人教版高中生物必修1第5章第1节 降低化学反应活化能的酶课件(5).ppt

人教版高中生物必修一第五章第一节降低化学反应活化能的酶 第1节降低化学反应活化能的酶 斯帕兰札尼的实验 问题探讨1酶的本质 1773年 意大利科学家斯帕兰扎尼设计了一个巧妙的实验 将肉块放入小巧的金属笼内 然后让老鹰把小笼子吞下去 这样 肉块就可以不受胃的物理性消化的影响 而胃液却可以流入内 过一段时间后 他把小笼子取出来 发现笼内的肉块消失了 胃液中有消化肉的物质 巴斯德 微生物学家 李比希 化学家 发酵与活细胞有关 发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用 引起发酵的是细胞中的某些物质 但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 存在争论 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用 就像在活酵母细胞中一样 毕希纳 刀豆种子 萨姆纳 尿素氨 二氧化碳 脲酶 从刀豆种子中提取出脲酶证明酶是一种蛋白质 共获1989年诺贝尔化学奖 切赫 奥特曼 切赫和奥特曼 少数RNA也有催化作用 归纳酶的本质及生理功能 蛋白质 RNA 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 核仁 生物催化作用 活细胞 酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物 其中绝大多数是蛋白质 少数是RNA 问题探讨2酶在细胞代谢中的作用 实验目的 通过比较H2O2在不同条件下分解的快慢 了解过氧化氢酶的作用和意义 实验 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验原理 H2O2在高温或Fe3 或过氧化氢酶的作用下可分解成水和氧 实验设计及现象分析 不作处理 90 水浴加热 加2滴FeCl3 加2滴肝脏研磨液 气泡少 基本无气泡 较多气泡 大量气泡 燃烧不猛烈 燃烧猛烈 加热促使过氧化氢分解 Fe3 和过氧化氢酶促使过氧化氢分解 但是过氧化氢酶的效率要比Fe3 高 过氧化氢几乎不分解 酶的催化作用与无机催化作用的比较 为什么酶的催化效率比无机催化剂更高 催化剂的作用原理是什么 酶的作用原理 化学反应的活化能 同无机催化剂相比 酶的作用特性是 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 酶降低活化能的作用更显著 因而催化效率更高 1molH2O2由常态变为活跃的状态时需要吸收75KJ的热量 这75KJ就是每molH2O2的活化能 但加入过氧化氢酶时 H2O2只要吸收29KJ的热量就可以转变为活跃的状态 酶降低化学反应活化能的图解 酶使活化能降低 能量 反应过程 1 为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要 2 通过实验 你能得出什么结论 细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应 这些反应如果在体外进行 则大都需要强烈的物理或化学条件和长时间的作用才能发生 但是这些化学反应是在机体内极温和的条件下 如常温常压接近中性的水溶液下高效率地进行 只有酶能满足这样的要求 所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要 酶具有催化作用 同无机催化剂一样都可催化化学反应速率 酶具有高效性 同无机催化剂相比 酶的催化效率更高 问题探讨3实验过程的变量及对照实验 1 阅读课本P79页 联系上述实验掌握以下概念 变量 自变量 因变量 无关变量 对照实验 实验过程中可以变化的因素称为变量 人为改变的变量 随着自变量的变化而变化的变量 除了一个因素外 其余因素都保持不变的实验 生物实验设计的基本原则 科学性原则 单一变量原则 对照性原则 重复性原则 分析实验思考回答 1 上述实验分成了1 2 3 4号四支试管 哪些是四支试管共同的条件 两两比较不同的条件有几个 2 那个是自变量 那个是因变量 那个是无关变量 3 1号试管没有加任何试剂 它起的作用是什么 迁移训练1 酶具有极强催化功能的原因是 A 增强了反应物之间的接触面B 降低了反应物分子的活化能C 提高了反应物分子的活化能D 酶提供使反应开始所必须的活化能迁移训练2 活细胞中合成酶的主要场所是 A 细胞核B 线粒体磷脂C 核糖体D 高尔基体迁移训练3 向过氧化氢溶液中投入下列哪种猪肝能产生大量气泡 A 冰冻猪肝B 煮熟猪肝C 新鲜猪肝D 变质猪肝 C C B 迁移训练4 比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中 对1 4号试管进行了如下处理 据表回答 1 1号 2号试管相比 是实验组 自变量是 因变量是 2 1号 3号相比 是实验组 3号 4号相比 实验组是 3 3号和4号未经加热 也有大量的气泡产生 这说明 4 本实验对肝脏进行研磨的目的是什么 2号 温度 产生气泡的多少 3号 3号和4号 FeCl3溶液和过氧化氢酶都能降低反应的活化能 使反应在常温下快速进行 使肝细胞中的过氧化氢酶得以充分释放 加大与过氧化氢的接触 问题探究4酶的特性 想一想 与无机催化剂相比 酶具有什么特性 实验原理 新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶 Fe3 是一种无机催化剂 都可以催化过氧化氢分解成水和氧 结论 酶具有高效性 酶的催化效率是无机催化剂的107 1013倍 实验原理 淀粉和蔗糖都是非还原糖 它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖 麦芽糖 葡萄糖 果糖 还原糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应 生成砖红色的氧化亚铜沉淀 方法步骤 结论 酶具有专一性 不变红 变红 练习 1 同一个体内的各类活细胞所含酶的 A 种类有差异 数量相同B种类有差异 数量不同C种类无差异 数量相同D种类无差异 数量不同 B 2能够催化水解脂肪酶的物质是 A 脂肪酶B 肽酶C 蛋白酶D 淀粉酶 在一个合成连锁反应中 如果E4号酶失效 在这种情况下 要使细菌能够正常生长 我们至少要向培养基中加入的物质是XBACX和CDY D 由题可知 生物体内化学反应的有序进行 是由酶的 决定的 专一性 小结与继续研究 酶具有高效性和专一性 那么它的这两个特性的发挥是不是在任何条件下都可以呢 思考 感冒发烧的你为什么不想吃饭呢 我们的假设 温度可以影响酶的活性 你又该动脑筋了 想想怎么用实验去探究温度是如何影响酶的活性的 怎么样才能使你的假设变为事实 问题聚焦 1 选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料 三组 高温 低温和常温 2 我至少要设计几组实验 选择几个温度 淀粉酶 H2O2受温度影响也会分解 3 观察指标怎么确定 选择什么样的鉴定试剂 碘液 看是否变蓝 高温 低温都降低了酶的活性 不变蓝 变蓝 变蓝 注意 一定要先在特定温度下反应一段时间 再加入试剂观察现象 a每一种酶只能在一定限度的温度范围内起作用b最适温度 酶表现最大活性时的温度c低温时 酶的活性很低 温度再恢复到最适时 酶的催化效率逐步上升 高温时酶会失活 我们知道口腔温度和体温差不多 而当我们口腔中的唾液淀粉酶随唾液进入胃中以后 却发现 唾液淀粉酶不再具有催化淀粉分解的功能 你能给出合理的解释吗 唾液的PH为6 2 7 4 胃液的PH为0 9 1 5 PH值也可影响酶的活性 pH对酶活性的影响 思考 如何通过实验证实酶的活性和pH值的关系 请预测 哪根试管会出现明显的砖红色沉淀 a每一种酶只能在一定限度的PH值范围内起作用b最适PH值 酶表现最大活力时的PH值C过酸或过碱 酶均会失活 酶失活的原因 空间结构被破坏 每种酶都有自己的最适pH值 在最适pH值时 酶的活性最高 高于或低于最适pH值时 酶的活性都会降低 pH值过高或过低会使酶失活 且不可恢复 pH对酶活性的影响 请同学们自己描述这张曲线图 二 酶的特性 比较过氧化氢酶和Fe3 的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用温度对淀粉酶活性的影响pH对淀粉酶活性的影响 2 具有专一性 3 作用条件较温和 2 要有合适的pH 1 具有高效性 1 要有合适的温度 课堂小结 课堂练习 1 胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用 主要原因是 A pH不适合B 胃中已经起了消化作用 不能再起作用了C 被小肠中的物质包裹起来 所以起不到催化作用D 小肠中没有蛋白质可被消化 A 2 将乳清蛋白 淀粉 胃蛋白酶 唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器内 调整PH至2 0 保存于37 的水浴锅内 过一段时间内 容器内剩余的物质是 A淀粉 胃蛋白酶 多肽 水B唾液淀粉酶 胃蛋白酶 多肽 水C唾液淀粉酶 麦芽糖 胃蛋白酶 多肽 水D唾液淀粉酶 淀粉 胃蛋白酶 水 A 3 将唾液淀粉酶先放入沸水中2分钟 再放在370C的恒温水浴中 酶的催化效率前后变化是A 不断降低B 先升后降C 先降后升D 没有变化 D 4 将某种酶水解 最后得到的有机小分子是 A 核苷酸B 氨基酸C 核苷酸和氨基酸D 核苷酸或氨基酸 D 5 将胃蛋白酶和唾液淀粉酶混放在37oC PH值为7左右的溶液中 再放入蛋白质和淀粉 是否都能被分解呢 问题探究5影响酶促反应速率的因素 1 温度和PH值 酶促反应 由酶作为催化剂进行催化的化学反应 2 底物浓度 底物浓度 a b a点 底物浓度不足b点 酶的数量有限 1 在底物浓度较低时 反应速率随底物浓度增加而加快 反应速率与底物浓度近乎成正比 2 在底物浓度较高时 底物浓度增加 反应速率也随之加快 但不显著 3 当底物浓度很大 且达到一定限度时 反应速率就达到一个最大值 此时即使再增加底物浓度 反应速率也几乎不再改变 原因是受到酶的限制 酶已饱和 ab两点的受限因素分别是什么 3 酶的浓度 底物足够 其它条件固定 酶浓度 在底物足够 其他条件适宜的条件下 酶促反应速率与酶浓度成正比 胰蛋白酶作用于一定量的某种物质 底物 温度保持最适温度37 pH保持在最适值 生成物量与反应时间关系如右图 请回答下列问题 1 该酶作用的底物是 2 在140分钟后 曲线变成水平 这是因为 3 若胰蛋白酶浓度和其他条件不变 反应液pH由2逐渐升高到10 则酶催化反应的速度将原因是 4 下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是 蛋白质 底物量一定 已被消耗尽 不变 酶在PH 2时已失活 C 右图为温度对酶催化活性影响的曲线 图中A B两点的图综4催化效率是相符的 在下面的有关叙述中 不正确的是 A 酶处于t1温度时酶的寿命比处于t2温度时的长B 酶处于t1温度时酶的寿命比处于t2温度时的短C 处于t2温度时的酶有可能开始发生蛋白质的热变性D 处于t1温度时的酶分子结构比处于t2温度时的稳定 B 7 某同学为验证PH对酶活性的影响 设计如下表中的方法步骤 下列评价中不合理的是 1 缺少正常PH对照 2 实验步骤安排不合理 3 检验结果不当 某工厂生产了一种加酶洗衣粉 其包装袋上印有如下部分说明 成分 含碱性蛋白酶等用法 洗涤前先将衣物浸于洗衣粉的水内数小时 使用温水效果更佳 注意 切勿用于丝质及羊毛衣料 用后彻底清洗双手 请回答以下问题 质检局针对该洗衣粉设计了如下装置进行实验 1 该实验的