人教版 (2019)必修1《分子与细胞》酶的作用和本质优秀课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》酶的作用和本质优秀课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了学习目标，学习重难点，问题探讨，酶的作用和本质，细胞代谢，1实验原理，2实验目的，3实验材料，习题巩固，自变量等内容，欢迎下载使用。
1.通过对酶催化作用具体实例的讨论，说明酶在细胞代谢中的作用及酶的本质和特性。2.进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。
1.酶的作用、本质和特性。2.酶能降低化学反应的活化能。3.探究实验中控制变量的科学方法。
1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。
斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用
细胞代谢是细胞生命活动的基础，但代谢也会产生对细胞有害的物质如过氧化氢，体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发（包括头发）变白，会加速人体衰老。
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
一、酶在细胞代谢中的作用
过氧化氢酶有什么作用？
2.比较过氧化氢在不同条件下的分解
通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。
如何判断过氧化氢被分解的快慢？
观察单位时间内产生气泡的多少观察带火星的卫生香的复燃情况
①新鲜的质量分数为20%肝脏研磨液；
②新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液；
③质量分数为3.5%的FeCl3溶液；
④各种用具如：量筒、试管、滴管、酒精灯、卫生香等等。
本实验为什么要用新鲜的肝脏？
如果不是新鲜的肝脏，肝脏中的过氧化氢酶会被腐生菌分解而减少。
制成肝脏研磨液会增大酶与过氧化氢的接触面积，加快分解速率。
实验为什么把肝脏制备成研磨液？
酶和无机催化剂一样，都能催化化学反应，并且酶的催化效率远高于无机催化的催化效率。
1.3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？
FeCl3中的Fe3+ 和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。
2. 2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多，为什么？
一样多，几支试管的H2O2 溶液的体积和浓度都相同。
实验过程中变化的因素称为变量。
实验过程中，人为控制的对实验对象进行处理的因素。
因自变量改变而变化的变量。
除自变量外，实验过程中存在一些对实验结果造成影响的可变因素。
实验过程中除自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致。
控制变量和设计对照实验
除作为自变量的因素外，无关变量都保持一致，并将结果进行比较的实验。
空白对照、自身对照、相互对照、条件对照
不给对照组做任何实验处理，这里的”空白”绝不是什么影响因素都不给予，而是针对实验组所要研究的实验因素给予空白。
对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不另设对照组。(不同处理的前后对照)
不另设对照组，而是几个实验组之间相互对照，其中的每一组既是实验组也是其他组的对照组。
幼小蝌蚪饲喂甲状腺激素
幼小蝌蚪饲喂甲状腺抑制剂
条件对照就是给对照组施加跟自变量不同程度或反向处理，目的是与实验组形成对照。
虽给对照组施以某种实验因素的处理。但这种处理是作为对照因素的，不是所要研究的实验因素。这种处理不包括实验研究给定的自变量。目的是更有效的比较实验组和对照组的结果。
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量
提醒　①加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。②酶可以重复多次利用， 不会立即被降解。
巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。
发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某种物质起作用。
引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用
酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起到催化作用，就像在活酵母细胞中一样。
发现了起催化作用的物质 —— 酶
只起催化作用，无调节作用
活细胞（哺乳动物红细胞除外）
1．(2024·合肥模拟)核酶是有催化作用的单链RNA，多进行自体催化，原生动物四膜虫rRNA前体的内含子序列中具有核糖核酸酶等5种酶的活性。它的发现意义重大，不但纠正了人们认为酶都是蛋白质的传统观念，而且对探索生命的起源很有启发意义。下列相关叙述正确的是(　 )A.核酶的基本组成单位是脱氧核苷酸B.核酶只能在细胞内起催化作用C.大多数核酶具有多种酶的功能D.在生命起源过程中RNA可能先于蛋白质和DNA产生
核酶和蛋白酶一样，可在细胞内、外起催化作用。
不能得出大多数核酶具有多种酶的功能
RNA不仅可以充当遗传物质，还可以行使催化功能，即RNA同时具有DNA和蛋白质的功能。
(1)具催化功能 RNA的发现是对酶化学本质认识的补充。( )(2)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。( )(3)酶在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。( )(4)酶可降低过氧化氢分解反应的活化能，而无机催化剂不能。( )(5)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。( )
淀粉酶既可以催化淀粉水解，又可以作为底物被蛋白酶水解。
3.(2022·南京模拟)20世纪80年代，科学家发现了一种RNaseP酶，是由20%的蛋白质和80%的RNA组成的，如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2＋的浓度，则留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明(　　)A．该RNA具有生物催化作用B．酶是由RNA和蛋白质组成的C．酶的化学本质是蛋白质D．绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA
4.猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示，在35 ℃水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂，下列对实验现象的预测正确的是（ ）
A.甲和乙中溶液都呈紫色； 丙和丁中蛋白块消失B.甲中溶液呈紫色，乙中溶液不呈紫色； 丙中蛋白块消失，丁中蛋白块不消失C.甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失D.甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失E. 只需实验②就可以证明分泌液中含有蛋白酶
1.鉴定酶的本质是否是RNA
检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，原因是蛋白酶本身也可与双缩脲试剂发生反应。
2.鉴定酶的本质是否是蛋白质
待测酶液 + 双缩脲试剂 → 是否出现紫色反应
已知蛋白液 + 双缩脲试剂 → 出现紫色反应
实验组呈现紫色说明该酶的化学本质为蛋白质
1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是（ ）A.酶不能脱离生物体起作用B.酶只有释放到细胞外才起作用C.所有的酶都是蛋白质D.酶是具有催化作用的有机物
2.酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特点是( )A.能为反应物提供能量B.能降低化学反应的活化能C.能在温和条件下催化化学反应D.催化化学反应更高效
3.在本节“探究·实践”中，有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管，向其中分别加入2mL过氧化氢溶液后，再向5号试管内加入2滴煮沸过的肝脏研磨液，向6号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目的是:
本小节“探究·实践”涉及的自变量并非只有一个，而是包括温度和催化剂两个变量，1号试管中仅放置了过氧化氢溶液，可以起到对照作用。2号试管与1号试管的区别在于温度，3号试管和4号试管与1号试管的区别在于比1号试管多了催化剂。3号试管与4号试管之间也可以起相互对照作用。加入2滴煮沸过的肝脏研磨液的5号试管，可以与加入新鲜的肝脏研磨液的4号试管作对照；同理，加入2滴蒸馏水的6号试管可以作为3号试管和4号试管的对照组。
酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。
①保证了细胞代谢快速有效地进行。
②保证了细胞内能量供应的稳定。
酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。 酶不能改变最终生成物的量。
每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。
如：脲酶——只能催化尿素分解。 过氧化氢酶——只能催化过氧化氢分解。 二肽酶——可以催化所有的二肽分解
细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，还与酶在细胞中的分布有关。
2.实验：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
②淀粉酶可以催化淀粉水解为还原糖，但不能催化蔗糖水解。
①淀粉、蔗糖均为非还原糖，不能与斐林试剂共热产生砖红色沉淀。
淀粉酶的最适温度为60℃
淀粉酶只能催化淀粉水解，对蔗糖则不起催化作用。即酶具有专一性。
不能。 因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖无论是否被水解都不会使碘液变色。
1.能否用碘液对实验结果进行检测？
2.已知淀粉酶能够催化淀粉水解，设置1号试管有无必要？
有必要。可排除淀粉酶的活性、浓度等无关变量的影响。
酶有一定的空间结构，酶在反应中与底物的关系就像钥匙和锁的关系，它们的空间结构必须相互结合形成复合物才能发生反应。
酶活性部位不是刚性不变的，其形状可在结合底物时有所改变，即底物与酶活性部位结合，会诱导酶发生构象变化，使酶的活性中心变得与底物的结构互补，两者相互契合，从而发挥催化功能。
1.取若干试管分为两组，A组加入2 mL质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，B组加入2 mL质量分数为3%的蔗糖溶液，然后同时向两组试管中加入等量的淀粉酶溶液。下列叙述中正确的是(　　)A.可利用斐林试剂检测两组试管底物是否发生分解， 从而验证酶的专一性B.利用B组设置不同的温度梯度，可探究淀粉酶作用的最适温度C.利用A组设置不同的pH梯度，可探究淀粉酶作用的最适pHD.再取一组试管并只加入淀粉溶液， 和A、B组比较以验证酶的高效性
2.下列关于酶的叙述正确的是 （ ）①酶具有催化作用，并都能与双缩脲试剂反应呈紫色②酶通过提供反应所需的活化能提高反应速率③蛋白酶能催化不同的蛋白质水解，因此酶不具有专一性④细胞代谢能够有条不紊地进行，主要由酶的高效性决定⑤酶是由具有分泌功能的细胞产生的⑥酶既可作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物A.③⑤⑥ 　　B.②③⑥ 　　 C.③⑥　　 D.⑥
3.“诱导契合”学说认为，在与底物结合之前，酶的空间结构不完全与底物互补，在底物的诱导下，酶出现与底物相结合的互补结构，继而完成酶促反应。科研人员利用枯草杆菌蛋白酶(S酶，该酶可催化两种结构不同的底物CTH和CU，且与两者结合的催化中心位置相同)进行研究，得到的四组实验结果如图所示，其中SCTH、SCU分别表示催化CTH、CU反应后的S酶。下列说法正确的是(　 　) A.S酶催化CTH和CU两种底物的结合中心位置相同，说明S酶无专一性B.反应物相对含量的多少反映了S酶的活性大小C.酶促反应过程中酶的空间结构发生改变将导致酶不能重复利用D.①②③组的结果支持诱导契合学说，SCTH不能再被CU诱导
1.温度对酶活性的影响
温度不同，酶活性可能相同，如a、c。
三、酶的作用条件较温和
2. pH对酶活性的影响
强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(蛋白质变性)
据图可知，不同pH条件下，酶最适温度 ；不同温度条件下，酶最适pH ，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
①丙图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度 增加而 ，但当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制， 酶促反应速率 。
②乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度 成 。
2.用某种酶进行有关实验的结果如下图所示，错误的是（ ）
A.该酶的最适催化温度不确定B.图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶C.由图4实验结果可知酶具有高效性D.由图3实验结果可知Cl－是酶的激活剂
3.真菌分泌的植酸酶作为畜禽饲料添加剂，可提高饲料利用率。科研人员对真菌产生的两种植酸酶在不同pH条件下活性的差异进行研究，结果如图。相关叙述错误的是(　　)A.植酸酶只能在活细胞中产生，可在细胞外发挥作用B.真菌合成的植酸酶需要经高尔基体参与，才能转运到细胞外C.植酸酶A的最适pH为2或6，植酸酶B的最适pH为6D.两种酶相比，植酸酶A更适合添加在家畜饲料中
酶催化特定化学反应的能力称为酶活性，酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。
淀粉遇碘变蓝，根据不同温度下相同时间内反应后的溶液是否出现蓝色以及蓝色的深浅可以判断淀粉被水解的量，从而判断不同温度下酶的活性。
一、探究温度对酶活性的影响
必须在达到预设的温度条件后，再让反应物与酶接触，避免在未达到预设的温度时反应物与酶接触发生反应，影响实验结果。
过氧化氢受热易分解，会对实验结果造成干扰
斐林试剂需水浴加热，干扰自变量
酶的催化作用需要适宜的温度，温度过低或过高都会影响酶的活性。
缩小温度梯度，重复进行上述实验，进一步探究淀粉酶的最适温度
过氧化氢可在过氧化氢酶的作用下分解产生氧气和水，根据不同pH下气泡产生的快慢可判断过氧化氢酶的活性。
二、探究pH对酶活性的影响
酶的催化作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会影响酶的活性。
1.探究pH对酶活性的影响时，不能用斐林试剂作指示剂， 因为盐酸会和斐林试剂发生反应，使斐林试剂失去作用。2.探究pH对酶活性的影响时，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应， 因为用作鉴定试剂的碘液会和NaOH发生化学反应，使碘与 淀粉生成蓝色络合物的机会大大减少，而且在酸性条件下 淀粉也会被水解，从而影响实验的观察效果。
由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。
抑制剂的结构与酶的活性中心相似，当抑制剂与酶结合时，就阻止了底物与酶结合。
由于竞争性抑制剂与底物竞争酶。因此，增大底物浓度，就是使抑制剂与酶结合的减少，从而减少抑制作用。因此，竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增大底物浓度来抵消其抑制作用。
1.下图为最适温度下酶促反应曲线，Km表示反应速率为1/2Vmax时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失。下列分析正确的是 （ ）A.适当升高温度，Vmax和Km均会增大B.加入非竞争性抑制剂，Vmax降低C.加入竞争性抑制剂，Km值降低D.Km值越大，酶与底物亲和力越高
2.竞争性抑制剂与被抑制活性的酶的底物通常有结构上的相似性，其能与底物竞争结合酶分子上的活性中心，从而对酶活性产生可逆的抑制作用。图1表示竞争性抑制剂直接阻碍底物与酶结合的机理；图2是有无竞争性抑制剂对酶促反应速率的影响曲线。下列相关判断正确的是（ ）A.酶的活性中心能和竞争性 抑制剂、底物同时结合B.竞争性抑制剂或底物 与酶结合，不会导致酶失活C.竞争性抑制剂会增加化学反应 所需的活化能D.竞争性抑制剂的抑制作用不能通过增加底物浓度来解除
1.嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶对肌肉组织中的有机物进行分解，使肉类制品口感鲜嫩。由此可推测嫩肉粉中能起分解作用的酶是（ ）A.纤维素酶 B.淀粉酶 C.脂肪酶 D.蛋白酶2.能够促使唾液淀粉酶水解的酶是（ ）A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.麦芽糖酶
3.将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85℃水中热烫处理2min，可较好地保持甜味。这是因为加热会（ ）A.提高淀粉酶的活性B.改变可溶性糖分子的结构C.破坏淀粉酶的活性D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性
4.下图表示的是某类酶作用的模型。尝试用文字描述这个模型。这个模型能解释酶的什么特性？
这个模型中 A 代表某类酶，B 代表底物，C 和 D 代表产物。这个模型的含义是：酶 A与底物 B 专一性结合，催化反应的发生，产生了产物 C 和 D。这个模型可以解释酶的专一性。
2.下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。
A点：随着反应底物浓度的增加，反应速率加快。B点：反应速率在此时达到最高 。C点：反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高,维持在相对稳定的水平。
(1)请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。
(2)如果从A点开始温度升高10℃，曲线会发生什么变化？为什么？ 请画出变化后的曲线。
如果 A 点时温度升高 10℃，曲线上升的幅度变小，因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。
(3)如果在B点时向反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化？ 为什么？请画出相应的曲线。
该曲线表明，B 点的反应底物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快。