黑龙江齐齐哈尔第一中学高中生物 第5章 第1节 降低化学反应活化能的酶课件 新人教版必修1.ppt

第5章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶 1 细胞作为一个基本的生命系统 只有不断输入 才 能维持生命活动的有序性 能量 2 细胞中每时每刻都进行着许多 称为 其每一个化学变化都是在酶的作用下进行的 3 活化能与酶的作用 1 分子从常态转化为容易发生化学反应的 态所需要 的能称为 能 活跃 活化 2 酶的主要作用是降低反应的 化学反应 细胞代谢 活化能 4 比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验 1 实验说明 过氧化氢酶和 的催化效率不同 一般来说 酶的催化效率是无机催化剂的 倍 酶的催化作用具有 的特点 2 这个实验所用的酶是取自 的研磨液 肝脏 3 实验的自变量是 因变量是 5 酶的本质的探究过程 1 通过观察和实验 巴斯德认为酒精发酵是由于 的存在 fecl3 107 1013 高效性 催化剂 催化效率 酵母细胞 2 李比希坚持认为引起发酵的是 中的某些物质 3 毕希纳把 放在石英砂中研磨取得 再在其中加入葡萄糖 一段时间后 产生了酒精 于是他认为发酵是由于细胞中某些物质作用的结果 并取名 4 美国科学家萨姆纳通过实验证实酶是一类具有催化作用的 科学家切赫和奥特曼发现少数 也具有生物 催化作用 蛋白质 rna 6 酶的化学本质 活细胞 有机物 蛋白质 酶是 产生的具有催化作用的 绝大多数酶的化学本质是 另外有一些酶的成分是rna 酵母细胞 酵母细胞 提取液 酿酶 7 酶的特性 1 实验说明 酶具有高效性 这是由于酶能够降低化学反 应的 活化能 2 酶的催化作用具有 的特点 过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解 每一种酶只能催化 或 化学反应 8 酶的作用条件比较温和 1 在最适宜的温度和ph条件下 酶的活性 2 温度和ph偏高或偏低 酶活性都会明显 3 过酸 过碱或温度过高 会使酶的 遭到破坏 使酶永久失活 空间结构 专一性 一种 一类 最高 降低 配对练习 1 酶具有极强的催化功能 其原因是 解析 活化能是指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 酶具有极强的催化功能的原因是显著降低了底物分子的活化能 使得化学反应较容易进行 a 增大了反应的接触面b 降低了底物分子的活化能c 提高了反应物的活化能d 降低了底物的自由能 答案 b 2 下列选项中 表示有酶催化的反应曲线 表示没有酶催化的反应曲线 e表示酶降低的活化能 正确的图解是 解析 酶在细胞代谢中的作用是降低化学反应的活化能 使得反应比较容易进行 曲线 的峰点表示没有酶催化的活化能 曲线 的峰点表示有酶催化的活化能 两者间的差值表示酶降低的活化能 3 在过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂 其结果应是 b 溶液呈紫色d 产生砖红色沉淀 a 产生气泡c 溶液呈蓝色 答案 b 答案 b 4 以下关于酶的叙述中 正确的是 解析 绝大多数酶是蛋白质 基本组成单位是氨基酸 酶既能在细胞内合成并在细胞内发挥作用 也可以分泌到细胞外发挥作用 比如消化酶 在一定范围内 酶的活性随温度升高而升高 但是超过一定范围时 酶的活性随温度升高而降低甚至失活 大多数酶在ph值等于7左右时活性最高 但是也有特殊的现象 比如胃蛋白酶的最适ph为1 5 a 酶的基本组成单位是肽链b 酶只能在细胞内合成并在细胞内发挥作用c 酶的活性随温度升高而升高d 大多数酶在ph值等于7左右时活性最高 答案 d 5 探究温度对酶活性的影响的实验中 最合理的步骤是 取3支试管编号 各注入2ml淀粉液 另取3支试管编 号 各注入1ml新鲜的淀粉酶溶液 将淀粉酶溶液注入 相同温度下的淀粉液试管中 维持各自的温度5min 向各试 管滴一滴碘液 将6支试管分成三组 每组各有一份淀粉液 和一份淀粉酶溶液 分别放在60 热水 100 沸水和0 冰水中5min 观察实验现象 a c b d 解析 探究温度对酶活性的影响的实验中 需要进行条件对照 即分别将反应置于在100 60 0 环境下进行 但是由于酶的催化效率很高 因此必须在实验前将试剂分别置于相关条件下 当淀粉液和淀粉酶溶液的温度都达到了相应温度的时候 再将淀粉液与淀粉酶溶液混合 探究不同温度对酶活性的影响 答案 d 1 酶的本质及其催化作用 1 酶的本质 是活细胞产生的一类生物催化剂 在相应的化学反应中 能降低反应所需的活化能 从而使反应迅速进行 既可以在细胞内发挥作用 也可以在细胞外发挥作用 大部分酶的化学本质是蛋白质 另外某些rna也具有生 物催化作用 酶所催化的反应需要在适宜的温度下进行 通常动物细胞内的酶最适温度在35 40 植物细胞内的酶最适温度稍高 通常在40 50 微生物细胞内的酶最适温度差别较大 因为多数酶的成分是蛋白质 因此当温度过高时 酶的结构将受到影响 酶活性丧失 而当环境温度过低时 酶的催化效率低 但酶的化学本质不发生变化 酶的催化作用也受ph值影响 a 过酸或过碱可以使酶的空间结构遭到破坏 使酶的活性 丧失 b 当ph值改变不剧烈时酶虽未变性 但活力受到影响 2 酶的催化作用 例1 2011年湛江二中高一期末 取经过编号的5支试管分别加入2ml0 5mol l过氧化氢溶液 进行如下实验 根据实 验内容 下列说法正确的是 a 说明酶具有高效性的是3号和4号实验b 1号和3号对照不能说明酶有专一性 氢酶 对过氧化氢不起催化作用 2号试管加入的物质是fe3 c 各组实验都不能体现酶的活性与温度之间的关系d 3号和5号对照可以说明酶的活性受ph的影响 名师点拨 过氧化氢在过氧化氢酶或fe3 的作用下都将分解产生水和氧气 1号试管加入的物质是唾液 其中没有过氧化 无机催化剂的催化效率较低 3号试管中的生土豆片中含较大量过氧化氢酶 催化效率较高 4号试管将土豆片煮熟 过氧化氢酶被完全破坏 5号试管加入了稀盐酸 过氧化氢酶被完全破坏 因此对比3号 5号试管 可以说明酶的活性受ph的影响 答案 d 变式训练1 双选 在证明酶的催化作用受温度影响的实验时 有学生取两支试管将淀粉溶液与唾液混合后 分别将试管放在冰水 沸水中5min 后分别加入3滴碘液 结果两支试管都变蓝 证明酶的催化作用需要适宜的温度 此实验的不足 之处是 a 酶与淀粉不能在设置各自温度之前接触b 缺少温度为37 的对照实验c 这两支试管都不应变蓝d 不能用碘液检验是否存在淀粉 解析 如果将淀粉溶液与唾液混合 淀粉将立即在酶的催化作用下水解 此时再分别将试管放在冰水 沸水中时 淀粉已经水解 实验结果误差较大 这两支试管可能都不变蓝 应该用碘液检验是否存在淀粉 证明酶的催化作用受温度影响的实验时 应该设计温度为37 的对照实验 答案 ab 2 酶与无机催化剂的比较 1 酶是生物催化剂 它具有无机催化剂的特点 能降低反应的活化能 改变所催化的反应的速度 酶本 身的化学性质不发生变化 不改变所催化反应的平衡点 2 酶也具有不同于无机催化剂的特点 催化效率高 是无机催化剂的107 1013倍 具有专一性和多样性 作用条件温和 容易受温度和酸碱性影响 例2 下列对酶的叙述中 正确的是 名师点拨 解答本题的关键是识记并理解酶的概念 从酶的来源看 酶是在活细胞内产生的 而无论是在细胞内 还是在细胞外都能起催化作用 从其功能来看 酶之所以作为催化剂是因为其能加速化学反应的速度而自身在反应前后数量和质量都不发生改变 从其化学本质上看 酶是有机物 多数是蛋白质 少数是rna a 酶的产生和催化都是在活细胞内b 酶都是蛋白质c 酶是一类有机物d 酶在反应前后的质和量可变 答案 c 变式训练2 人的血液中一个碳酸酐酶分子每分钟可催化 分解19000万个碳酸分子 这说明酶具有 b 专一性d 高效性 a 多样性c 可控性 答案 d 1 过氧化氢酶与fe3 都可以作为催化剂使过氧化氢分解成 3 比较过氧化氢在不同条件下的分解 为水和氧气 两个反应放出的氧气将以气泡形式逸出 可以通过助燃余烬的程度来比较 2 材料选择和处理 过氧化氢与动物肝脏都必须新鲜 因为过氧化氢不是很稳定 存放太久 将自行分解 新鲜的肝脏中的酶才具有活性 酶存在于细胞中 在使用时 必须将肝脏细胞破坏 使 酶释放出来 3 实验中的1号试管作为对照 注意遵循单一变量原则 4 4号试管加入肝脏研磨液后 将迅速产生大量气泡 漫至试管口 此时用点燃的卫生香实验时 要注意不要让香头触及气泡 以免导致香火熄灭 改进方法是 将研磨的肝脏提取液稀释后再作实验 5 所有试管释放的气泡总量相等 a 有利于过氧化氢酶的释放c 提高过氧化氢酶的活性 b 保护过氧化氢酶d 以上说法都不对 名师点拨 过氧化氢酶位于肝细胞内 实验中 把肝脏制成研磨液的目的是有利于过氧化氢酶的释放 和反应物接触 起到催化作用 脏制成研磨液的目的是 例3 在过氧化氢酶和fe3 的催化效率的实验中 把肝 答案 a 对于实验中的操作步骤和要求一定要明白为什么这样做 其目的是什么 这就是基本实验技能 也是考试的一个必考项目 变式训练3 为了认识酶作用的特性 以20 过氧化氢溶液为反应底物的一组实验结果如下表所示 通过分析实验结果 能够得出相应结论 在下列有关结论的描述中 从表中得 不到实验依据的一项是 a 从催化反应条件看 酶有温和性b 从催化活性看 酶变性后就失活c 从催化底物范围看 酶有专一性d 从催化反应效率看 酶有高效性 解析 选项a对应的实验依据应是方法3 鲜肝提取液在常温下催化过氧化氢分解产生很多氧气 形成多而大的气泡 选项b对应的实验依据应是方法4 煮沸后冷却的鲜肝提取液不起催化作用 说明酶已变性失活 选项d的对应实验依据是方法2和方法3的比较 常温下加入鲜肝提取液后 产生的 氧气泡极多而大 而加入fe3 产生的 氧气泡稍多而小 说明了酶的高效性 而题中供给的反应底物只有过氧化氢 无比较的底物 不能说明酶有专一性 答案 c 4 影响酶活性条件的探究 1 酶的选取 淀粉酶不适合做研究ph对酶活性的影响的实验 因为在 碱性条件下 碘与淀粉不进行反应 过氧化氢酶不适合做研究温度对酶活性影响的实验 因 为温度能影响过氧化氢分解反应的速度 2 实验原理 探究淀粉酶活性 可加碘液后看溶液是否变蓝来判断淀 粉是否水解 从而了解淀粉酶的活性 探究过氧化氢酶活性 可根据产生气泡的数量和速度来 判断酶的活性 3 变量的确定 自变量 温度或ph 因变量 酶的活性 4 变量的控制 温度 用冰块降温或水浴加热 用温度计随时测量 ph 可加入强酸或强碱 用ph试纸进行测量 5 对照组设置 应将温度或ph调到该酶最适温度或ph水 平 其他条件与实验组相同 6 实验组设置 探究ph对酶活性影响 实验组至少要设置两组 一组的ph明显高于对照组 一组的ph明显低于对照组 其他条件实验组和对照组均相同 探究温度对酶活性的影响 实验组至少要设置两组 一组温度明显高于对照组 一组温度明显低于对照组 其他条件实验组和对照组均相同 验证酶活性受温度和酸碱度影响时 要使试管及其内的相关试剂达到相应的条件 之后再让酶与反应物相遇 以保证酶是在实验条件的情况下进行 例4 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 下列关 于酶的叙述中 错误的是 名师点拨 酶的活性受环境条件影响 温度与ph值都能影响酶的活性 低温时酶的活性受影响 但酶的分子结构不会被破坏 温度过高时酶的分子结构将被破坏 酶永久失活 a 酶的活性与温度有关b 温度过高将破坏酶的结构c 酶的活性与ph值有关d 温度降低将破坏酶的结构 答案 d 变式训练4 胃液中的蛋白酶 进入小肠后 催化作用大 大降低 这是由于 解析 酶的催化作用受温度及酸碱度 ph 影响 胃蛋白酶的最适ph为1 5 胃液呈酸性 ph为1 8左右 而肠液呈弱碱性 ph约为7 6 ph的改变影响了胃蛋白酶的活性 a 酶发挥催化作用只有一次b 小肠内的温度高于胃内的温度c 小肠内的ph比胃内的ph高d 小肠内的ph比胃内的ph低 答案 c 分析表示酶特性的曲线1 表示酶高效性的曲线 图5 1 1 1 催化剂可加快化学反应速率 与无机催化剂相比 酶的 催化效率更高 2 酶只能缩短达到化学平衡所需的时间 但不改变化学反 应的平衡点 2 表示酶专一性的曲线 图5 1 2 1 在a反应物中加入酶a 反应速度较未加酶时明显加快 说明酶a催化底物a参加反应 2 在a反应物中加入酶b 反应速度和未加酶的相同 说 明酶b不催化底物a参加反应 3 表示影响酶活性变化的因素的曲线 1 ph 温度 图5 1 3