人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 降低化学反应活化能的酶综合与测试图片课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 降低化学反应活化能的酶综合与测试图片课件ppt，共58页。PPT课件主要包含了酶的作用和本质，②材料用具，号试管即为空白对照，酶在细胞代谢中的作用，酶的定义，高效性，酶的特性，探究实践，各种酶的最适温度，各种酶的最适pH等内容，欢迎下载使用。

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
1.为什么要将肉块放在金属笼内？
便于取出实验材料(肉块)，排除物理消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学消化。
2.是什么物质使肉块消失了？
3.怎样才能证明你的推测？
收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。
为什么细胞代谢离不开酶 ？
1.细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
1、酶在细胞代谢中的作用
2 H2O2 2 H2O + O2
比较过氧化氢在不同条件下的分解
①常温；②加热；③滴加Fe3+（无机催化剂）；④滴加肝脏研磨液（过氧化氢酶）
细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢，细胞中有过氧化氢酶，能将过氧化氢及时分解为氧气和水。新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。
新鲜的质量分数为20%的肝脏(如猪肝、鸡肝)研磨液
质量分数为3.5%的FeCl3溶液
新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液
思考：①为什么要新鲜猪肝？为什么要剪碎猪肝做成研磨液，而不是整块加入？
②每滴猪肝研磨液和FeCl3溶液中酶和Fe3+的分子数是否相同？
不新鲜肝脏的酶活性降低；研磨可以使细胞中的酶充分释放，增加酶与底物接触机会。
每滴FeCl3溶液中Fe3+的分子数大概是酶分子数的25万倍。
2滴3.5%FeCl3溶液
2滴20%新鲜的肝脏研磨液
小组讨论：P77讨论题(2min)
1.与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象?这现象说明什么?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号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快?这说明什么?为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要?
1.加热可以促进H2O2分解，提高反应速率；2.不能，温度过高会导致细胞死亡；3.Fe3+和过氧化氢酶都能加快H2O2分解（都具催化作用）4.过氧化氢酶的催化效率更高
除因变量外,对实验结果造成响可变因素
科学方法：控制变量和设计对照实验。（重要）
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
除了自变量外,其余因素都保持一致,并将结果进行比较的实验
如何区分对照组和实验组？
从实验结果角度而言，可以预测结果的是对照组，否则为实验组
实 验 组
空白对照、自身对照、条件对照、相互对照(对比)
2、3、4为相互对照。
空白对照：幼小蝌蚪不处理
实验组：幼小蝌蚪饲喂甲状腺激素
条件对照组：幼小蝌蚪饲喂甲状腺抑制剂
排除无关变量的影响、增加实验的说服力。
设置对照组的意义是什么？
活化能：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
1.加热使H2O2分子得到能量
2.Fe3+ 和H2O2酶降低了化学反应的活化能
酶比无机催化剂降低活化能的作用更显著
意义：正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。
各条件使反应加快的本质：加热： Fe3+（无机催化剂） 酶：
更显著地降低化学反应的活化能
为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要?
反 应 过 程
酶促反应活化能的改变
请在下图中分别画出①加入无机催化剂的反应曲线 (2min) ②加入酶的反应曲线
1.下列图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是（ ）
2.图中曲线I、Ⅱ分别表示物质A在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需的能量变化过程。下列相关叙述正确的是（ ） A、ad段表示在无催化剂条件下，物质A生成物质P需要的活化能B、若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向下移动C、若仅增加反应物A的量，则图中曲线的原有形状均发生改变 D、若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，则b在纵轴上将向上移动 
3、为了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如下图所示。在37℃水浴中保温一段时间后，观察实验现象。请回答下列问题：（1）实验组： 。（2）对照组： 。（3）自变量： 。（3）因变量： 。（4）无关变量 。
分泌液的加入量、实验温度、试管洁净度
发酵与活细胞有关，是整个细胞在起作用
引起发酵的是细胞中的某些物质，这些物质只有在细胞死亡并裂解后才发挥作用。
酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起作用，就像在活酵母细胞中一样。该物质称为脲酶。
发酵是纯的化学反应，与生命活动无关
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。
思考：①酶的合成原料、合成场所和作用场所分别是什么？
原料：氨基酸或核糖核苷酸
作用场所：细胞内、细胞外、体外
合成场所：细胞核或细胞质
思考：②能够分泌激素的细胞一定能产生酶吗？能产生酶的细胞一定能分泌激素吗？
一定（能分泌激素的细胞都是活细胞）；不一定（内分泌细胞才能分泌激素）
③酶有没有调节生命活动，传递信息的其他功能？
第五章第1节降低化学反应活化能的酶第2课时 酶的特性
通过比较FeCl3和过氧化氢酶催化H2O2的分解效率，可以得出酶具有什么特性？
酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍，这对细胞有什么意义？
酶的高效性有什么意义？
（1）保证了细胞内化学反应的顺利进行。 （2）保证了细胞内能量供应的稳定 。
请设计实验证明酶具有专一性。
无机催化剂催化的化学反应的范围比较广，比如酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉的水解。酶也具有这个本领吗？
1、相同的酶催化不同的底物
2、相同的底物不同的酶催化
振荡，约60℃保温5min
2ml斐林试剂，酒精灯加热煮沸1min
若两支试管均有砖红色沉淀，则淀粉酶没有专一性
若只有1号试管出现砖红色沉淀，则淀粉酶只能催化特定的化学反应
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
本实验能用碘液代替斐林试剂吗？
另一验证酶的催化作用具有专一性实验设计
只有能与酶活性中心结合的底物才会被酶催化发生化学反应
专一性的表现：每一种酶只能催化______________化学反应
专一性的意义：保证__________________的进行
验证酶专一性的实验要求 ：反应物、底物、鉴定试剂
（1）分析本实验的实验目的是什么？自变量、因变量、无关变量？自变量：不同底物 因变量：底物是否被分解或有无产物生成无关变量：试剂的量、反应温度、pH等
（2）该实验能不能用碘液检测？ 不能，但蔗糖及其水解产物都不会与碘液反应。 （3）如何绘制酶专一性的图？
细胞中几乎所有的化学反应都是由酶催化的。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。
若细胞生活的环境条件发生改变，酶活性会怎样变化呢?
探究：影响酶活性的条件
使用温水30~40℃效果最佳，切勿用60 ℃以上的热水
温度或pH的改变会不会影响酶的活性呢？
温度或pH会影响酶的活性
唾液淀粉酶进入胃后还能消化淀粉吗？
质量分数为2%新配制的淀粉酶溶液，新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液； 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为5%的盐酸，质量分数为5%的氢氧化钠溶液，热水，冰块，碘液，斐林试剂； 试管，烧杯，量筒，滴管，温度计，试管夹，三脚架，石棉网，酒精灯，火柴, 卫生香。
1、根据实验目的选择材料用具（酶、底物、检测试剂）
探究温度对酶活性的影响：
淀粉酶、淀粉溶液、碘液
探究PH对酶活性的影响：
H2O2酶、 H2O2溶液
1.为什么不宜选择H2O2酶探究温度对酶活性影响？
2.为什么不宜用斐林试剂代替碘液？
3.为什么不宜选择淀粉探究PH对酶活性影响？
因为淀粉在酸性条件下会分解
因为H2O2加热易分解
该实验的自变量是温度，用斐林试剂检测时需要水浴加热，这样会干扰自变量。
探究温度对淀粉酶活性的影响
试管各加入2mL淀粉溶液
保持0℃冰水中约5min
加热至100℃，约5min
加热至60℃，约5min
一定要先调好温度再加入酶，因为酶具有高效性，二者一旦混合就会快速完成反应，再调整好温度就没用了。
该实验步骤是否存在错误？
酶的催化作用需要在适宜的温度下进行
如何进一步探究淀粉酶的最适温度？
增加实验组别，缩小温度梯度
探究ph对过氧化氢酶活性的影响
加入过氧化氢酶2滴，振荡2min
试管各加入2mL过氧化氢溶液
一定要先调好pH再加入酶，因为酶具有高效性，二者一旦混合就会快速完成反应，再调整好pH就没用了。
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
酶的催化作用需要在适宜的PH下进行
如何进一步探究过氧化氢酶的最适p？
增加实验组别，缩小pH梯度
在最适宜的温度和PH值下，酶的活性最高。温度和PH值偏高或偏低，酶的活性都会明显下降。过酸、过碱和高温，都能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性。而低温仅仅使酶的活性受到抑制，但酶的空间结构稳定，随着温度的升高，酶的活性还会恢复。（如何保存酶制剂？）
2.酶的作用条件较温和
与社会的联系 20世纪60年代以前，医院里用的葡萄糖是用盐酸催化淀粉水解的方法来生产的，生产过程需要在245 kPa的高压和140～150 ℃的高温下进行，并且需要耐酸的设备。60年代以后改用酶法生产。想一想，用酶来水解淀粉生产葡萄糖有什么优越性?还有哪些产品可以用酶法生产?
影响酶促反应速率的因素
由酶催化的化学反应，生物体内的化学反应绝大多数属于酶促反应。
单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。
3.影响酶促反应速率的因素：
补充：★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
原理：增大底物与酶的接触面积
①图甲中，温度从a降低或升高，酶促反速率均下降，但是下降的原因不同。
1.温度、pH、底物浓度、酶浓度
②图乙中，pH从b降低或升高，酶促反速率均下降，下降的原因相同。
③图丙中，底物浓度为c时，酶促反应速率达到最大，因为，酶被底物饱和。
④图丙中，底物充足情况下，酶浓度越高，酶促反应速率越大，
观察下列甲乙两图，你能得出什么结论？
酶的最适温度（pH）是由自身结构决定的，不会随着外界温度和pH的改变而改变。
溶解细菌细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。
分解果肉内细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得澄清。
蛋白酶——血渍、奶渍 脂肪酶——油渍淀粉酶、纤维素酶
残留在牙缝里的食物残渣是细菌的美食，也导致龋齿的祸根。含酶牙膏可以分解细菌，使我们的牙齿亮白、口气清新。
多酶片中含有多种消化酶，人在消化不良时可以服用。
普通糖衣-胃蛋白酶-肠溶衣糖衣-胰酶
胰酶中包括：胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶等。
普通糖衣保护胃蛋白酶，在胃液中会分解，释放出胃蛋白酶。肠溶衣保护胰酶，在胃液中不会分解，在小肠中分解，释放出胰酶。
一、概念检测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3.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
二、拓展应用1.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。
(1)请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。
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。
例1、下图表示的是最适的温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响
（2）如果在A点时温度升高10℃，曲线会发生什么变化？为什么？请画出变化曲线。
（3）如果在B点时往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？请画出变化曲线。
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。
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
例1．下图表示某有机物中加入酶后，置于0℃～80℃环境中有机物分解总量与温度的关系图。据图判断，如果把这些物质置于80℃～0℃环境中处理，其关系图应为 (　　)
A．① B．② C．③ D．④
2.为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组（20℃）、B组（40℃）和C组（60℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题：（1）三个温度条件下，该酶活性最高的是 组。（2）在时间t1之前，如果A组温度提高10℃，那么A组酶催化反应的速度会 。