人教生物必修15.1降低化学反应活化能的酶课件

第1节降低化学反应活化能的酶新旧脉络学习目标1．举例说明酶在细胞代谢中的作用、本质。(重点)2．通过阅读分析“关于酶本质的探索”资料，认同科学是在不断探索和争论中前进的。3．阐述酶的特性。(重点)4．学会分析实验中的自变量、因变量、无关变量等。(难点)核心概念细胞代谢酶活化能高效性专一性基础知识细胞中

化学反应

细胞生命活动

水浴加热

FeCl3溶液

过氧化氢酶

2mL过氧化氢溶液90℃水浴2滴肝脏研磨气泡数量燃烧程度(3)实验结果：________________________________________。(4)实验结论：________在常温常压下，可以高效地完成对化学反应的________。4号试管产生的气泡最多，卫生香燃烧猛烈

酶

催化

人为改变氯化铁溶液肝脏研磨液自变量过氧化氢分解速率实验结果知识贴士(1)一般实验中“验证××”“探究××”，其中“××”就是自变量。(2)自变量与因变量具有前因后果关系，实验的目的往往是探究或验证自变量对因变量的影响。(3)无关变量的判断技巧：一是外界环境，如温度、PH等；二是材料本身，比如本实验的肝脏研磨液的新鲜程度等。(2)对照实验①含义：除了一个因素以外，其余因素都保持________的实验。②分为：________和________。③1号试管在实验中的作用：________。说明在正常条件下3%H2O2不易分解，是比较稳定的，从而说明正是由于加热或催化剂的作用使它快速分解。不变

对照组

实验组

对照实验

二、酶的本质和作用原理无机催化剂细胞代谢一种或一类细胞代谢最适温度最高②温度____________，酶活性降低。③温度________，酶会失活。偏高或偏低

过高

(2)PH对酶活性的影响及曲线：①P表示酶促反应的________，此时酶活性________。②PH_____________，酶活性降低。③PH_____________，酶会失活。最适pH

最高

偏高或偏低

过高或过低

1．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。(

)2．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。(

)3．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。(

)4．酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用既可发生在细胞内，也可以发生在细胞外。(

)5．在测定胃蛋白酶活性时，将溶液的PH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将逐渐增强。(

)6．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。(

)√判断题×××××7．高温、低温都可使酶活性降低，二者的作用实质不同。(

)8．在做温度影响酶的活性的实验中，若某两支试管的反应速率相同，在其他条件均相同的条件下，可判断这两支试管所处的环境温度也一定是相同的。(

)9．如果以淀粉为底物，以淀粉酶为催化剂探究温度影响酶活性的实验，则酶促反应的速率既可以通过碘液检测淀粉的分解速率，也可以通过斐林试剂检测淀粉水解产物的生成速率。(

)10．每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(

)√××√课内探究1．酶的概念和作用知识点1酶的本质和作用1．我们吃芹菜时，无论咀嚼多长时间，都感觉不到甜，而吃馒头时，咀嚼时间长了就会有甜味，你知道是什么原因吗？提示：芹菜中含大量纤维素，馒头中主要成分为淀粉，人的唾液中含淀粉酶而不含纤维素酶，而酶具有专一性，淀粉酶可将淀粉分解为具有甜味的麦芽糖，却不能将纤维素分解。2．酶是否只能在活细胞内起作用？举例说明。提示：不是，酶既可以在细胞内起作用，也可以在细胞外起作用，如消化酶等。

(2019·山东省潍坊市期中)细胞代谢离不开酶。下列叙述正确的是(

)A．酶既可以作为催化剂，又可以作为反应底物B．活细胞产生的酶在生物体外没有活性C．酶通过为化学反应提供能量发挥催化作用D．不同的活细胞中含有的酶完全不同A典例1[解析]

酶既可以作为催化剂，又可以作为反应底物，例如，唾液淀粉酶作为催化剂，能够催化淀粉水解成还原糖，唾液淀粉酶也可以作为反应底物，被蛋白酶催化水解，A正确；若条件适宜，活细胞产生的酶在生物体外也有活性，B错误；酶通过降低化学反应的活化能而发挥催化作用，C错误；不同的活细胞中含有的酶不完全相同，D错误。【规律总结】

有关酶的四个易错点(1)酶并不都是蛋白质，有的酶是RNA。(2)酶不仅在细胞内发挥作用，在细胞外和体外都可以发挥作用。(3)酶作用的实质是降低了化学反应的活化能，不是提供能量。(4)酶并不是具有分泌功能的细胞才能产生，活细胞一般都能产生酶。〔变式训练1〕

(2019·北京市东城区期末)右图表示的是某类酶作用的模型。有关叙述正确的是(

)A．酶只能在活细胞中发挥催化作用B．图中模型可用来解释酶的催化具有高效性C．图中A表示酶，反应前后化学性质不发生变化D．如果C、D表示两个单糖分子，则B表示麦芽糖分子C[解析]

酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，既可以在细胞内也能在细胞外发挥作用，A错误；图中模型可用来解释酶的催化具有专一性，B错误；据图分析，图中A在化学反应前后化学性质不变，表示酶，C正确；麦芽糖是由两分子相同的葡萄糖组成的，D错误。知识点2酶的特性及相关实验分析(2)实例——“比较过氧化氢在不同条件下的分解”①步骤与结果分析：(2)实例——探究不同温度对酶活性的影响1试管1′试管2试管2′试管3试管3′试管实验步骤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与1′试管混合摇匀2与2′试管混合摇匀3与3′试管混合摇匀4冰水中水浴数分钟37℃水浴数分钟沸水中水浴数分钟5取出试管，分别滴加2滴碘液摇匀，观察现象知识贴士有关酶实验设计的两点提醒(1)探究不同温度对酶活性的影响时，在加入酶之前，应将底物在各自温度下处理至少5分钟，确保试管内外温度一致。(2)探究不同PH对酶活性的影响时，可将过氧化氢酶和H2O2溶液分别调至同一PH，再混合，以保证反应一开始便达到预设PH。1．人体口腔内的唾液淀粉酶进入胃之后还能继续发挥作用吗？为什么？提示：不能。因为胃内PH很低，导致唾液淀粉酶失活。2．在最适的PH或温度下酶促反应一定能进行吗？提示：不一定。例如在最适PH条件下，将温度调至100℃，那么即使在最适PH时，多数酶也会丧失活性，反应不能进行。3．持续发烧不退有时会危及人的生命，你知道其中的原因吗？提示：酶的影响因素发生很小的变化时，酶活性就会发生很大的改变。人体中酶的最适温度一般为37℃，当人体体温高于或低于这个温度时，机体中酶活性就会大大降低，细胞内的各种生物化学反应就不能正常进行了。

(2019·江苏省徐州市高一)在右图所示的实验中，下列叙述错误的是(

)A．本实验要注意控制环境温度B．本实验的自变量是催化剂的种类C．本实验能说明酶的催化具有专一性D．两试管的气泡生成的速率不同C典例2[解析]

本实验是验证酶的高效性的实验，自变量是催化剂的种类，温度是无关变量，且过氧化氢的分解受温度的影响很大，因此要注意控制环境温度，A、B正确；本实验用酶与无机催化剂对照，说明了酶的催化作用具有高效性，C错误；由于酶具有高效性，因此在其他条件都相同的条件下，加入过氧化氢酶的试管内的气泡生成速率明显大于加入氯化铁的试管，D正确。【规律总结】

有关影响酶促反应速率的因素的三点提醒(1)酶催化反应时，最适温度和最适PH不会相互影响。(2)酶量的增加会提高酶促反应的速率，但不会改变化学反应的平衡点；适当增加反应物浓度，既改变了反应速率，也改变了反应的进程。(3)不同因素影响酶促反应的速率的本质不同。①温度和PH是通过影响酶的活性而影响酶促反应速率的。②底物浓度和酶浓度是通过影响酶与底物的接触而影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。〔变式训练2〕

(2019·山东省德州市高一)为探究酶的某种特性，现用可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液(两者都是非还原糖)以及淀粉酶溶液、斐林试剂等材料进行了如下实验，下列叙述正确的是(

)A．实验的自变量是淀粉酶溶液B．实验的无关变量有温度、PH等C．实验结果的检测可用碘液代替斐林试剂 D．实验目的是探究酶的高效性操作步骤操作项目试管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]

据表格内容可知，本实验的两个试管中所用的酶是相同的，而底物不同，因此该实验是探究酶的专一性，自变量是底物的种类即淀粉溶液与蔗糖溶液，A、D错误；据A的分析可知，该实验的目的是探究酶的专一性，因此实验的自变量是底物的种类，因变量是反应产物是否与斐林试剂反应出现砖红色沉淀，其它变量包括温度、PH、溶液的体积等都属于无关变量，B正确；碘液与蔗糖及蔗糖水解后的产物都不发生反应，用碘液无法检测蔗糖是否被水解，因此不能用碘液代替斐林试剂，C错误。指点迷津与酶有关的曲线解读1．酶高效性的曲线(如图中甲)(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反应平衡点所需的时间，不会改变化学反应的平衡点。(3)酶只能催化已存在的化学反应。2．酶专一性的曲线(如图中乙)(1)在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化A反应物参加的反应。(2)在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化A反应物参加的反应。

图甲是过氧化氢酶活性(V)受PH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，PH＝B时过氧化氢分解产生的O2量随时间(T)的变化。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是(

)A．PH＝A时，E点下移，D点左移B．适当降低温度，E点不移，D点右移C．PH＝C时，E点为0D．过氧化氢量增加，E点不移，D点左移B典例3[解析]

PH由B→A时，酶的活性降低，化学反应速率减慢，到达化学反应平衡所需的时间延长，但PH改变不会改变化学反应的平衡点，故E点不移，D点右移，A项错误；图乙是在最适温度下绘制的，若温度降低，则酶活性降低，化学反应速率减慢，到达化学反应平衡所需的时间延长，但温度降低不会改变化学反应的平衡点，故D点右移，E点不移，B项正确；PH＝C时，过碱条件破坏酶的空间结构使酶失活、不能催化过氧化氢水解，但过氧化氢在常温下也能分解，所以E点不为0，C项错误；过氧化氢量增加时，达到化学反应平衡所需时间延长，且化学反应的平衡点升高，即E点上移，D点右移，D项错误。【解题探究】

(1)酶促反应的结果是改变了达到化学反应平衡所需的________，即改变了________，但不影响反应的平衡点，即不影响________的量。(2)最适条件下改变影响酶活性的因素，会导致达到化学反应平衡所需的时间________，但不影响反应的平衡点。【互动探究】

(1)若图乙曲线为PH＝A条件下绘制，当PH＝B时，D点和E点如何移动？提示：PH升高，酶活性增强，化学反应速率加快，达到反应平衡的时间缩短，但不改变化学反应的平衡点，故D点左移、E点不移。时间反应速率生成物延长(2)若增加酶的浓度，图乙曲线中D点和E点如何移动？提示：增加酶的浓度，反应速率加快，但不影响化学反应的平衡点，故D点左移、E点不移。【规律方法】分析影响酶促反应速率因素的曲线图的一般方法(1)识标：理解图中纵坐标和横坐标的含义，一般横坐标表示温度、PH、反应时间等，纵坐标表示反应速率等。(2)明点：分析图中起止点和最高点的含义，一般起点为零，最高点表示最适温度或PH，酶的活性最大，止点表示酶的活性为零或生成物的量最大。(3)析图：根据相关原理判断曲线的变化情况，具体看曲线是上升还是下降，从而确定酶促反应速率的变化趋势。

(2019·河南省三门峡市高一)将某种酶运用到工业生产前，需测定使用该酶的最佳温度范围。下图中的曲线①表示在各种温度下该酶活性相对于最高酶活性的百分比。将该酶在不同温度下保温足够长的时间，