2013年人教版生物必修1全冊(cè)精品課件 第五章 第1節(jié).ppt

1、第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用,第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用,第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶,學(xué)習(xí)導(dǎo)航 重、難點(diǎn) 1.通過對(duì)照實(shí)驗(yàn), 掌握酶催化代謝反應(yīng)的實(shí)質(zhì)及特征. 2通過實(shí)驗(yàn)探究, 學(xué)會(huì)控制實(shí)驗(yàn)變量及設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn). 3閱讀資料分析, 闡述酶的本質(zhì).,一、酶在細(xì)胞代謝中的作用 1細(xì)胞代謝 (1)場(chǎng)所: 細(xì)胞中. (2)實(shí)質(zhì): 各種_的總稱. (3)意義: 細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ).,化學(xué)反應(yīng),2比較過氧化氫在不同條件下的分解 (1)實(shí)驗(yàn)原理 2H2O2=2H2OO2 水浴加熱、FeCl3溶液中的_以及肝臟研磨液中的_均可影響H2O2分解為H2O和O2的速率.,Fe3,過氧化氫酶,(2)實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象記錄,

2、FeCl3,肝臟研磨液,(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論 酶在常溫常壓下, 可以高效地完成對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化. (4)實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)變量,FeCl3溶液,肝臟研磨液,自變量,(5)對(duì)照實(shí)驗(yàn) 含義: 除了一個(gè)因素以外, 其余因素都保持_的實(shí)驗(yàn). 原則: 除了要觀察的變量外, 其他變量都應(yīng)當(dāng)始終保持相同. 3酶的作用原理 (1)活化能: 分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的_所需要的能量.,不變,活躍狀態(tài),(2)原理: 同無機(jī)催化劑相比, 酶_的作用更顯著, 因而催化效率更高. (3)意義: 使細(xì)胞代謝能在_條件下快速進(jìn)行.,降低活化能,溫和,判一判 (1)加熱、無機(jī)催化劑和酶都能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能. () (2)無關(guān)

3、變量是對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有關(guān)系的變量. () (3)過氧化氫在不同條件下分解實(shí)驗(yàn)中的因變量是產(chǎn)生氧氣的總量. () (4)酶只能在細(xì)胞內(nèi)起催化作用. ( ),二、酶的高效性和專一性,無機(jī)催化劑,一種或一類,想一想 唾液淀粉酶能夠催化淀粉分解, 但是不能催化蔗糖分解, 這說明了什么？ 【提示】 酶具有專一性.,三、酶的作用條件較溫和 1酶活性 (1)概念: 酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的_. (2)主要影響因素: _、pH 2溫度和pH對(duì)酶活性的影響,催化效率,溫度,偏高或偏低,過高,要點(diǎn)一酶的本質(zhì)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 1酶的本質(zhì)及生理功能,2.酶化學(xué)本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 (1)證明某種酶是蛋白質(zhì) 實(shí)驗(yàn)組: 待測(cè)酶液雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫

4、色反應(yīng). 對(duì)照組: 已知蛋白液雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色反應(yīng). (2)證明某種酶是RNA,實(shí)驗(yàn)組: 待測(cè)酶液吡羅紅染液是否呈現(xiàn)紅色. 對(duì)照組: 已知RNA溶液吡羅紅染液出現(xiàn)紅色. 特別提醒酶的化學(xué)本質(zhì)還可利用酶的專一性原理進(jìn)行證明, 其方法是將某一待測(cè)酶分別用蛋白酶和核糖核酸酶進(jìn)行處理, 然后觀察該待測(cè)酶是否還具有催化作用.,(2012銀川市實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一檢測(cè))生物體的活細(xì)胞能產(chǎn)生酶, 下列關(guān)于酶的說法錯(cuò)誤的是() A酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的 B酶都是在核糖體上合成的 C酶是具有催化作用的有機(jī)物 D酶的催化效率比無機(jī)催化劑高,【解析】本題主要考查酶的概念及本質(zhì), 分析如下: 【答案】B,變式訓(xùn)練 下列有關(guān)酶的敘

5、述中, 錯(cuò)誤的是() A所有酶都含有C、H、O、N四種元素 B酶不一定只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用 C植物細(xì)胞的最外層結(jié)構(gòu)可以被蛋白酶分解掉 D人體內(nèi)的酶也在不斷地更新,解析: 選C. 大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)(元素組成均有C、H、O、N), 少數(shù)酶是RNA(元素組成為C、H、O、N、P). 酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的, 在細(xì)胞內(nèi)、外都可發(fā)揮作用. 酶是生物活性物質(zhì), 會(huì)不斷地變性失活, 必須不斷地更新. 植物細(xì)胞的最外層是細(xì)胞壁, 其組成成分為纖維素和果膠, 只能用纖維素酶和果膠酶將其分解掉, 蛋白酶對(duì)其不起作用.,要點(diǎn)二與酶有關(guān)的曲線解讀,下面的三個(gè)圖是某研究小組圍繞探究H2O2分解條件而獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果. 試回答下

6、列有關(guān)問題:,(1)圖一、二、三所代表的實(shí)驗(yàn)中, 實(shí)驗(yàn)自變量依次為_、_、_. (2)根據(jù)圖一可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_. (3)圖二曲線bc段產(chǎn)生的最可能原因是_. (4)根據(jù)你的理解, 圖三曲線縱坐標(biāo)最可能代表_.,關(guān)鍵點(diǎn) 【思路點(diǎn)撥】 解答本題時(shí)應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手分析: 明確酶所具有的特性及對(duì)反應(yīng)速率的影響. 明確酶活性與溫度變化之間的關(guān)系. 理解曲線分析的相關(guān)方法.,【解析】本題考查了與酶相關(guān)的曲線分析. (1)圖一中兩條曲線中一組加入過氧化氫酶, 另一組加入Fe3, 所以自變量為催化劑的種類, 圖二、三中只有一條曲線, 則橫坐標(biāo)即為自變量. (2)圖一中兩條曲線對(duì)比, 加過氧化氫酶的反

7、應(yīng)速率快, 而并未改變平衡點(diǎn),說明酶具有高效性. (3)圖二中bc段反應(yīng)速率不再變化, 而H2O2是過量的, 因此酶數(shù)量(濃度)是限制因素. (4)圖三中橫坐標(biāo)為溫度, 而曲線的走勢(shì)和酶活性與溫度的曲線走勢(shì)剛好相反, 所以縱坐標(biāo)應(yīng)表示反應(yīng)物剩余的多少.,【答案】 (1)催化劑種類H2O2濃度溫度 (2)酶的催化作用具有高效性 (3)反應(yīng)受過氧化氫酶數(shù)量(濃度)的限制 (4)溶液中H2O2的剩余量,互動(dòng)探究 若上述題目中圖二的橫坐標(biāo)H2O2濃度換成H2O2酶濃度, 且底物足量, 則圖二曲線如何繪制？,【提示】底物濃度足量時(shí), O2產(chǎn)生速率與H2O2酶濃度是成正比關(guān)系, 圖二曲線如圖:,【探規(guī)尋律

8、】 有關(guān)曲線分析的方法步驟: 第一步: 明確橫縱坐標(biāo)的含義, 一般情況下橫坐標(biāo)為自變量, 縱坐標(biāo)為因變量, 分析兩坐標(biāo)間的關(guān)系. 第二步: 分析曲線中的起點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn).,第三步: 坐標(biāo)系中有多條曲線時(shí), 應(yīng)從兩方面進(jìn)行分析: 當(dāng)橫坐標(biāo)相同時(shí), 對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)兩者之間的關(guān)系. 當(dāng)縱坐標(biāo)相同時(shí), 對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)兩者之間的關(guān)系, 如大小等.,要點(diǎn)三探究影響酶活性的條件 1設(shè)計(jì)思路,2變量分析 自變量: 溫度(tn)或pH(pHn); 因變量: 底物分解速率(現(xiàn)存量)或產(chǎn)物形成速率(產(chǎn)物生成量); 無關(guān)變量: 底物濃度及體積、酶濃度及體積、pH(或溫度).,3步驟設(shè)計(jì):,4實(shí)例: 溫度和pH對(duì)酶活性的影響

9、實(shí)驗(yàn)原理: (1)溫度對(duì)酶活性的影響 溫度影響酶的活性, 從而影響淀粉的水 解. 滴加碘液后, 根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來判斷酶的活性.,特別提醒 設(shè)計(jì)溫度或pH對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)時(shí), 應(yīng)使反應(yīng)一開始便達(dá)到預(yù)設(shè)溫度或pH, 首先將底物、酶液分別處理到各自預(yù)設(shè)的溫度或pH條件下, 然后將相應(yīng)底物與相應(yīng)的酶混勻.,下面是某同學(xué)設(shè)計(jì)的探究溫度是否影響酶的活性的實(shí)驗(yàn). (一)實(shí)驗(yàn)假設(shè): 溫度會(huì)影響酶的活性. (二)材料用具: 小 燒杯、 試管、淀粉、 碘 液、水浴鍋、冰箱、蒸餾水、清水. (三)實(shí)驗(yàn)步驟: 用淀粉和蒸餾水, 在燒杯中制備多于 6 mL的可溶性淀粉溶液;,取唾液若干, 并用蒸餾水適當(dāng)

10、稀釋后備 用; 取3支試管, 分別編為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào), 各加入2 mL可溶性淀粉溶液; 將1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)試管分別放入37 的 溫水、沸水、冰塊的環(huán)境中10 min(水浴鍋 內(nèi)加清水, 然后加熱到需要的溫度; 冰塊可 用清水放于冰箱中制備);,_; _. (1)請(qǐng)?jiān)谏厦娴目瞻滋? 補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)步驟. (2)此實(shí)驗(yàn)中除自變量和因變量外, 還需要考慮_等因素. (3)步驟與步驟能否調(diào)換順序？請(qǐng)說明理由. _.,(4)1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)3支試管加入的淀粉溶 液、唾液及保溫時(shí)間均相同, 這是為了_, 以便得出科學(xué)結(jié)論. 該同學(xué)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中, _起對(duì)照實(shí)驗(yàn)的作用. (5)在此實(shí)驗(yàn)中, 因變量通常用碘液檢測(cè)

11、, 碘液檢測(cè)的是底物還是產(chǎn)物？_.,該實(shí)驗(yàn)中一般不用斐林試劑檢測(cè), 因?yàn)殪沉衷噭┑臋z測(cè)需要_條件, 這將干擾實(shí)驗(yàn)的自變量, 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響. 【解析】本實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度, 因變量是酶的活性, 無關(guān)變量是pH、淀粉的含 量、酶的濃度、保溫時(shí)間等. 實(shí)驗(yàn)的檢測(cè) 指標(biāo)是淀粉是否完全水解.,對(duì)于溫度的設(shè)置可以是一定梯度的溫度, 也可以是低溫、適宜溫度、高溫. 實(shí)驗(yàn)步驟可以從“分組編號(hào)、實(shí)驗(yàn)處理和結(jié)果觀察”三個(gè)方面進(jìn)行表述. 步驟與步驟不能調(diào)換順序, 因?yàn)槊妇哂懈咝? 當(dāng)酶與淀粉接觸時(shí)會(huì)催化淀粉分解, 影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察.,在實(shí)驗(yàn)過程中, 除自變量外, 無關(guān)變量要相同, 以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由單一變

12、量(溫度的不同)所引起的. 該實(shí)驗(yàn)中1號(hào)試管(即37溫水的試管)的結(jié)果是已知的, 故為對(duì)照組, 2號(hào)(高溫)和3號(hào)(低溫)試管屬于實(shí)驗(yàn)組. 【答案】(1)向3支試管中分別加入等量的(1mL)經(jīng)稀釋的唾液, 搖勻后放置5 min,向3支試管中各加入1滴碘液, 觀察溶液顏色變化 (2)淀粉溶液的濃度和數(shù)量、pH、酶的濃 度、保溫時(shí)間、實(shí)驗(yàn)操作順序 (3)不能. 因?yàn)檎{(diào)換順序后, 2號(hào)與3號(hào)試管中的淀粉也會(huì)被分解 (4)避免因淀粉溶液、唾液和保溫時(shí)間的不同給實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成誤差,確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不同是由于溫度的差異引起的溫水的試管(或1號(hào)試管) (5)底物水浴加熱 【探規(guī)尋律】 設(shè)計(jì)與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)的一般步

13、驟: 分組編號(hào)不同處理平衡無關(guān)變量觀察現(xiàn)象分析結(jié)果得出結(jié)論.,對(duì)酶促反應(yīng)的曲線模糊 如圖表示人體內(nèi)某種酶促反應(yīng)速率受溫度和pH的影響情況, 下列解釋不正確的是(),A在a點(diǎn), 將酶的濃度增大一倍, 反應(yīng)速率可能增大 B在b點(diǎn), 將酶的濃度增大一倍, 反應(yīng)速率不可能增大 C在c點(diǎn), 將酶的濃度增大一倍, 反應(yīng)速率可能增大 D該圖不能反映唾液淀粉酶催化能力的變化特征,【錯(cuò)因分析】錯(cuò)選C項(xiàng). 【錯(cuò)因分析】錯(cuò)選的原因主要是: 不能正確分析有關(guān)酶促反應(yīng)的曲線圖. 看到圖中c點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)速率已經(jīng)達(dá)到最大, 因此認(rèn)為再增加酶濃度, 不會(huì)提高反應(yīng)速率, 這種情況只發(fā)生在反應(yīng)底物一定的條件下, 但在反應(yīng)底物充足的

14、條件下, 增大酶濃度, 還可以提高反應(yīng)速率.,【正確解答】選B. 此圖可以反映溫度和pH對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響, 但是影響反應(yīng)速率的因素, 不僅包括溫度和pH, 還有酶濃度等. 在反應(yīng)底物充足的條件下, 增大酶濃度, 可以提高反應(yīng)速率, 所以A、C正確, B項(xiàng)錯(cuò)誤. 題圖顯示, 該酶的最適pH為2左右, 因此這種酶可能是胃蛋白酶, 而不會(huì)是唾液淀粉酶, D項(xiàng)正確.,對(duì)“活化能”理解不透徹 下列各圖中, 表示有酶催化的反應(yīng)曲線, 表示沒有酶催化的反應(yīng)曲線, E表示酶降低的活化能. 正確的圖解是( ),【正確解答】選C. 酶催化作用的實(shí)質(zhì)是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能. 所謂活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量. 與無機(jī)催化劑相比, 酶的催化作用更強(qiáng). 從圖像可知: 沒有酶催化時(shí)反應(yīng)所需的能量多, 有酶催化時(shí)所需的能量少, 兩者之間的差值就是酶所降低 的能量.,【糾錯(cuò)總結(jié)】酶與一般催化劑的比較 (1)相同點(diǎn) 改變化學(xué)反應(yīng)速率, 本身不