多彩课堂高中生物 第5章 第1节 降低化学反应活化能的酶（一）课件 新人教版必修1.ppt

第5单元细胞的能量供应和利用第1课时降低化学反应活化能的酶一酶的作用和本质 1 说出酶的作用和本质 2 尝试比较过氧化氢在不同条件下的分解速率 3 学会控制自变量 观察和检测因变量的变化 1 细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多 称为细胞代谢 2 对照实验的变量控制 实验过程中可以变化的因素称为变量 其中人为改变的变量称为 随着自变量的变化而变化的变量称作 除自变量外 实验过程中可能还会存在一些可变因素 对实验结果造成影响 这些变量称为 除一个因素以外 其余因素都保持不变的实验叫作 它一般设置对照组和实验组 一 对照实验 自变量 无关变量 化学反应 因变量 对照实验 1 酶本质的探索过程 1857年巴斯德提出发酵是由于酵母细胞的存在 即有 的参与才能引起发酵 而德国化学家李比希却坚持认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质 但这些物质只有在酵母细胞 后才能发挥作用 两种观点争执不下 德国化学家毕希纳发现不含酵母细胞的 与活酵母是一样的 都能引起发酵 他将引起发酵的物质称为酿酶 最早从刀豆中提取出脲酶的是美国科学家萨姆纳 他用多种方法证明了酶是 20世纪80年代 美国科学家切赫和奥特曼发现少数 也有生物催化功能 2 酶的定义 酶是 产生的 具有 作用的一类有机物 二 酶的本质 活细胞 蛋白质 死亡并裂解 rna 活细胞 提取液 催化 分子从常态转变为 的活跃状态所需要的 称为活化能 同无机催化剂相比 酶降低活化能的作用更显著 因而催化效率更高 这样细胞代谢就能在 的条件下快速进行 三 酶的作用 容易发生化学反应 能量 温和 1 什么是细胞代谢 酶与细胞代谢有何关系 细胞中全部有序的化学变化的总称叫细胞代谢 酶在细胞内的物质变化过程中起着重要作用 这个作用是其他物质无法代替的 酶是生物催化剂 它是活细胞内产生的 细胞生存的条件是很温和的 正是因为有酶 才使得细胞内数量巨大的生物化学反应能够在常温 常压 水溶液环境 ph接近中性的条件下迅速高效地进行 答案 2 酶是什么物质 答案 酶是活细胞产生的 具有催化作用的有机物 绝大多数酶是蛋白质 少数是rna 3 实验过程中什么是变量 变量包括哪几类 如何区分 什么是对照实验 对照实验遵循什么原则 答案 实验过程中可以变化的因素称为变量 变量包括自变量 因变量和无关变量 自变量是指人为改变的变量 因变量是指随自变量的变化而变化的变量 无关变量是指除自变量外 实验过程中可能还会存在一些可变因素 对实验结果造成影响 这些变量称为无关变量 对照实验是指除了一个因素之外 其余因素都保持不变的实验 对照实验应遵循单一变量原则和同一性原则 4 什么叫化学反应的活化能 酶与活化能有什么关系 答案 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活化能 分子要发生化学反应 必须使能量较低的分子吸收能量达到分子能够发生反应的活跃状态 而酶的作用不是提高分子的能量 而是把活化能降到常态分子的能量状态 使常态分子就能达到化学反应所需要的能量 因此 酶能大幅度降低活化能 1 请叙述实验原理 并用化学方程式表示 知识点一 比较过氧化氢在不同条件下的分解实验解读 过氧化氢在高温或fe3 或h2o2酶的作用下都可分解成h2o和o2 答案 2h2o22h2o o2 2 该实验设计遵循了对照原则和单一变量原则 具体分析如下图所示 图中的实际结果就是观察指标 即各试管气泡冒出情况 请问 若将带火星的卫生香放在试管液面上 第3 4号试管中的现象相同吗 如果不同 则现象分别是什么 本实验能得出什么结论 答案 不同 第3号试管中卫生香火头变明亮 第4号试管中卫生香复燃 结论 酶的催化作用比无机催化剂的催化作用更显著 3 实验过程中需要注意哪些事项 并简要说明原因 答案 肝脏要新鲜 以保证h2o2酶的数量及活性 肝脏要制成研磨液 以便与底物h2o2充分接触 滴加研磨液和fecl3溶液的滴管不能共用 否则影响实验结果的准确性 带火星的卫生香不要触碰到气泡或插入到液面以下 以免卫生香因潮湿而熄灭 h2o2溶液有腐蚀性 使用时要小心 不要触及皮肤 知识总结该知识点是探究酶的高效性 催化剂催化效应的高低是相对的 酶作为生物催化剂表现出高效性也是有条件的 一是要保证酶活性的适宜条件 如适宜的温度 ph等 二是要在同等条件下与无机催化剂的催化效应相比较 三是相比较的酶和无机催化剂催化的化学反应要相同 知识点二 对酶的化学本质及作用机理的认识 答案 加快化学反应速率 本身没有数量和性质上的改变 只能催化已存在的化学反应 降低化学反应的活化能 缩短达到平衡的时间 但不改变平衡点 1 酶与一般催化剂的共同点有哪些 2 如果某种酶的化学本质是蛋白质 该如何证明 如果是rna呢 请简要说出实验原理 答案 证明某种酶是蛋白质 实验组 待测酶液 双缩脲试剂 是否出现紫色反应 对照组 已知蛋白液 双缩脲试剂 出现紫色反应 证明某种酶是rna 实验组 待测酶液 吡罗红染液 是否呈现红色 对照组 已知rna溶液 吡罗红染液 呈现红色 3 什么是活化能 酶的作用机理是什么 酶除在细胞内发挥作用外 适宜条件下在细胞外 如试管 消化道中 是否也能发挥作用 4 酶与无机催化剂降低活化能的作用是否相同 谁的作用更显著 其意义是什么 答案 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活化能 酶的作用机理是降低化学反应的活化能 适宜条件下 酶在细胞外也能发挥作用 答案 不同 酶降低活化能的作用更显著 从而使得细胞代谢能在较温和的条件下进行 知识总结酶的化学本质是蛋白质或rna 这里有两点说明 一是大多数酶的化学本质是蛋白质 解题时 一般都把酶的成分看成是蛋白质 除非题目中有特别的说明 二是一般正常情况下 酶本身不会被自身的酶水解 如胃中的胃蛋白酶的化学本质是蛋白质 但在胃中不会被自身的酶水解 而随唾液进入胃中的唾液淀粉酶在酸性条件下失活后 作为蛋白质类物质却会被胃蛋白酶水解 作为催化剂 酶在催化反应前后 本身没有数量和性质上的改变 例1过氧化氢酶能催化h2o2的分解 产生的 o 能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀 为了鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化氢酶 设计了如下实验 1 3号试管内加入的物质是 2 设计2号试管作为对照的具体目的是 3 如果2号试管未产生颜色反应 则出现橙红色沉淀的是 号试管 解析 要鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化氢酶 题目给出了四组实验 很显然 1 2 4号为对照组 3号为实验组 遵循单一变量的原则 所以3号试管内加入的物质应为2ml焦性没食子酸溶液 2滴h2o2溶液和2ml马铃薯块茎提取液 1号试管对照的目的是排除水对h2o2的影响 2号试管是为了排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验结果的影响 4号试管是为了验证失活的过氧化氢酶分解h2o2产生的颜色反应 因此 对照组将都不会出现橙红色沉淀 即只有3号试管能产生颜色反应 排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验的影响 2ml焦性没食子酸溶液 2滴h2o2溶液 2ml马铃薯块茎提取液 3 技巧归纳该题为实验题 解题时要读懂实验设计的意图 实验遵循了单一变量原则和对照性原则 探究马铃薯块茎中是否含h2o2酶 设立了1 2 4组为实验的对照组 通过颜色变化来反映反应发生的情况 达到探究的目的 例2当某种rna存在时 生物体内的某种化学反应能正常进行 当这种rna被有关的酶水解后 此种化学反应的速率便慢了下来 由此可以说明 a rna是核酸的一种b rna也可起生物催化剂的作用c rna主要存在于细胞质中d rna是该种生物的遗传物质 b 解析 有些酶的化学本质是rna 题目中提到的rna是某种化学反应的生物催化剂 酶 解题技巧归纳 技巧归纳催化剂 包括酶 的催化机理是能降低化学反应的活化能 如下图所示 由于在催化反应中 只需较少的能量就可以使反应物进入 活化态 和非催化反应相比 处于 活化态 的分子数量大大增加 从而加快了反应速率 同无机催化剂相比 酶降低活化能的作用更显著 1 酶的基本组成单位是 a 蛋白质b 氨基酸c 核糖核酸d 氨基酸或核糖核苷酸 酶的化学本质是蛋白质或rna 蛋白质的基本组成单位是氨基酸 rna的基本组成单位是核糖核苷酸 d 解析 2 酶具有极强的催化功能 其原因是 a 降低了化学反应的活化能b 增加了反应物之间的接触面c 提高了反应物分子的活化能d 酶提供使反应开始所必需的活化能 解析 酶之所以能使代谢在温和的条件下快速地进行 原因就是酶降低了化学反应的活化能 提高了活化分子的数量 a 3 水稻细胞内合成的某物质 能够在常温下高效分解淀粉 该物质 a 化学本质是淀粉b 只含有c h两种元素c 遇碘液变蓝色d 含有羧基 d 能在常温下分解淀粉的是淀粉酶 淀粉酶的化学本质为蛋白质 一定含有c h o n元素 遇碘液也不变蓝色 所以a b c项都不对 蛋白质的基本组成单位为氨基酸 氨基酸含有羧基 d项对 解析 4 甲 乙两种酶用同一种蛋白酶处理 酶活性与处理时间的关系如右图所示 下列分析错误的是 a 甲酶能够抗该种蛋白酶降解b 甲酶是不可能具有催化功能的rnac 乙