必修1《分子与细胞》第三章 细胞中能量的转换和利用第一节 生命活动需要酶和能源物质完美版课件ppt

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说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度)的影响。
阅读课本74、83页，结合视频资料，思考：酶是什么？
酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，其中绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA。
活细胞（哺乳动物成熟的红细胞不能合成）
2H2O2 → ________+ _____
酶的催化作用具有高效性
实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和特性。
实验原理：过氧化氢在高温或铁离子或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气。
材料用具： 酵母菌磨液（或肝脏研磨液或马铃薯研磨液），3% H2O2溶液，3.5% FeCl3溶液 。量筒，试管，酒精灯等。
从细胞中释放过氧化氢酶
实验时为什么选用新鲜的肝脏（酵母菌或马铃薯）？
酵母菌为什么要制成研磨液？
酶的催化作用具有高效性、
1、与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明了什么？2、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？3、3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？4、3号与4号相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？
这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率
FeCl3中Fe3+和猪肝研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率
2号试管放出的气泡多。
一、酶在细胞代谢中的作用
科学方法：控制变量和设计对照实验
自变量：在实验过程中__________________________________ 因变量：随_________的改变而变化的变量。无关变量：除_______外，实验过程中可能还存在一些对实验结果__________的可变因素。对照实验：除了一个因素以外，其余因素都__________的实验。单一变量原则：在对照实验中，除了________外，其他变量都应当_____________。
人为控制的对实验对象进行处理的因素
1.高温可以加快过氧化氢分解
2.FeCl3能催化过氧化氢分解
3.过氧化氢酶能催化过氧化氢分解
4.过氧化氢酶的催化效率比FeCl3高
1.取三支洁净的试管，进行如下的实验操作，请分析回答下列问题：
(1)观察比较三支试管中溶液产生的气泡数量；将带火星的木条分别插入三支试管内，观察比较木条燃烧的情况。提示：1号试管基本无气泡，木条不复燃；2号试管有较多气泡，木条复燃；3号试管有更多气泡，木条猛烈燃烧。
(2)本实验的自变量是____________________________，因变量是____________________，无关变量有______________________________________________________________________等(至少回答出两点)。(3)通过本实验的实验结果，可以说明什么(即实验结论)?本实验可说明无机催化剂和酶均具有催化作用以及酶的催化作用具有高效性。
有无催化剂以及催化剂的种类
H2O2溶液的量和浓度、温度、pH、蒸馏水、FeCl3溶液、酵母菌液的量
__________对比说明酶具有高效性。
a、c对比说明酶具有___________。
催化剂只能缩短达到平衡的时间，不能改变平衡点
为什么加热、FeCl3、H2O2酶能加快化学反应？
分子从常(基)态转变为容易发生化学反应的活跃状态(过渡态)所需的能量称为活化能。
H2O2 (常态)
加热、FeCl3、H2O2酶的作用机理
更显著地降低化学反应的活化能
与无机催化剂相比较，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
酶催化的实质——显著降低化学反应的活化能
资料：淀粉酶——只能催化淀粉的分解。 过氧化氢酶——只能使过氧化氢分解。 二肽酶——可以使所有的二肽分解
酶的专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应。
保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。
酶的催化作用具有专一性
1）锁钥学说：认为整个酶分子的天然构象具有刚性结构，酶表面具有特定的形状。E与S的结合如同一把钥匙对一把锁一样。
2）诱导契合学说：酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状,从而有利于底物的结合。。
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
(1)试管1和试管2中分别有什么现象？上述实验结果说明酶具有什么特性？提示：1号试管有砖红色沉淀生成，2号试管不出现砖红色沉淀。本实验结果说明酶具有专一性。(2)上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为检测试剂？提示：不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗糖分子是否水解都不会使碘液变色。(3)本实验的自变量是__________，因变量是________________，无关变量有____________________________________________ (至少回答出两点)。(4)实验中如果2号试管也产生了砖红色沉淀，可能的原因是什么？提示：蔗糖溶液放置的时间过长，蔗糖被溶液中的微生物分解成还原糖；试管不干净，试管中混有还原糖。
底物的量、滴加淀粉酶溶液的量、温度、pH等
探究影响酶促反应速率的因素
探究温度对酶活性的影响
酶的催化需在适宜的温度下进行，温度过高或过低都会影响酶的活性
(1)淀粉和淀粉酶为什么要预热到同一温度再混合？提示：保证反应一开始就达到预设温度，不会因为混合而改变温度。(2)能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响？提示：不能。探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度，而过氧化氢在高温时会分解，影响对实验结果的分析。(3)在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中能否用斐林试剂来检测？提示：不能。因为斐林试剂与还原糖只有在水浴加热的条件下才有砖红色沉淀生成，会对实验结果造成影响。
在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强；
达到最适温度时，酶的活性最高；
超过最适温度时，随着温度的继续升高，酶的活性逐渐下降。
酶活性受温度影响示意图
温度过高会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活
在0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。
一般来说，动物体内的酶最适温度在35～40℃;植物体内的酶最适温度在45～50℃;细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达70℃。
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
(1)该实验中，能否在加入肝脏研磨液后，直接加入3%的过氧化氢溶液，然后再调节pH?提示：不能。因为酶的作用具有高效性，在调节pH之前，试管中已经发生了剧烈反应，会影响实验结果。 (2)本实验能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？为什么？ 提示：不能。因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。
一般地，动物体内的酶最适pH在6.0－8.0之间；但是胃蛋白酶的最适pH为1.5;植物体内的酶最适pH在大多为4.5－6.5。
酶活性随着pH的升高而上升
酶活性随着pH的升高而下降
胰蛋白酶和胃蛋白酶的最适pH
影响酶促反应速率的因素：
3、酶的浓度：反应速率随 酶浓度的升高而加快。
4、底物浓度：在一定浓度 范围内，反应速率随浓 度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率 不再变化
1.酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。( )2.酶具有调节细胞代谢的作用。( )3.酶通过为反应物供能，使活化分子增多来提高反应速率。( )4.由于酶在化学反应前后性质和数量没有改变，所以酶具有高效性。( )5.酶的专一性与酶的活性中心和底物分子在空间结构上有特殊的匹配关系相关。( )6.酶最好在最适pH、最适温度的条件下保存。( )
例1 用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是(　)A.蛋白质 B.脂肪酶 D.淀粉酶
例2 下列有关酶的叙述正确的是(　　)①是有分泌功能的细胞产生的　②有的从食物中获得，有的在体内转化而来　③活细胞一般都能产生酶　④酶都是蛋白质　⑤有的酶不是蛋白质　⑥酶在代谢中有多种功能　⑦在新陈代谢和生长发育中起调控作用　⑧酶只是起催化作用A.①②⑤ B.①⑤⑧ D.①③⑤
例3 (多选)在下图所示的实验中，相关叙述正确的是(　　)
A.过氧化氢的量和浓度均相同B.自变量是催化剂的种类C.说明酶的催化具有高效性
D.两试管气泡生成速率相差不大
例4 下表是关于酶专一性的实验设计。下列相关叙述正确的是(　　)
C.若步骤3选用新鲜的淀粉酶，则现象A是产生砖红色沉淀，现象B是无砖红色沉淀产生
A.该实验的自变量是酶的种类，无关变量是底物的用量、反应温度等B.步骤3只能选用新鲜的淀粉酶D.该实验还可以选用碘液作为检测试剂
例5 在探究pH对过氧化氢酶活性的影响实验中，为设置过氧化氢酶溶液的不同pH，有同学按下图所示进行操作，其中向试管丙中加入的溶液X可选用(　　)
A.KCl溶液 C.肝脏研磨液 D.过氧化氢溶液
例6 为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计最合理的是(　　)
1.下列关于酶的叙述，错误的是(　　)A.活细胞一般都能产生酶B.酶可以被水解为氨基酸或核糖核苷酸C.酶在细胞内外都能发挥催化作用
D.酶应在最适温度和pH下保存
2.酶和无机催化剂加快某化学反应的机理如图所示(Ea、Eb、Ec为活化能，指底物分子“活化”所需的能量)。下列叙述正确的是(　　)
D.由图中Ec与Eb比较可知，酶具有高效性
A.酶所降低的化学反应活化能是EcB.因Eb>Ec，所以无机催化剂降低活化能更显著C.没有催化剂，该化学反应一定不能发生
3.关于探究酶特性的实验叙述中，最恰当的是(　　)A.若探究pH对酶活性的影响，可选择可溶性淀粉溶液为底物C.若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择斐林试剂对实验结果进行检测D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，可用碘液对实验结果进行检测
B.若探究过氧化氢酶的高效性，可选择无机催化剂作为对照
4.(多选)蔗糖酶能将一分子蔗糖水解为一分子果糖和一分子葡萄糖。如图表示蔗糖酶在最适温度下催化底物水解的模型，下列有关叙述错误的是(　　)
A.该模型能解释酶具有高效性 B.模型中乙表示蔗糖酶，为甲的水解提供反应的活化能
C.模型中乙的化学结构在生化反应的前后不会发生改变D.若温度适当升高或降低5 ℃，酶的催化速率都将下降