高中生物 51降低化学反应活化能的酶配套套课件 新人教版必修1

第1节降低化学反应活化能的酶课程标准1.说明酶在细胞代谢中的作用。2.探究温度、pH对酶活性的影响。课标解读1.学习酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。2.通过阅读分析“关于酶本质的探索”资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。3.学会分析实验中的自变量、因变量、无关变量等。 酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用 化学反应化学反应 Fe3 过氧化氢酶过氧化氢酶 (2)实验步骤：试管试管 步骤步骤相同相同处理处理向向4支试管中分别加入支试管中分别加入2 mL .不同不同处理处理不处理不处理放在放在90左右左右的水浴中加热的水浴中加热滴入滴入2滴滴FeCl3溶液溶液滴入滴入2滴肝脏研磨液滴肝脏研磨液现象现象气泡气泡 基本无基本无少少较多较多很多很多带火带火星卫星卫生香生香不燃烧不燃烧燃烧燃烧燃烧燃烧猛烈燃烧猛烈燃烧过氧化氢溶液过氧化氢溶液(3)实验结论：酶具有 作用，同无机催化剂相比，催化效率更 。3酶的作用原理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称为 。酶在生化反应中起着催化剂的作用，其作用机理是 。且同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。思维激活1 酶能否增加化学反应中产物的量？提示不能。催化催化高高活化能活化能降低了降低了化学反应的活化能化学反应的活化能1实验的变量与对照自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量对照组对照组实验组实验组2号：号：90 水水浴加热浴加热用单位时间用单位时间产生气泡的产生气泡的数目多少表数目多少表示示H2O2分解分解速率速率加入加入H2O2的的量；实验室温量；实验室温度；度；FeCl3和肝和肝脏研磨液的新脏研磨液的新鲜程度鲜程度1号试管号试管2、3、4号试管号试管3号：加入号：加入3.5%FeCl32滴滴4号：加入号：加入20%肝脏研磨肝脏研磨液液2滴滴特别提醒对照实验中的自变量应具有单一性，即遵循单一变量原则，只有这样才能保证实验结果的正确性，增强实验结论的说服力。2实验中应注意的问题(1)实验时要选用新鲜的肝脏。肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生菌的作用下分解，就不能促进过氧化氢分解成水和氧气。(2)滴入肝脏研磨液和FeCl3溶液时，不能共用一个吸管，否则滴入的FeCl3溶液中会含少量肝脏研磨液，而研磨液中的H2O2酶具有高效性，可能会使两个试管中气泡一样多，从而影响实验结果的准确性。3酶的作用机理酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能，分析(如下图)。(1)图中ac和bc段分别表示无催化剂和酶催化时反应进行所需要的活化能。(2)若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。【巩固1】 对盛有过氧化氢的试管加热和加入催化剂，都能够促进其分解，下列相关的叙述正确的是()。A二者的基本原理是相同的B前者是使过氧化氢分子的能量提高，而后者不影响过氧化氢分子的能量C两者都可以降低过氧化氢分子的活化能D酶和Fe3的作用原理是不同的解析加热主要是使过氧化氢分子的能量提高，达到活化能，使反应进行；催化剂则是降低过氧化氢分子的活化能，从而能够发生反应，二者的基本原理是不同的；酶和Fe3都是催化剂，它们的作用原理是相同的，只是效率不同。答案B1探索历程酶的本质酶的本质 2酶的本质酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是 ，少数酶是 。思维激活2 酶的组成单位是什么？提示氨基酸或核糖核苷酸。蛋白质蛋白质RNA酶的概念理解化学本质化学本质绝大多数是蛋绝大多数是蛋白质白质少数是少数是RNA合成原料合成原料氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸合成场所合成场所核糖体核糖体细胞核细胞核(主要主要)来源来源一般活细胞中均能产生一般活细胞中均能产生生理功能生理功能具有生物催化功能具有生物催化功能作用场所作用场所细胞内或细胞外细胞内或细胞外【巩固2】 下列有关酶的正确叙述是()。酶是具有分泌功能的细胞产生的有的从食物中获得，有的是体内转化而来酶是活细胞产生的绝大多数酶的化学本质是蛋白质有的酶是蛋白质，有的是固醇酶在代谢中有多种功能酶在新陈代谢和生殖发育中起调控作用酶只是起催化作用酶只在细胞内发挥作用A BC D解析酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物，绝大多数酶是蛋白质类物质，少数酶为RNA；酶只有催化功能，在个体发育中起调控作用的是激素。答案C1高效性酶的催化效率大约是 的1071013倍。2专一性每一种酶只能催化 化学反应。3酶的作用条件较温和细胞中几乎所有的化学反应都由酶来催化，酶对化学反应的催化效率称为 。酶的特性酶的特性 无机催化剂无机催化剂一种或一类一种或一类酶的活性酶的活性序号序号实验操实验操作内容作内容试管试管1 试管试管2 试管试管3 试管试管1 试管试管2 试管试管31注入可注入可溶性淀溶性淀粉溶液粉溶液2 mL2 mL2mL2注入新注入新鲜淀粉鲜淀粉酶溶液酶溶液1 mL1 mL1mL3放置放置温度温度60 100 0 6010004保温保温时间时间5分钟分钟 5分钟分钟 5分钟分钟5分钟分钟5分钟分钟5分钟分钟5混合混合注入注入1试管试管1注入注入2试管试管2注入注入3试管试管36保温保温时间时间5分钟分钟5分钟分钟5分钟分钟7 滴碘液滴碘液1滴滴1滴滴1滴滴8观察实观察实验现象验现象无明显无明显变化变化蓝色蓝色蓝色蓝色实验结论： 会影响酶的活性，酶的活性有一定的最适温度范围。(2)探究pH对酶活性的影响实验原理：H2O2分解产生氧气和水。H2O2酶可加快H2O2的分解，在短时间内产生大量氧气。温度温度实验步骤：序号序号实验操作内容实验操作内容试管试管1试管试管2试管试管31注入注入H2O2酶溶液酶溶液1 mL1 mL1mL2注入蒸馏水注入蒸馏水1 mL3注入氢氧化钠溶液注入氢氧化钠溶液1mL4注入盐酸注入盐酸1mL5注入注入H2O2溶液溶液2 mL2 mL2mL6振荡振荡3支试管支试管7实验结果实验结果有大量气有大量气泡产生泡产生无气泡无气泡产生产生无气泡无气泡产生产生实验结论： 会影响酶的活性，酶的活性有一定的最适pH范围。思维激活3 可以用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响吗？提示不能。因H2O2在加热条件下会分解。pH生物体内的化学反应几乎都需要酶的催化，影响酶促反应速率(常用单位时间内底物的消耗量或产物的生成量表示)的因素主要有温度、pH、酶浓度、底物浓度等。1温度/pH(图甲、乙)在一定的温度/pH范围内，随着温度/pH的升高，酶的催化作用增强，超过最适温度/pH，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，酶的分子结构并未被破坏，温度升高，即可恢复活性。2酶浓度(图丙)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。3底物浓度(图丁)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近乎成正比，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。特别提醒温度、pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率；而酶浓度、底物浓度均不影响酶的活性，二者是通过影响底物与酶分子接触机会来影响酶促反应速率。【巩固3】 如图分别表示温度、pH与酶活性的关系，下列各项叙述中不正确的是()。A曲线a上的B点对应的温度表示该酶的最适温度B人体内胃蛋白酶的活性与曲线b相似C曲线b、c说明不同的酶有不同的最适pHD酶活性随温度的升高而增强解析一定范围内酶活性随温度升高而增强，超过最适温度，温度升高酶活性反而降低，甚至丧失。答案D实验变量的辨析实验变量的辨析 错因分析错选B项的原因是忽略了酶均具有高效性的含义，验证酶的高效性，应以酶与无机催化剂比较，而不是不同种酶之间的比较。错选D项的原因是没有审清D项探究问题的实质。该选项是要探究酶催化作用的最适pH，因此在分组时应设置一系列等梯度pH的多组实验。正确解答选C.规律方法变量的种类变量的种类变量的种类含义含义变量变量实验中可以变化的因素实验中可以变化的因素自变量自变量人为改变的变量人为改变的变量因变量因变量随着自变量的变化而变化的变量随着自变量的变化而变化的变量无关变量无关变量除自变量外，对实验结果能造成除自变量外，对实验结果能造成影响的可变因素影响的可变因素【例2】 根据右图所示过氧化氢分解速率的曲线，说明的酶特性是()。专一性高效性催化特性在温和的条件下进行A B C D思维导图：酶的特性酶的特性 深度剖析由题图可见，三种不同处理都可以使反应达到平衡点，所有的催化剂都具有这样的共性。但是达到平衡点所需时间不一致，加酶所需时间最短，这是酶的高效性。专一性是指酶只能催化一种或一类物质的化学反应；在温和的条件下进行是指酶作用的发挥需要适宜的环境条件。答案C误区警示酶只是改变达到化学平衡所需的时间 ，而不能改变化学反应的平衡点。【例3】 如图表示不同条件下酶促反应的速率变化(酶浓度相同)，下列说法不正确的是()。A酶促反应的速率可以用产物生成的速率来表示Bb和a相比较，酶促反应速率慢，这是因为温度低，酶活性降低CAB段影响酶反应速率的主要限制因子是酶浓度D若想探究不同温度对酶活性的影响，至少应设计3种不同的温度影响酶促反应的因素影响酶促反应的因素 思维导图：解析A和B相比较，它们的酶浓度是相同的，因而反应速率的不同与酶浓度无关。答案C规律方法坐标曲线题解题方法第一步：识图，关键要抓两点：一看纵横坐标所表示的生物学含义；二看曲线中的特殊点(起点、拐点、终点)和曲线的趋势。第二步：析图，图中为什么会出现特殊点？曲线为什么有这样的变化趋势和走向？分析曲线变化的因果关系。第三步：用图，通过联想、迁移等再现与图像曲线相关的知识点，如生物学概念、原理等。解答本类题的切入点是：同一条曲线上的两个点的比较从横坐标代表的变量入手；不同曲线上处于同一轴线的两个点的比较从两曲线差异的变量入手。技法必备空白对照是指除给予范围的实验因素外，不给予研究的实验因素处理。探究某种实验因素的有无对实验结果的直接影响。明显地对比出实验组的实验因素与实验结果的对应关系。对照原则之一对照原则之一空白对照空白对照 能力展示在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，对实验的处理(如下表)。试管试管组别组别实验处理实验处理加入质量分数为加入质量分数为3%H2O2/mL温度温度加入试剂加入试剂试管试管12常温常温试管试管2 2 90 试管试管3 2 常温常温2滴质量分数为滴质量分数为3.5%FeCl3溶液溶液试管试管4 2 常温常温2滴质量分数为滴质量分数为20%肝脏研磨液肝脏研磨液对该实验的有关分析不正确的是()。A在上表的实验处理中，研究了温度和催化剂两个自变量B试管2中因为没有加入任何试剂，所以应为空白对照组C若试管4和试管1组成对照实验，可说明酶具有催化作用D若要研究酶的高效性，可选用的实验组合是试管4和试管3解析本实验的研究的实验因素为温度和催化剂，而试管1未做处理，为空白对照。答案B2某一不可逆化学反应(SPW)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时 ，向反应液中加入催化该反应的酶。下图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是()。A甲 B乙 C丙 D丁解析加入酶后，加快反应速度，所以反应物浓度下降速度增大，由于该反应是不可逆反应，所以最后反应物都消耗完。答案D3根据下图，有关说法错误的是()。A此图可反映酶的专一性B图中d可表示酶C图中b可表示被催化的底物D图中e、f可表示b分解后的产物解析图中a表示酶，b表示底物，e、f表示产物，c、d表示不能被该酶催化的物质，反映了酶的专一性。答案B4下列关于酶活性的变化曲线中，正确的是()。解析酶的活性受温度、pH及某些抑制剂和激活剂的影响，反应物浓度不影响酶的活性，但会影响酶促反应的速率。答案C5将一个土豆(含有过氧化氢酶)切成大小和厚薄相同的若干片，放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中(如图甲所示)，以探究酶促反应的相关问题。根据实验现象与数据分析答题。甲甲(1)若土豆片为4片时，每隔5 min收集一次数据，根据数据绘制出图乙。20 min后，气体量不再增加的原因是_。乙乙(2)若土豆片为8片时，和上述实验所得的曲线(实线)相比，实验结果的曲线可能是图丙_图的虚线。如果要获得更多的气体，在不改变溶液体积的条件下，可采取的方法是_，其结果可用_图中的虚线表示。丙(3)为保证上述实验的科学性，需要控制的其他外界因素有_。解析由题目获得的信息有：土豆中含有过氧化氢酶，可催化过氧化氢分解；土豆片的多少表示过氧化氢酶浓度大小。解答本题应先明确实验探究的目的，再结合影响酶的催化作用的因素进行分析。答案(1)过氧化氢量有限(2)c增加过氧化氢溶液的浓度a(3)温度(或pH或气压等)课堂小结课堂小结