xué)反應(yīng)的速率,縮短達(dá)到平衡的時間,但并不能改變平解析解析解析解析解析解析 請判斷下列敘述正誤。(1)四個圓點(diǎn)中的淀粉都不會消失。()(2)圓點(diǎn)1和圓點(diǎn)4比較可說明酶的活性受酸堿度的影響。() 請判斷下列敘述正誤。(1)四個圓點(diǎn)中的淀粉都不會消失。(3)圓點(diǎn)3和圓

4、點(diǎn)4比較可說明酶具有專一性。()(4)圓點(diǎn)2和圓點(diǎn)3都不會出現(xiàn)藍(lán)色。()(5)該實(shí)驗(yàn)說明酸堿度和溫度均會影響酶的活性。()答案:(1)(2)(3)(4)(5)解析(3)圓點(diǎn)3和圓點(diǎn)4比較可說明酶具有專一性。() 要點(diǎn)一酶的本質(zhì)、作用及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1.酶的本質(zhì)及生理功能 要點(diǎn)一酶的本質(zhì)、作用及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1.酶的本質(zhì)及生理功能2.酶化學(xué)本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 (1)酶和無機(jī)催化劑一樣,在反應(yīng)前后性質(zhì)和數(shù)量保持不變,但酶并非能終生發(fā)揮作用,酶和其他物質(zhì)一樣也需要更新。2.酶化學(xué)本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 (1)酶和無機(jī)催化劑一樣,在(2)有的酶存在于細(xì)胞外(如消化酶),有的存在于細(xì)胞內(nèi)(如呼吸酶)。只要提供適當(dāng)?shù)臈l件,酶

5、可以在體外發(fā)揮作用?！緦c(diǎn)訓(xùn)練】 (2011全國新課標(biāo))甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理,酶活性與處理(2)有的酶存在于細(xì)胞外(如消化酶),有的存在于細(xì)胞內(nèi)(如呼時間的關(guān)系如圖所示。下列分析錯誤的是()A.甲酶能夠抗該種蛋白酶降解B.甲酶不可能是具有催化功能的RNAC.乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)D.乙酶活性的改變是因?yàn)槠浞肿咏Y(jié)構(gòu)的改變解析:分析曲線可知:甲酶在蛋白酶的作用下,酶活性不改變,說明甲酶能夠抗該種蛋白酶降解,其化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì),應(yīng)是RNA;乙酶在蛋白酶的作用下,酶活性降低,說明該種蛋白酶能改變其分子結(jié)構(gòu),所以乙酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。解析時間的關(guān)系如圖所示。下列分析錯誤的是()A.甲答案:

6、B酶的催化作用和高效性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1.實(shí)驗(yàn)原理(1)2H2O22H2O+O2。(2)比較H2O2在常溫、高溫、過氧化氫酶、Fe3+等不同條件下氣泡產(chǎn)生多少或衛(wèi)生香燃燒劇烈程度,了解過氧化氫酶的作用和意義。2.驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)設(shè)計及現(xiàn)象分析要點(diǎn)二答案:B酶的催化作用和高效性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1.實(shí)驗(yàn)原理(1)2H優(yōu)選教育第節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶(張)課件優(yōu)選教育第節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶(張)課件3.實(shí)驗(yàn)過程的變量及對照分析3.實(shí)驗(yàn)過程的變量及對照分析4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)酶具有催化作用,同無機(jī)催化劑一樣都可加快化學(xué)反應(yīng)速率。(2)酶具有高效性,與無機(jī)催化劑相比,酶的催化效率更高。酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的10

7、71013倍。5.表示酶高效性的曲線4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)酶具有催化作用,同無機(jī)催化劑一樣都可加快化 (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。(2)酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需時間,不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。(3)酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)用的肝臟要新鮮,肝臟必須進(jìn)行研磨,使過氧化氫酶釋放出來。酶的專一性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)分析1.實(shí)驗(yàn)原理要點(diǎn)三 (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(2)用淀粉酶分別催化淀粉和蔗糖后,再用斐林試劑鑒定。根據(jù)是否有磚紅色沉淀來判定淀粉酶是否對二者都有催化作用,從而探索酶的專一性。2.實(shí)驗(yàn)程序(2)用淀粉酶分別

8、催化淀粉和蔗糖后,再用斐林試劑鑒定。根據(jù)是優(yōu)選教育第節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶(張)課件本實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證淀粉酶具有專一性,也可以將酶換成蔗糖酶,證明蔗糖酶也具有專一性。本實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證淀粉酶具有專一性,也可以將酶換成蔗糖酶,證明蔗3.表示酶專一性的曲線 (1)在A反應(yīng)物中加入酶A,反應(yīng)速率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)速率和未加酶時相同,說明酶B不催化底物A參加反應(yīng)。3.表示酶專一性的曲線 (1)在A反應(yīng)物中加入酶A,反應(yīng)速【對點(diǎn)訓(xùn)練】 (密碼改編)如圖為酶催化反應(yīng)的過程示意圖,以數(shù)字編號的圖形分別表示反應(yīng)物、酶、生成物等反應(yīng)要素。下列相關(guān)敘述中,錯

9、誤的是() A.適當(dāng)增大的濃度會提高酶促反應(yīng)的速率B.如果探究底物濃度對酶促反應(yīng)速率的影響,的數(shù)量就是實(shí)驗(yàn)的自變量【對點(diǎn)訓(xùn)練】 (密碼改編)如圖為酶催化反應(yīng)的過程示意圖,以數(shù)C.或的生成速率可以表示酶促反應(yīng)的速率D.如果是H2O2,則和是H2和O2 解析:圖中的是酶,是酶的作用底物,和是反應(yīng)產(chǎn)物。適當(dāng)增大酶的濃度可以提高酶促反應(yīng)速率,A項(xiàng)正確;如果探究底物濃度對酶促反應(yīng)的影響,則底物濃度自然是自變量,其他變量如酶的數(shù)量為無關(guān)變量。酶促反應(yīng)速率可以用底物的分解速率或產(chǎn)物的生成速率表示,C項(xiàng)正確;如果是H2O2,則和是H2O和O2,D項(xiàng)錯。答案:D解析C.或的生成速率可以表示酶促反應(yīng)的速率D.如果

10、是H2O“影響酶活性的條件”的探究分析1.溫度對酶活性的影響要點(diǎn)四(1)原理解讀淀粉麥芽糖 碘液碘液藍(lán)色無藍(lán)色出現(xiàn)溫度影響酶的活性,從而影響淀粉的水解。滴加碘液,根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來判斷酶的活性?！坝绊懨富钚缘臈l件”的探究分析1.溫度對酶活性的影響要點(diǎn)四(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路 (1)本實(shí)驗(yàn)不宜選用斐林試劑,因?yàn)殪沉衷噭┡c還原糖只有在加熱的條件下才有磚紅色沉淀生成,而該實(shí)驗(yàn)需嚴(yán)格控制不同的溫度。(2)本實(shí)驗(yàn)不宜選用過氧化氫酶催化H2O2分解,因?yàn)檫^氧化氫酶催化的底物過氧化氫在加熱的條件下分解也會加快。2.pH對酶活性的影響(1)原理解讀(1)本實(shí)驗(yàn)不宜選用斐林試劑,因?yàn)殪?/p>

11、林試劑與還原糖只有在加熱H2O2H2O+O2。pH影響酶的活性,從而影響氧氣的生成量,可用點(diǎn)燃但無火焰的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗(yàn)氧氣生成量的多少。(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計程序取n支試管分別加入等量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液用鹽酸或NaOH溶液調(diào)整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)分別滴加等量的同種新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液用點(diǎn)燃但無火焰的衛(wèi)生香來檢驗(yàn)氧氣的生成情況。(3)實(shí)驗(yàn)變量分析H2O2H2O+O2。pH影響酶的活性,從而影響氧氣3.影響酶活性的曲線 3.影響酶活性的曲線 (1)在一定溫度范圍內(nèi),隨溫度的升高,酶的催化作用增強(qiáng),超過這一范圍酶催

12、化作用將減弱。(2)在最適pH時,酶的催化作用最強(qiáng),高于或低于最適pH,酶的催化作用都將減弱。(3)過酸、過堿、高溫都會使酶失活,而低溫只是抑制酶的活性,酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞,溫度升高可恢復(fù)活性。(4)反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)的影響(1)在一定溫度范圍內(nèi),隨溫度的升高,酶的催化作用增強(qiáng),超過 (1)在其他條件適宜、酶量一定的條件下,酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快,但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后,受酶數(shù)量和酶活性限制,酶促反應(yīng)速率不再增加。(2)在底物充足、其他條件適宜的條件下,酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。 (1)在其他條件適宜、酶量一定的條件下,酶促反應(yīng)速率

13、隨底【典題例析】 如圖表示人體內(nèi)某種酶促反應(yīng)速率受溫度和pH的影響情況,下列解釋不正確的是() A.在a點(diǎn),將酶的濃度增大一倍,反應(yīng)速率可能增大B.在b點(diǎn),將酶的濃度增大一倍,反應(yīng)速率不可能增大【典題例析】 如圖表示人體內(nèi)某種酶促反應(yīng)速率受溫度和pH的影C.在c點(diǎn),將酶的濃度增大一倍,反應(yīng)速率可能增大D.該圖不能反映唾液淀粉酶催化能力的變化特征答案試解:B解析:此圖反映溫度和pH對酶促反應(yīng)速率的影響,但是影響反應(yīng)速率的因素,不僅包括溫度和pH,還有酶濃度等。在反應(yīng)底物充足的條件下,增大酶濃度,可以提高反應(yīng)速率,所以A、C兩項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯誤。題圖顯示,該酶的最適pH為2左右,因此這種酶可能是胃蛋

14、白酶,而不會是唾液淀粉酶,D項(xiàng)正確。解析C.在c點(diǎn),將酶的濃度增大一倍,反應(yīng)速率可能增大D.該圖不能【誤區(qū)警示】 本題易錯選C項(xiàng),主要原因是不能正確分析有關(guān)酶促反應(yīng)的曲線圖?？吹綀D中c點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)速率已經(jīng)達(dá)到最大,因此認(rèn)為再增加酶濃度,不會提高反應(yīng)速率,這種情況只發(fā)生在反應(yīng)底物一定的條件下,但在反應(yīng)底物充足的條件下,增大酶濃度,還可以提高反應(yīng)速率?！菊`區(qū)警示】 本題易錯選C項(xiàng),主要原因是不能正確分析有關(guān)酶促 實(shí)驗(yàn)因素的控制實(shí)驗(yàn)因素指實(shí)驗(yàn)中對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的因素,可分為兩類:自變量和無關(guān)變量。1.自變量(1)含義:實(shí)驗(yàn)要研究的引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果改變的因素。 實(shí)驗(yàn)因素的控制實(shí)驗(yàn)因素指實(shí)驗(yàn)中對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成

15、影響的因素,(2)確定方法:實(shí)驗(yàn)“驗(yàn)證什么”“探究什么”,其中“什么”所表示的因素即為自變量,如“驗(yàn)證淀粉酶能分解淀粉,而蔗糖酶不能分解淀粉”的實(shí)驗(yàn)中,酶的種類為自變量;“探究不同pH對酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)中,不同pH為自變量。(3)控制方法:設(shè)置幾組自變量不同的實(shí)驗(yàn)。如“探究溫度影響酶活性”的實(shí)驗(yàn)中,其控制自變量的方法為設(shè)置幾種不同的溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2.無關(guān)變量(1)含義:可影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果但不是實(shí)驗(yàn)要研究的因素。如“探究溫度影響酶活性”的實(shí)驗(yàn)中,pH、試管的大小、實(shí)驗(yàn)試劑的量等都是無(2)確定方法:實(shí)驗(yàn)“驗(yàn)證什么”“探究什么”,其中“什么”所關(guān)變量。(2)控制方法:“等同法”,即幾組實(shí)驗(yàn)中除自變量

16、不同外,其他條件均要相同。如“探究不同pH對酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)中,不同組之間除pH不同外,其他條件如溫度、實(shí)驗(yàn)器具、實(shí)驗(yàn)試劑的量等都要相同?！緦c(diǎn)訓(xùn)練】 “探究溫度對淀粉酶的影響”,實(shí)驗(yàn)設(shè)計如下:取甲、乙、丙三支試管,分別加入1 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的新鮮淀粉酶溶液。將三支試管分別放在0、37、100條件下保溫5 min。關(guān)變量。(2)控制方法:“等同法”,即幾組實(shí)驗(yàn)中除自變量不同向三支試管中分別加入相應(yīng)溫度的等量的(2 mL)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液。一段時間后,向試管中各加入2滴碘液。觀察三支試管中溶液的顏色變化。(1)步驟能否顛倒?(2)步驟中可溶性淀粉溶液加入前在相應(yīng)溫度下保溫有無

17、必要?(3)在檢測時能否用斐林試劑?向三支試管中分別加入相應(yīng)溫度的等量的(2 mL)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為解析:實(shí)驗(yàn)設(shè)計的關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)因素的確定和控制,分析如下:(1)自變量:溫度?？刂品椒?設(shè)置幾種不同溫度(0、37、100),使淀粉酶在接觸淀粉溶液前即處在這幾種溫度下。(2)無關(guān)變量的控制步驟中各組加入可溶性淀粉溶液的量保證相同。步驟中各組加入碘液的量保證相同。解析:實(shí)驗(yàn)設(shè)計的關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)因素的確定和控制,分析如下:(1)答案:(1)不能,顛倒將導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確,因?yàn)樵谶_(dá)到相應(yīng)溫度之前酶已經(jīng)對淀粉進(jìn)行了水解。(2)有,若直接加入會對設(shè)置的酶溫度造成影響。(3)不能,因?yàn)殪沉衷噭┰跈z測淀粉的分解產(chǎn)物時需加

18、熱,加熱會影響設(shè)置的酶溫度。拓展:高考對酶的考查常以實(shí)驗(yàn)題的形式出現(xiàn),解答實(shí)驗(yàn)題的關(guān)鍵是分析各種變量(自變量、因變量和無關(guān)變量),并對自變量和無關(guān)變量進(jìn)行有效控制。該類題目往往因?yàn)樽兞糠治霾徽_而導(dǎo)致錯誤。相關(guān)變量分析總結(jié)如下:答案:(1)不能,顛倒將導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確,因?yàn)樵谶_(dá)到相應(yīng)溫優(yōu)選教育第節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶(張)課件優(yōu)選教育第節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶(張)課件 解析 解析解析解析優(yōu)選教育第節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶(張)課件解析解析解析解析優(yōu)選教育第節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶(張)課件A.酶的催化效率有高效性B.酶的催化條件較溫和C.酶的催化對象有專一性D.高溫會使酶失去活性解析:實(shí)

19、驗(yàn)1是其他實(shí)驗(yàn)的對照,實(shí)驗(yàn)3與1比較可得出酶具有高效性的特點(diǎn),分析實(shí)驗(yàn)4可得出酶發(fā)揮作用需要一定的條件。實(shí)驗(yàn)3與實(shí)驗(yàn)2比較說明酶的催化效率比普通的化學(xué)催化劑要高。但整個實(shí)驗(yàn)不能得出酶有專一性的特點(diǎn)。答案:C解析A.酶的催化效率有高效性B.酶的催化條件較溫和C.酶的催化對4.在其他條件適宜的情況下,下列因素對酶活性的影響可用如圖表示的是()A.溫度B.反應(yīng)物濃度C.pHD.抑制劑濃度4.在其他條件適宜的情況下,下列因素對酶活性的影響可用如圖表解析:溫度過高或過酸、過堿都會使酶失活。抑制劑會抑制酶的活性,反應(yīng)速率也會隨之降低。在酶一定量的條件下,反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度的增加而增加,但當(dāng)反應(yīng)物達(dá)到一定量時,由于酶數(shù)量的限制,反應(yīng)速率不再增加。答案:B解析:溫度過高或過酸、過堿都會使酶失活。抑制劑會抑制