高中生物 第2章 第3节 第3课时 生物催化剂酶配套课件 北师大版必修1.ppt

第2章 理解教材新知 把握热点考向 知识点一 知识点二 考向一 考向二 应用创新演练 第3节 第3课时 考向三 考向四 1 细胞中所有的反应都是在酶的作用下进行的 酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物 其化学本质绝大多数是蛋白质 少数是rna 2 酶的催化作用具有高效性 专一性的特点 并且容易受到外界因素的影响 3 对于化学本质是蛋白质的酶 过高的温度 过高或过低的ph 都会破坏其分子结构而失去催化作用 低温能降低酶的催化效率 但酶的分子结构不被破坏 1 酶的化学本质 1 酶是活细胞产生的一类具有生物的有机物 2 绝大多数酶的化学本质是 催化作用 蛋白质 2 酶的特点 1 高效性 含义 酶的催化效率大约是的107 1013倍 意义 使细胞代谢进行 2 专一性 含义 每一种酶只能催化化学反应 意义 使细胞代谢地进行 3 作用条件的温和性 酶需要适宜的和等 无机催化剂 快速 一种或一类 有条不紊 温度 ph值 比较过氧化氢在不同条件下的分解 如下图所示 1 实验设计及现象分析 2 实验要点 点燃卫生香的时间一般为实验 加入试剂 后的2 3分钟 这一时间要因温度和试剂的新鲜程度而定 本实验成功的关键是实验用的肝脏要新鲜 肝脏如果不新鲜 肝细胞内的过氧化氢酶就会在腐生细菌的作用下分解而失去催化作用 过氧化氢就不会被分解 肝脏必须进行研磨 以便使过氧化氢酶释放出来 并增大了过氧化氢酶与试管中过氧化氢分子的接触面积 从而加速过氧化氢的分解 h2o2有腐蚀性 不要使其接触皮肤 如沾染上 应及时用清水冲洗 实验过程中要及时观察 过氧化氢经过氧化氢酶或fe3 催化后分解成水和氧气 氧气的多少可通过两个途径观察 一是观察产生的气泡的数量的多少 二是用无火焰带火星的卫生香燃烧的猛烈程度来鉴定 氧气多会使无火焰带火星的卫生香复燃猛烈 卫生香应放在试管内液面的上方 不要插入溶液中 以免卫生香因潮湿而熄灭 应保持滴管洁净 因为酶具有高效性 少量的酶带入fecl3溶液中就会干扰实验结果的准确性 增大实验误差 在对照实验中 除了要观察的变量外 其他变量都应当始终保持相同 3 实验中变量的控制 自变量 在实验过程中人为改变的变量 在本实验中为fe3 和过氧化氢酶 因变量 随自变量变化而变化的变量 在本实验中为o2的释放量 无关变量 除自变量外 实验过程中还存在的一些对实验结果造成影响的无关变量 如肝脏的新鲜程度等 对照原则 在对照实验中 除了自变量外 其他变量都应当保持一致 1 在比较过氧化氢酶和fe3 的催化效率实验中 滴入肝脏研磨液的试管内 气泡产生的情况和卫生香燃烧的情况分别是 a 产生的气泡多 燃烧得不猛烈b 产生的气泡多 燃烧得猛烈c 产生的气泡少 燃烧得不猛烈d 产生的气泡少 燃烧得猛烈答案 b 2 用纯唾液和用稀释10倍的唾液做唾液淀粉酶催化淀粉分解的实验 其效果完全相同 说明酶具有 a 催化性b 专一性c 高效性d 稳定性解析 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 催化性是酶的功能特征 在实验中 用纯唾液和用稀释10倍的唾液做实验 其效果完全相同 说明唾液淀粉酶的催化效率非常高 少量的酶即能达到催化的高效果 答案 c 3 半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖 但不能催化麦芽糖分解为葡萄糖 这表明 半乳糖苷酶的催化作用具有 a 高效性b 专一性c 稳定性d 多样性解析 一种酶只能催化一种或一类化学反应 具有专一性 答案 b 1 酶活性 1 概念 酶对化学反应的 2 影响因素 有机溶剂 离子 酶的激活剂和抑制剂等 催化效率 温度 ph 重金属 酶的浓度 2 温度和ph对酶活性的影响 1 最适温度和ph 酶所催化的化学反应一般是在比较的条件下进行的 在最适宜的温度和ph条件下 酶的活性 温度和ph偏高或偏低 酶活性都会明显 温和 最高 降低 2 空间结构与活性 过碱或 会使酶的遭到破坏 使酶永久失活 0 低温使酶活性明显降低 但酶的保持稳定 在适宜的温度下酶的活性可以 3 酶的应用 1 用酶医治一些恶疾顽症 用酶催化生产药物 2 诊断疾病 过酸 温度过高 空间结构 空间结构 升高 1 探究影响酶活性的条件 1 实验课题及变量分析 2 实验及分析 实验一 用淀粉酶探究温度对酶活性的影响 实验原理 唾液淀粉酶的最适温度为37 淀粉在淀粉酶的催化作用下分解为麦芽糖 淀粉遇碘液变蓝色 实验设计 实验二 用过氧化氢酶探究ph对酶活性的影响 实验原理 h2o2分解产生氧气和水 h2o2酶可加快h2o2的分解 在短时间内产生大量氧气 实验设计 取3支洁净试管编号1 3 按下面步骤操作 2 酶的作用受外界条件的影响 1 酶在常温 常压 生理ph等温和条件下 具有很高的催化效率 酶对化学反应的催化效率也称为酶的活性 2 在最适宜的温度和ph条件下 酶的活性最高 3 温度和ph偏高或偏低 酶的活性都会明显降低 关键一点 1 0 左右的低温虽然使酶的活性明显降低 但能使酶的空间结构保持稳定 在适宜的温度下酶的活性可以恢复 2 过酸 过碱或温度过高 会使酶的空间结构遭到破坏 使酶永久失活 3 影响酶作用的主要因素 1 浓度对酶促反应的影响 在底物足够 其他条件固定的条件下 酶促反应的速率与酶浓度成正相关 如图甲 2 底物浓度对酶促反应的影响 在底物浓度较低时 反应速率随底物浓度的增加而加快 当底物浓度很大且达到一定限度时 再增加底物浓度 反应速率也几乎不再改变 如图乙 3 ph对酶促反应的影响 在一定条件下 每一种酶在某一ph时的活性最大 这个ph称为这种酶的最适ph 在最适ph两侧的曲线基本是对称的 ph过高或过低会使酶丧失催化能力 如图丙 4 温度对酶促反应的影响 酶促反应在一定温度范围内其反应速率随温度的升高而加快 但当温度升高到一定限度时 酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而下降 如图丁 甚至使酶失活 4 将萝卜磨碎制得提取液 取少量分别加入到盛有ph为3 9的等量过氧化氢 h2o2 溶液的几个试管中 保持30 的温度 结果每个试管都产生气体 重复上述实验 只是提取液的添加量减半 两次实验过氧化氢含量的变化曲线如下图所示 请问 1 萝卜提取液中含有的物质是 2 为什么曲线a和b中 过氧化氢的含量最低点位于同一直线上 3 曲线a是第 次实验 理由是 4 如果把提取液进行加热处理 处理后进行第三次实验 结果是 这说明 解析 萝卜提取液中含有过氧化氢酶 能够将过氧化氢分解 酶的量和分解速率有关 酶的量越多 分解速率越快 答案 1 过氧化氢酶 2 ph为7时 过氧化氢酶的催化活性最大 h2o2分解最快 3 二过氧化氢酶数量减少一半 相同时间内h2o2被分解的数量也相应减少 4 不能反应酶是蛋白质 加热使其失活 从而丧失活性 例1 下图中的曲线是用过氧化氢作实验材料 根据有关实验结果绘制的 其中能说明酶具有高效性的是 解析 酶的高效性是相对于无机催化剂来讲的 所以必须是酶与无机催化剂催化同一种物质的化学反应作对照 并且催化剂只能改变化学反应速率不能改变反应的平衡点 答案 a 例2 2011 新课标全国卷 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 甲酶不可能是具有催化功能的rnac 乙酶的化学本质为蛋白质d 乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 解析 分析曲线可知 甲酶在蛋白酶的作用下 酶活性不改变 说明甲酶能够抗该种蛋白酶降解 其化学本质不是蛋白质 应是rna 乙酶在蛋白酶的作用下 酶活性降低 说明该种蛋白酶能改变其分子结构 所以乙酶的化学本质是蛋白质 答案 b 1 绝大多数酶在水解过程中 通常能得到多肽 最后能得到氨基酸 这说明 a 酶是由活细胞产生的b 酶是生物催化剂c 绝大多数酶的化学本质是蛋白质d 酶的基本组成单位是多肽 解析 绝大多数酶是蛋白质 而蛋白质水解后最终可得到氨基酸 图解如下 答案 c 例3 右图为某酶在不同温度下反应曲线和时间的关系 从图中不能获得的信息是 a 酶促反应有最适温度范围b 酶因热而失活c 酶促反应生成物的量与时间的关系d 酶促反应速率和酶量的关系 解析 酶的催化作用受温度 ph等因素影响 由图中曲线可看出温度在20 40 范围内时 生成物的量与时间成正相关 温度达到50 时 在一定时间内 生成物的量与时间成正相关增加 超过一定时间后不再增加 说明酶促反应不再进行 酶失去活性 温度在60 70 时 酶更易失去活性 由此可看出该酶的最适宜温度范围应在40 50 之间 在此图曲线中得不到的信息是酶促反应速率与酶量的关系 答案 d 2 下列是有关某种淀粉酶的实验 处理方式及结果如下表及图所示 根据结果判断 下列叙述正确的是 a 甲物质是淀粉酶抑制剂b 此种淀粉酶较适合在40 的环境下起作用c 此种淀粉酶在中性环境中的作用速率比碱性中的快d 此种淀粉酶在作用35分钟后便会失去活性 解析 由题图可知 同时加入物质甲 试管 试管 仍有反应 故不能确定物质甲为淀粉酶抑制剂 在40 时 反应较60 时的好 因此此种淀粉酶较适合在40 的环境下起作用 此种淀粉酶在中性环境中的作用活性比偏碱性环境中的小 且活性大 催化效率高 并不是指作用速度快 作用35分钟后试管 仍有反应 说明酶没有失去活性 只是活性下降 答案 b 例4 下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用的实验设计及结果 注 表示有 表示无 此行 的多少代表反应的程度 根据实验结果 以下结论正确的是 多选 a 蔗糖被水解b 淀粉在淀粉酶的作用下被水解c 淀粉酶活性在60 下比在40 下高d 淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性 解析 本题考查图表分析的能力 酶作为生物催化剂具有高效性 专一性的特点 由表中可知 淀粉在淀粉酶作用下被分解 而且在60 下比40 下反应程度高 说明淀粉酶活性在60 下比在40 下高 答案 bc 3 能说明酶不同于一般催化剂的催化特征之一是 a 酶是活细胞产生的 必须在活细胞中起作用b 酶有专一性 每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应c 酶具有高效性 所以酶的数量与反应速率没有关系d 酶的催化作用容易受到外界因素的影响 解析 酶一般是在活细胞中产生的 但只要条件适宜 在细胞内外都能起作用 如淀粉酶在消化道中 试管中都能催化淀粉水解 在一定范围内酶浓度越高 反应速率越快 酶的催化作用易受外界环境条件的影响 答案 b 1 探究酶的化学本质 2 验证酶具有催化作用 3 探究酶的最适温度和最适ph值 典例剖析下表是某小组探究 过氧化氢酶的活性是否受ph影响 的实验 请依据设计的实验操作步骤 回答下列问题 1 本实验的因变量是 可观测的指标是 2 上述操作步骤中存在明显的缺陷 请写出改进方案 在完成改进方案后 预期的实验结果及结论是 3 为了将此次多余的猪肝研磨液保留到下次使用 应对它进行 高温 冷藏 处理 原因是 4 如果用出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性 那么所需的时间越长 酶的活性越 解析 由实验目的可知 本实验的自变量为不同的ph 因变量是过氧化氢的分解速率 其可观测的指标为相同时间内试管中产生的气泡数量 本实验应该有蒸馏水对照 过酸 过碱等三组实验 并且应该是自变量处理在前进行 由于本实验是探究性实验 因此结果要分有 无影响这两种情况进行讨论 过氧化氢酶的本质是蛋白质 容易受到高温的影响 改变结构和功能 用出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性 那么所需的时间越长 酶的活性越低 答案 1 过氧化氢分解速率试管中产生的气泡