人教生物必修15.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課件

第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶新舊脈絡(luò)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．舉例說明酶在細(xì)胞代謝中的作用、本質(zhì)。(重點(diǎn))2．通過閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷探索和爭論中前進(jìn)的。3．闡述酶的特性。(重點(diǎn))4．學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)中的自變量、因變量、無關(guān)變量等。(難點(diǎn))核心概念細(xì)胞代謝酶活化能高效性專一性基礎(chǔ)知識細(xì)胞中

化學(xué)反應(yīng)

細(xì)胞生命活動(dòng)

水浴加熱

FeCl3溶液

過氧化氫酶

2mL過氧化氫溶液90℃水浴2滴肝臟研磨氣泡數(shù)量燃燒程度(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：________________________________________。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：________在常溫常壓下，可以高效地完成對化學(xué)反應(yīng)的________。4號試管產(chǎn)生的氣泡最多，衛(wèi)生香燃燒猛烈

酶

催化

人為改變氯化鐵溶液肝臟研磨液自變量過氧化氫分解速率實(shí)驗(yàn)結(jié)果知識貼士(1)一般實(shí)驗(yàn)中“驗(yàn)證××”“探究××”，其中“××”就是自變量。(2)自變量與因變量具有前因后果關(guān)系，實(shí)驗(yàn)的目的往往是探究或驗(yàn)證自變量對因變量的影響。(3)無關(guān)變量的判斷技巧：一是外界環(huán)境，如溫度、PH等；二是材料本身，比如本實(shí)驗(yàn)的肝臟研磨液的新鮮程度等。(2)對照實(shí)驗(yàn)①含義：除了一個(gè)因素以外，其余因素都保持________的實(shí)驗(yàn)。②分為：________和________。③1號試管在實(shí)驗(yàn)中的作用：________。說明在正常條件下3%H2O2不易分解，是比較穩(wěn)定的，從而說明正是由于加熱或催化劑的作用使它快速分解。不變

對照組

實(shí)驗(yàn)組

對照實(shí)驗(yàn)

二、酶的本質(zhì)和作用原理無機(jī)催化劑細(xì)胞代謝一種或一類細(xì)胞代謝最適溫度最高②溫度____________，酶活性降低。③溫度________，酶會(huì)失活。偏高或偏低

過高

(2)PH對酶活性的影響及曲線：①P表示酶促反應(yīng)的________，此時(shí)酶活性________。②PH_____________，酶活性降低。③PH_____________，酶會(huì)失活。最適pH

最高

偏高或偏低

過高或過低

1．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個(gè)反應(yīng)的底物。(

)2．酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸。(

)3．酶通過為反應(yīng)物供能和降低活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率。(

)4．酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的蛋白質(zhì)，酶的催化作用既可發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)，也可以發(fā)生在細(xì)胞外。(

)5．在測定胃蛋白酶活性時(shí)，將溶液的PH由10降到2的過程中，胃蛋白酶的活性將逐漸增強(qiáng)。(

)6．酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸。(

)√判斷題×××××7．高溫、低溫都可使酶活性降低，二者的作用實(shí)質(zhì)不同。(

)8．在做溫度影響酶的活性的實(shí)驗(yàn)中，若某兩支試管的反應(yīng)速率相同，在其他條件均相同的條件下，可判斷這兩支試管所處的環(huán)境溫度也一定是相同的。(

)9．如果以淀粉為底物，以淀粉酶為催化劑探究溫度影響酶活性的實(shí)驗(yàn)，則酶促反應(yīng)的速率既可以通過碘液檢測淀粉的分解速率，也可以通過斐林試劑檢測淀粉水解產(chǎn)物的生成速率。(

)10．每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。(

)√××√課內(nèi)探究1．酶的概念和作用知識點(diǎn)1酶的本質(zhì)和作用1．我們吃芹菜時(shí)，無論咀嚼多長時(shí)間，都感覺不到甜，而吃饅頭時(shí)，咀嚼時(shí)間長了就會(huì)有甜味，你知道是什么原因嗎？提示：芹菜中含大量纖維素，饅頭中主要成分為淀粉，人的唾液中含淀粉酶而不含纖維素酶，而酶具有專一性，淀粉酶可將淀粉分解為具有甜味的麥芽糖，卻不能將纖維素分解。2．酶是否只能在活細(xì)胞內(nèi)起作用？舉例說明。提示：不是，酶既可以在細(xì)胞內(nèi)起作用，也可以在細(xì)胞外起作用，如消化酶等。

(2019·山東省濰坊市期中)細(xì)胞代謝離不開酶。下列敘述正確的是(

)A．酶既可以作為催化劑，又可以作為反應(yīng)底物B．活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有活性C．酶通過為化學(xué)反應(yīng)提供能量發(fā)揮催化作用D．不同的活細(xì)胞中含有的酶完全不同A典例1[解析]

酶既可以作為催化劑，又可以作為反應(yīng)底物，例如，唾液淀粉酶作為催化劑，能夠催化淀粉水解成還原糖，唾液淀粉酶也可以作為反應(yīng)底物，被蛋白酶催化水解，A正確；若條件適宜，活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外也有活性，B錯(cuò)誤；酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能而發(fā)揮催化作用，C錯(cuò)誤；不同的活細(xì)胞中含有的酶不完全相同，D錯(cuò)誤?！疽?guī)律總結(jié)】

有關(guān)酶的四個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)酶并不都是蛋白質(zhì)，有的酶是RNA。(2)酶不僅在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，在細(xì)胞外和體外都可以發(fā)揮作用。(3)酶作用的實(shí)質(zhì)是降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能，不是提供能量。(4)酶并不是具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生，活細(xì)胞一般都能產(chǎn)生酶?！沧兪接?xùn)練1〕

(2019·北京市東城區(qū)期末)右圖表示的是某類酶作用的模型。有關(guān)敘述正確的是(

)A．酶只能在活細(xì)胞中發(fā)揮催化作用B．圖中模型可用來解釋酶的催化具有高效性C．圖中A表示酶，反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生變化D．如果C、D表示兩個(gè)單糖分子，則B表示麥芽糖分子C[解析]

酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，既可以在細(xì)胞內(nèi)也能在細(xì)胞外發(fā)揮作用，A錯(cuò)誤；圖中模型可用來解釋酶的催化具有專一性，B錯(cuò)誤；據(jù)圖分析，圖中A在化學(xué)反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)不變，表示酶，C正確；麥芽糖是由兩分子相同的葡萄糖組成的，D錯(cuò)誤。知識點(diǎn)2酶的特性及相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析(2)實(shí)例——“比較過氧化氫在不同條件下的分解”①步驟與結(jié)果分析：(2)實(shí)例——探究不同溫度對酶活性的影響1試管1′試管2試管2′試管3試管3′試管實(shí)驗(yàn)步驟12mL淀粉溶液2mL唾液淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL唾液淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL唾液淀粉酶溶液2在冰水中水浴5min在37℃水中水浴5min在沸水中水浴5min31與1′試管混合搖勻2與2′試管混合搖勻3與3′試管混合搖勻4冰水中水浴數(shù)分鐘37℃水浴數(shù)分鐘沸水中水浴數(shù)分鐘5取出試管，分別滴加2滴碘液搖勻，觀察現(xiàn)象知識貼士有關(guān)酶實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的兩點(diǎn)提醒(1)探究不同溫度對酶活性的影響時(shí)，在加入酶之前，應(yīng)將底物在各自溫度下處理至少5分鐘，確保試管內(nèi)外溫度一致。(2)探究不同PH對酶活性的影響時(shí)，可將過氧化氫酶和H2O2溶液分別調(diào)至同一PH，再混合，以保證反應(yīng)一開始便達(dá)到預(yù)設(shè)PH。1．人體口腔內(nèi)的唾液淀粉酶進(jìn)入胃之后還能繼續(xù)發(fā)揮作用嗎？為什么？提示：不能。因?yàn)槲竷?nèi)PH很低，導(dǎo)致唾液淀粉酶失活。2．在最適的PH或溫度下酶促反應(yīng)一定能進(jìn)行嗎？提示：不一定。例如在最適PH條件下，將溫度調(diào)至100℃，那么即使在最適PH時(shí)，多數(shù)酶也會(huì)喪失活性，反應(yīng)不能進(jìn)行。3．持續(xù)發(fā)燒不退有時(shí)會(huì)危及人的生命，你知道其中的原因嗎？提示：酶的影響因素發(fā)生很小的變化時(shí)，酶活性就會(huì)發(fā)生很大的改變。人體中酶的最適溫度一般為37℃，當(dāng)人體體溫高于或低于這個(gè)溫度時(shí)，機(jī)體中酶活性就會(huì)大大降低，細(xì)胞內(nèi)的各種生物化學(xué)反應(yīng)就不能正常進(jìn)行了。

(2019·江蘇省徐州市高一)在右圖所示的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．本實(shí)驗(yàn)要注意控制環(huán)境溫度B．本實(shí)驗(yàn)的自變量是催化劑的種類C．本實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明酶的催化具有專一性D．兩試管的氣泡生成的速率不同C典例2[解析]

本實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證酶的高效性的實(shí)驗(yàn)，自變量是催化劑的種類，溫度是無關(guān)變量，且過氧化氫的分解受溫度的影響很大，因此要注意控制環(huán)境溫度，A、B正確；本實(shí)驗(yàn)用酶與無機(jī)催化劑對照，說明了酶的催化作用具有高效性，C錯(cuò)誤；由于酶具有高效性，因此在其他條件都相同的條件下，加入過氧化氫酶的試管內(nèi)的氣泡生成速率明顯大于加入氯化鐵的試管，D正確?！疽?guī)律總結(jié)】

有關(guān)影響酶促反應(yīng)速率的因素的三點(diǎn)提醒(1)酶催化反應(yīng)時(shí)，最適溫度和最適PH不會(huì)相互影響。(2)酶量的增加會(huì)提高酶促反應(yīng)的速率，但不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)；適當(dāng)增加反應(yīng)物濃度，既改變了反應(yīng)速率，也改變了反應(yīng)的進(jìn)程。(3)不同因素影響酶促反應(yīng)的速率的本質(zhì)不同。①溫度和PH是通過影響酶的活性而影響酶促反應(yīng)速率的。②底物濃度和酶濃度是通過影響酶與底物的接觸而影響酶促反應(yīng)速率，并不影響酶的活性?！沧兪接?xùn)練2〕

(2019·山東省德州市高一)為探究酶的某種特性，現(xiàn)用可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液(兩者都是非還原糖)以及淀粉酶溶液、斐林試劑等材料進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是(

)A．實(shí)驗(yàn)的自變量是淀粉酶溶液B．實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量有溫度、PH等C．實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢測可用碘液代替斐林試劑 D．實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄棵傅母咝圆僮鞑襟E操作項(xiàng)目試管12①注入可溶性淀粉溶液2mL/②注入蔗糖溶液/2mL③注入淀粉酶溶液2mL2mLB[解析]

據(jù)表格內(nèi)容可知，本實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)試管中所用的酶是相同的，而底物不同，因此該實(shí)驗(yàn)是探究酶的專一性，自變量是底物的種類即淀粉溶液與蔗糖溶液，A、D錯(cuò)誤；據(jù)A的分析可知，該實(shí)驗(yàn)的目的是探究酶的專一性，因此實(shí)驗(yàn)的自變量是底物的種類，因變量是反應(yīng)產(chǎn)物是否與斐林試劑反應(yīng)出現(xiàn)磚紅色沉淀，其它變量包括溫度、PH、溶液的體積等都屬于無關(guān)變量，B正確；碘液與蔗糖及蔗糖水解后的產(chǎn)物都不發(fā)生反應(yīng)，用碘液無法檢測蔗糖是否被水解，因此不能用碘液代替斐林試劑，C錯(cuò)誤。指點(diǎn)迷津與酶有關(guān)的曲線解讀1．酶高效性的曲線(如圖中甲)(1)催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。(2)酶只能縮短達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡點(diǎn)所需的時(shí)間，不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。(3)酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。2．酶專一性的曲線(如圖中乙)(1)在A反應(yīng)物中加入酶A，反應(yīng)速率較未加酶時(shí)明顯加快，說明酶A催化A反應(yīng)物參加的反應(yīng)。(2)在A反應(yīng)物中加入酶B，反應(yīng)速率和未加酶時(shí)相同，說明酶B不催化A反應(yīng)物參加的反應(yīng)。

圖甲是過氧化氫酶活性(V)受PH影響的曲線，圖乙表示在最適溫度下，PH＝B時(shí)過氧化氫分解產(chǎn)生的O2量隨時(shí)間(T)的變化。若該酶促反應(yīng)過程中改變某一初始條件，以下改變正確的是(

)A．PH＝A時(shí)，E點(diǎn)下移，D點(diǎn)左移B．適當(dāng)降低溫度，E點(diǎn)不移，D點(diǎn)右移C．PH＝C時(shí)，E點(diǎn)為0D．過氧化氫量增加，E點(diǎn)不移，D點(diǎn)左移B典例3[解析]

PH由B→A時(shí)，酶的活性降低，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，到達(dá)化學(xué)反應(yīng)平衡所需的時(shí)間延長，但PH改變不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，故E點(diǎn)不移，D點(diǎn)右移，A項(xiàng)錯(cuò)誤；圖乙是在最適溫度下繪制的，若溫度降低，則酶活性降低，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，到達(dá)化學(xué)反應(yīng)平衡所需的時(shí)間延長，但溫度降低不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，故D點(diǎn)右移，E點(diǎn)不移，B項(xiàng)正確；PH＝C時(shí)，過堿條件破壞酶的空間結(jié)構(gòu)使酶失活、不能催化過氧化氫水解，但過氧化氫在常溫下也能分解，所以E點(diǎn)不為0，C項(xiàng)錯(cuò)誤；過氧化氫量增加時(shí)，達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡所需時(shí)間延長，且化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)升高，即E點(diǎn)上移，D點(diǎn)右移，D項(xiàng)錯(cuò)誤。【解題探究】

(1)酶促反應(yīng)的結(jié)果是改變了達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡所需的________，即改變了________，但不影響反應(yīng)的平衡點(diǎn)，即不影響________的量。(2)最適條件下改變影響酶活性的因素，會(huì)導(dǎo)致達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡所需的時(shí)間________，但不影響反應(yīng)的平衡點(diǎn)?！净?dòng)探究】

(1)若圖乙曲線為PH＝A條件下繪制，當(dāng)PH＝B時(shí)，D點(diǎn)和E點(diǎn)如何移動(dòng)？提示：PH升高，酶活性增強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，達(dá)到反應(yīng)平衡的時(shí)間縮短，但不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，故D點(diǎn)左移、E點(diǎn)不移。時(shí)間反應(yīng)速率生成物延長(2)若增加酶的濃度，圖乙曲線中D點(diǎn)和E點(diǎn)如何移動(dòng)？提示：增加酶的濃度，反應(yīng)速率加快，但不影響化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，故D點(diǎn)左移、E點(diǎn)不移?！疽?guī)律方法】分析影響酶促反應(yīng)速率因素的曲線圖的一般方法(1)識標(biāo)：理解圖中縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)的含義，一般橫坐標(biāo)表示溫度、PH、反應(yīng)時(shí)間等，縱坐標(biāo)表示反應(yīng)速率等。(2)明點(diǎn)：分析圖中起止點(diǎn)和最高點(diǎn)的含義，一般起點(diǎn)為零，最高點(diǎn)表示最適溫度或PH，酶的活性最大，止點(diǎn)表示酶的活性為零或生成物的量最大。(3)析圖：根據(jù)相關(guān)原理判斷曲線的變化情況，具體看曲線是上升還是下降，從而確定酶促反應(yīng)速率的變化趨勢。

(2019·河南省三門峽市高一)將某種酶運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)前，需測定使用該酶的最佳溫度范圍。下圖中的曲線①表示在各種溫度下該酶活性相對于最高酶活性的百分比。將該酶在不同溫度下保溫足夠長的時(shí)間，