2018-2019学年高中生物第四章光合作用和细胞呼吸第一节ATP和酶第2讲酶与酶促反应课件苏教版必修1 .ppt

第2课时酶与酶促反应 第四章光合作用和细胞呼吸 学习导航 1 通过酶的实质分析酶的特性 2 以曲线 图表及实验设计形式掌握影响酶活性的因素 重难点 第四章光合作用和细胞呼吸 一 阅读P64最后一段 P66分析酶与酶促反应1 酶的定义酶通常是指由 产生的 具有 的有机物 其中绝大多数酶是 2 酶促反应由 催化的化学反应 在酶促反应中 酶的催化效率称为 活细胞 催化活性 蛋白质 酶 酶活性 适宜的pH 一定的反应物 底物 酶的活性中心 反应物 生成物 二 阅读P67 68分析影响酶促反应速率的因素1 pH酶活性最大时的pH称为酶的最适pH 在酶的 下 酶表现出最大活性 高于或低于此pH 酶活性均降低 2 温度酶促反应速率最高时的温度称为酶促反应的 在最适温度下 酶表现出最大活性 低于或高于这一温度都会使酶促反应速率降低 最适pH 最适温度 3 酶浓度 1 当反应物量充足时 酶促反应速率与酶浓度呈 关系 2 当 时 在酶浓度较低时 反应速率随酶浓度的增加而加快 当酶浓度达到某一定值后 不再随酶浓度的增加而加快 4 反应物浓度 1 当酶充足时 酶促反应速率与反应物浓度呈 关系 2 当酶量一定时 在反应物浓度较低时 反应速率随反应物浓度的增加而加快 当反应物浓度达到某一定值后 不再随反应物浓度的增加而加快 正比例 反应物量一定 正比例 1 判断下列各小题说法是否正确 1 化学反应前后 酶的化学性质和质量不变 2 酶的活性易受酸碱度和温度的影响 3 酶只能在活细胞内发挥作用 4 酶起催化作用时 和无机催化剂相同 是降低分子的活化能 5 水解淀粉酶的酶是淀粉酶 6 所有酶的合成都在核糖体上进行 2 填图 上图中 号试管中 最先产生气泡的是 该试管内发生的化学反应的反应式是 生物体内每时每刻都在进行着许多复杂的化学反应 这些化学反应之所以能迅速而有规律的进行 都和酶有关 试结合相关材料完成下面的分析 1 酶的概念 1 绝大多数酶能被蛋白酶水解而失活 水解后最终产物是氨基酸 凡是能使蛋白质变性的因素 如高温 强酸 强碱等 都可使酶变性失活 酶与双缩脲试剂反应呈紫色 主题一酶的认识及酶促反应 2 20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶 是由20 的蛋白质和80 的RNA组成 如果将这种酶中的蛋白质除去 并提高Mg2 的浓度 他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性 以上材料说明 绝大多数酶是 少数的 也具有催化作用 所以酶的概念可以归纳为酶是由生物 产生的 具有 的一类 又称为生物催化剂 蛋白质 RNA 活细胞 催化活性 有机物 2 酶的催化性的实验研究据图完善下表中的实验并思考后面的问题 从实验过程来看 催化剂能使原本常温常压下不易发生的化学反应能够发生 由此判断 酶具有 作用 由酶催化的化学反应称为 少 快且多 剧烈燃烧 催化 酶促反应 认识酶1 酶概念的三要素 1 来源 活细胞产生的 死细胞不产生酶 凡是活细胞一定都能产生酶 2 生理作用 催化作用 酶是生物催化剂 3 化学本质 有机物 绝大多数酶是蛋白质 极少数酶是RNA 2 在探究酶具有催化性的实验中 判断反应进行程度的两种方法 1 气泡目测法 观察反应产生的气泡数量 2 火星复燃法 观察带火星卫生香复燃的剧烈程度 1 用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体中的蛋白质 处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应 由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是 A 蛋白酶B RNA聚合酶C RNAD 水解酶解析 蛋白酶 RNA聚合酶和水解酶都是蛋白质 都会被蛋白酶水解掉 故A B D错误 酶具有催化作用 大多数是蛋白质 少数是RNA 核糖体是由蛋白质和RNA组成的 用蛋白酶处理后仍能催化氨基酸的脱水缩合 由此推测该物质最可能是RNA 故C正确 C 2 下列关于酶的叙述中正确的是 A 生物体内的酶不是都由活细胞产生的B 活的生物体的任何一个细胞都能产生酶 酶只有在细胞内才能起催化作用C 绝大多数酶是在核糖体上合成的 生物体缺乏某种酶就可能出现这种酶缺乏症D 酶的基本组成单位是氨基酸 C 解析 A错误 酶是由活细胞产生的 B错误 活细胞能产生酶 有的酶在细胞内起作用 如呼吸酶 有的酶在细胞外起作用 如消化酶 C正确 绝大多数酶属于蛋白质 是在核糖体上合成的 生物体缺乏某种酶就会影响机体内的某一化学反应 可能出现这种酶缺乏症 如缺少酪氨酸酶引起白化病 D错误 由于酶的成分中也有RNA 所以酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸 易错提醒酶的产生部位不等于作用部位酶是活细胞产生的 但可在细胞内或细胞外发挥作用 也可以在体外发挥作用 主题二酶的特性 1 仔细观察下图 请结合教材探究 1 由图说明 酶的作用本质是 2 据图 酶和无机催化剂相比 降低化学反应的活化能的作用更 催化效率更 说明酶的催化具有 降低反应活化能 强 高 高效性 2 酶的专一性的实验探究 1 实验原理 淀粉在淀粉酶的催化作用下 能够水解成麦芽糖 在 的条件下 斐林试剂能使麦芽糖氧化 自身则还原成 的氧化亚铜沉淀 因此 斐林试剂可以用来鉴定溶液中是否有还原性糖 进而看出淀粉酶是否只能催化淀粉水解 不能催化其他糖类水解 水浴加热 砖红色 2 实验步骤 有砖红色 无砖红色 3 实验结论 淀粉酶只催化 水解 不能催化 水解 酶的作用具有 淀粉 蔗糖 专一性 3 结合下述材料分析专一性的原理 从上图分析 一种酶只能对一定的底物发生催化作用 酶在酶促反应中能催化 反应 与酶的活性中心有关 酶具有一定的空间结构 酶的 往往与底物分子在空间结构上有特殊的匹配关系 当酶与底物结合时 启动化学反应的发生 如合成反应或分解反应 特定的底物 活性中心 1 酶在常温 常压和适宜的外界条件下 与无机催化剂相比 效率更高 具有高效性 2 酶的专一性与酶的活性中心有关 每种酶都有特定的空间结构 酶催化反应时 酶蛋白分子首先与底物分子结合 酶分子能否与底物分子结合 取决于酶分子的活性部位与底物分子在空间构象上是否对应 1 用没有稀释的唾液和稀释10倍的唾液做唾液淀粉酶的催化实验 实验达到的效果完全相同 此事实说明酶具有 A 还原性B 专一性C 高效性D 作用条件较温和解析 本题干中没有稀释的唾液和稀释10倍的唾液做唾液淀粉酶的催化实验 其效果完全相同 说明唾液淀粉酶的催化效率非常高 少量的酶即能达到催化的效果 没有稀释的唾液中大量的唾液淀粉酶因为底物的限制 催化能力没有得到充分发挥 C 2 细胞代谢中某种酶与其底物 产物的关系如下图所示 下列有关叙述错误的是 A 酶1与产物B结合后失活 说明酶的功能由其空间结构决定B 酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列C 酶1有两种底物且能与产物B结合 因此酶1不具有专一性D 酶1与产物B的相互作用可以防止细胞生产过多的产物A C 解析 酶1与产物B结合后失去活性 此时其构象发生改变 说明酶的功能是由其空间结构决定的 故A正确 酶1的变构位点和活性位点主要是取决于构成酶的氨基酸序列 故B正确 两种底物与酶1结合的位点称为活性位点 而产物B与酶1的结合位点称为变构位点 可以说明酶具有专一性 故C错误 由图可知酶1有无活性存在负反馈调节 酶1与产物B结合后无活性可以防止细胞生产过多的产物A 故D正确 主题三影响酶促反应速率的因素 1 探究pH对酶活性的影响 1 实验器材 滤纸 pH试纸 试管 烧杯 过氧化氢溶液 葡萄糖 酵母菌溶液等 2 实验过程 将若干浸入酵母菌溶液中的小滤纸片 1cm2 取出后晾干 制作成附着有 的滤纸片 在3只烧杯中盛入体积分数为2 pH分别为5 7 9 11的过氧化氢溶液 温度相同 再将滤纸片一片片放入其中 在过氧化氢酶的催化作用下 接触到滤纸片的H2O2被催化分解为 会附着在滤纸片上 随着 的增多 滤纸片会向上运动直至浮出液面 过氧化氢酶 H2O和O2 氧气泡 氧气泡 及时记录滤纸片从进入各烧杯液面到再浮出液面这一过程所用的时间 t 然后 以1 t为纵坐标 酶促反应速率 pH为横坐标 绘制曲线图 如下 得出 pH确实对酶活性有影响 的结论 3 实验结论 酶的作用需要 pH 或 都会影响酶活性 适宜的pH 偏低 偏高 4 观察下图pH对不同酶促反应速率的影响分析结论 由胃蛋白酶 胰蛋白酶所需的 相差很大 得出同一生物体内不同的酶要求的催化条件 相同 不同 最适pH 不同 2 温度对酶促反应速率的影响 1 完善温度变化对工业淀粉酶 适宜温度60 催化作用的影响实验 无明显颜色变化 蓝色 蓝色 2 实验结果 1号试管的现象说明 2 3号试管的现象说明 3 实验结论 温度会影响酶活性 温度 或 都会影响酶活性 淀粉被分解了 淀粉没有被分解 偏高 偏低 3 影响酶促反应速率的其他因素观察下图结合教材分析酶的浓度和底物浓度对酶促反应速率的影响 1 由图分析酶的浓度对酶促反应的影响 在底物充足 其他条件固定 适宜的条件下 酶促反应速率与酶浓度成正比 2 底物浓度对酶促反应的影响 在底物浓度较低时 反应速率随底物浓度的增加而加快 反应速率与底物浓度成正比 在底物浓度较高时 底物浓度增加 反应速率也增加 但不显著 当底物浓度很大且达到一定限度时反应速率达到一个最大值 此时 再增加底物浓度反应速率不再增加 影响酶促反应速率的因素1 温度 在一定的温度范围内反应速率随温度升高而加快 但当温度升高到一定限度时反应速率随温度的升高而下降 在一定的条件下 酶在最适温度时活性最大 2 pH 每种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性 3 影响酶促反应速率的因素除了pH 温度之外 还有酶的浓度 底物浓度 抑制剂 激活剂等 小组讨论在温度对酶促反应速率的影响实验中能否在反应后加入新制的斐林试剂观察是否有砖红色沉淀生成 来判断试管中的淀粉是否分解了 提示 不能 因为这个实验要严格控制温度 而斐林试剂的反应需要水浴加热 图甲 乙分别表示酶浓度一定时 反应速率与底物浓度 pH值的关系 请据图回答下列问题 1 图甲中 底物达到某一浓度后 反应速率趋向稳定 其原因是 底物充足 酶已饱和 2 为绘制图甲曲线 实验中的自变量为 无关变量包括 3 图乙中 a点对应的pH值称作该酶的 在该实验中若将pH从6降到2 反应速率将 4 图乙可表示下列 催化反应的速率变化曲线 A 唾液淀粉酶B 胃蛋白酶C 胰蛋白酶D 植物淀粉酶 底物浓度 温度 pH等 最适pH 不变 B 解析 1 图甲中 随着底物浓度的增加 参与催化的酶量也增多 当底物达到一定浓度时 参与催化反应的酶已经饱和 化学反应速率达到最大 不再增加 2 图甲反应的是底物浓度与反应速率的关系 则自变量应为底物浓度 影响该反应酶活性的无关变量还有温度 pH等 3 图乙中 a点酶活性最高 其对应的pH值称作该酶的最适pH值 从图示可知 当pH为4时 酶已失活 故当pH由6降到2的过程中 酶由于失活而不起作用 反应速率不会发生变化 4 动物体内的酶最适pH大多在6 5 8 0之间 但胃蛋白酶的最适pH例外 为1 5 2 植物体内酶的最适pH大多在4 5 6 5之间 故图乙可表示胃蛋白酶催化反应的速率变化曲线 易错警示pH和温度对酶失活的影响不同过酸或过碱会使酶永久失活 高温使酶永久失活 而低温使酶活性降低 但能使酶的空间结构保持稳定 适宜温度下活性会恢复 核心知识小结 网络构建 高效性 专一性 pH 关键语句 1 酶是由活细胞产生的 具有催化活性的有机物 又称为生物催化剂 2 酶催化作用的实质就在于它能降低化学反应的活化能 3 酶在常温 常压 适宜的pH等温和条件下具有很高催化效率 即高效性 4 一种酶只能对一定的底物发生催化作用 这是酶的专一性 5 影响酶促反应速率的因素有温度 pH 酶的浓度和底物的浓度