第一节 降低化学反应活化能的酶
【高中生物】必修一第五章第1节《降低化学反应活化能的酶-一酶的作用和本质》教案
第五章第1节降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质一、教材分析新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础,而新陈代谢的进行又离不开酶的催化作用,因此,了解酶的作用和本质,为理解细胞中复杂的生命活动的顺利进行奠定了基础。
本节内容还与选修模块的相关内容有着内在联系。
例如,选修模块中有关酶的应用等,都是以“酶与代谢”部分的相关内容为基础的。
此外,学生通过有关酶的的探究性学习活动获得的技能,对进一步学习生物技术实践等知识起到保证作用。
二、教学目标1. 知识目标(1)、说明酶在细胞代谢中的作用、本质。
(2)、阐述细胞代谢的概念2. 能力目标(1)、通过自主学习,培养学生推理、比较、分析、归纳总结的能力。
(2)、通过有关的实验和探究,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。
(3)、在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中,提高运用语言表达的能力以及分享信息的能力。
3. 情感态度与价值观目标(1)、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料,认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的,。
认同科学家不仅要继承前人的科研成果,而且要善于吸收不同意见中的合理成分,还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神和态度。
(2)、通过小组间的讨论、合作与交流,培养学生的合作互助精神。
(3)、通过让学生了解酶的发现过程,使学生体会实验在生物学研究中的作用和地位;通过讨论酶在生产、生活中的应用,使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系。
三、教学重点和难点1、教学重点:酶的作用、本质2、教学难点:酶降低化学反应活化能的原理四、学情分析学生通过初三、高一阶段化学的学习,对于纯化学反应已比较熟悉,但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识有限。
工业制氨的化学反应是在高温高压并且催化剂作用下进行的,细胞内部却是常温常压的温和状态,而细胞代谢包括一系列的化学反应,这些化学反应的进行应该有生物催化剂──酶的参与,才能使其高效有序的进行,由此从学生熟悉的知识引入对酶相关知识的学习。
降低化学反应活化能的酶(第一课时)
酶的化学本质
酶的本质
化学本质
绝大多数是_蛋__白__质__
少数是__R_N__A____
元素组成 合成原料 合成场所
来源 作用 作用场所 作用原理 能否重复利用
C、H、O、N、(S)
C、H、O、N、P
氨基酸
核糖核苷酸
核糖体
细胞核(真核生物)
活细胞都能产生
酶只起催化作用,无调节功能
细胞内、外及生物体外均能发挥作用
4、酶的催化作用对于细胞代谢有何意义?
酶的作用原理
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称为活化能。
底物
能
(活跃状态)
量
活
化
能
底物 (常态)
产物 (终态)
反应过程
原理:酶降低活化能 与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高。
总结 酶的作用原理
能量
活化能
1、活化能 常态
显著降低化学反应的活化能 酶作为催化剂,反应前后化学性质和数量不变,可以重复利用
小结
酶 的 作 用 和 本 质
酶在细胞代 谢中的作用
酶的本质:
自变量 因变量 探究实验:比较过氧化 氢在不同条件下的分解 无关变量 设置对照实验 酶是一种生物催化剂; 酶显著降低了化学反应的活化能。
绝大多数是蛋白质,少数是RNA。
活跃状态(容易发生化学反应)
Байду номын сангаас
2、不同反应条件加快反应的原理
条件
加快反应速率的原理
加热
提高分子的活化能
FeCl3
降低化学反应的活化能
酶
显著降低化学反应的活化能
3、与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著 ,催化效率 更高。
第1节__降低化学反应活化能的酶
请注意课本上相关实际数据, 作为常识!!!!
一个问题
• 我们现在知道过酸,过碱,高温都会使酶 空间结构遭到破坏,从而失去活性,那么 有没有破坏肽键呢? • 没有破坏肽键,破坏了除肽键以外的化学 键
★影响酶促反应速率的因素: 1、温度 2、pH 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
(2)酶在细胞代谢中的作用
2 H2O2 → 2 H2O + O2
① 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称为活化 能。 各条件使反应加快的本质:
提高分子的能量。 加热: 降低化学反应的活化能。 Fe3+: 更显著地降低化学反应的活化能。 酶:
使用酶有没有改变结果?若没有,则改变的 是什么,酶自身会发生变化嘛?
砖红色沉淀
无明显变化
无明显变化
只有在适合的pH下酶的催化效率最好
pH对酶活性的影响
• 酶促反应速率最快时的pH称为该酶促反 应的最适pH
υ/mmol. s-1
每种酶都有自己的最适PH值, 高于或低于最适PH值酶的活性 都会降低. 过高或过低的PH值都会使酶 失去活性,且不可恢复。
pH
0
最适pH
酶活性受pH影响示意图
酶 促 反 应 速 率
酶的浓度
酶 促 反 应 速 率
酶量一定
底物浓度
思维点拨
• 在认识和解答坐标题目时候 要注意以下四看: • 1.看俩坐标轴的含义,了解 俩个变量之间关系 • 2.看曲线的变化,掌握变量 增减快慢的生物学意义 • 3.看五点,即起点,终点, 顶点,转折点,交叉点,理 解特殊点得含义 • 4.看不同曲线的变化,理解 曲线之间内在联系
2020-2021高一生物1教师文档:第5章 第1节降低化学反应活化能的酶含解析
2020-2021学年高一生物人教版必修1教师文档:第5章第1节降低化学反应活化能的酶含解析第1节降低化学反应活化能的酶学习目标核心素养1。
说明酶的作用、本质和特性.2.说明温度和pH对酶活性的影响.3.在探究实验中,学会控制自变量以及设置对照实验和重复实验.1。
通过探究酶化学本质和特性的实验,养成归纳和演绎的科学思维方式.2.通过实验探究温度、酸碱度对酶促反应的速率的影响,提高实验设计和实验结果分析的能力。
一、酶在细胞代谢中的作用1.细胞代谢(1)概念:细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。
(2)细胞代谢的条件:需酶的催化.(3)意义:细胞代谢是细胞生命活动的基础.2.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验(1)实验原理2H2O2错误!2H2O+O2(2)实验过程和现象酶具有催化作用,效率更高。
(4)实验中变量的控制①自变量:在实验过程中人为改变的变量。
如本实验中氯化铁溶液和肝脏研磨液等。
②因变量:随自变量变化而变化的变量。
如本实验中H2O2分解速率。
③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可变因素,如肝脏的新鲜程度等。
(5)对照实验①含义:除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验。
②原则:除了要观察的变量外,其他变量都应始终保持相同。
3.酶的作用原理(1)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.(2)原理:酶降低活化能的作用更显著。
(3)意义:使细胞代谢能在温和条件下快速进行。
二、酶的本质及特性1.酶的本质错误!2.酶的特性[连线]错误!错误!①高效性a。
高温、高压、强酸、强碱使酶失活②专一性b。
酶降低活化能的作用更显著③作用条件较温和 c.一种酶只能催化一种或一类化学反应提示:①-b②-c③-a3.温度和pH对酶活性的影响(1)低温时,酶活性很低,但酶的空间结构稳定。
(2)最适温度或pH,酶的活性最高。
(3)高温、过酸或过碱时,酶的空间结构遭到破坏,酶永久失活。
降低化学反应活化能的酶知识点
第一节降低化学反应活化能的酶
一、细胞代谢:细胞中的化学反应统称为细胞代谢。
二、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。
三、酶的作用机理:降低化学反应所需要的活化能。
四、酶的概念:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数是蛋白质,少数是RNA。
五、酶的特性:
(1)高效性:酶的催化效率高
(2)专一性:每种酶只能催化一种或一类化学反应
(3)作用条件较温和:最适温度(pH值)下,酶活性最高。
(过酸、过碱或温度过高,酶的空间结构遭到破坏,能使
蛋白质变性失活;低温只是抑制酶活性,酶的空间结构没
有破坏,在适宜的温度条件下酶的活性可以恢复。
)
六、影响酶促反应的因素
⑴温度
⑵ PH
⑶反应物浓度
⑷酶浓度
5)激活剂、抑制剂
七、实验
1、比较过氧化氢酶在不同条件下的分解(过程见课本P79)
实验结论:酶的催化效率要比无机催化剂的高
控制变量法:变量、自变量、因变量、无关变量的定义。
对照实验:除一个因素外,其余因素都保持不变的实验。
实验设计原则:对照原则、单一变量原则、等量原则
2、影响酶活性的条件(要求用控制变量法,自己设计实验)
建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响,用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。
第五章 第1节 降低化学反应活化能的酶1
毕希纳
酵母菌细胞中的某些物质能够在酵母细胞破 碎后继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样
萨姆纳
酶是蛋白质
切赫、奥特曼
少数RNA也具有生物催化作用
讨论P82页5个问题 1、巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的,但是认为发酵是整个 细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的;李比希认为引 起发酵的是细胞中的某些物质是合理的,但是认为这些物质只有在 酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的。 2、巴斯德是微生物学家,特别强调生物体或细胞的作用;李比希 是化学家,倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把 对酶的研究的目标集中在他们争论的焦点上,使科学研究更加有的 放矢。 3、毕希纳的实验说明,酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破 碎后继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样。 4、萨姆纳历时9年用正确的科学方法,坚持不懈、百折不挠的科学 精神,将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。 5、酶是由活细胞产生具有催化作用的有机物
能发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞, 能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子, 活化分子比普通分子有更高的能量。
第1 节
降低化学反应活化能的酶
1、这个实验要解决什么问题? 鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学消 化。 2、是什么物质使肉块消失了? 胃内的化学物质(酶)将肉块分解了。 3、怎么证明你的推测? 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。
1、变量: 控 制(单一变量原则) 自变量 检 测 因变量 排 除 无关变量
2、设计对照实验:排除干扰,增加信服 实验组:接受自变量处理的 对照组:未接受自变量处理的
酶本质探索
巴斯德之前
发酵是化学反应,与生命活动无关
巴斯德
发酵与活细胞有关,发酵是整 个细胞而不是细胞中的某种物质在 起作用
2020年高考生物 专题3.1 降低化学反应活化能的酶(精练)(含解析)
A.以本尼迪特试剂作指示剂,用淀粉酶探究温度对酶活性的影响
B.以本尼迪特试剂作指示剂,用淀粉酶探究 pH对酶活性的影响
C.用 H2O2酶探究温度对酶活性的影响
D.用 H2O2酶探究 pH 对酶活性的影响
【答案】D
第1节 降低化学反应活化能的酶
1。(2019·河北衡水中学调研)无机催化剂和酶都可以加快化学反应的速率,下列叙述正确的是( )
A。反应前后,无机催化剂和酶自身会发生变化
B。与无机催化剂不同,酶催化化学反应的机理是降低化学反应的活化能
C.与酶相比,无机催化剂降低活化能的效果更显著
D。通过加热也可以提高化学反应的速率,但原理与催化剂不同
【答案】D
【解析】无机催化剂和酶反应前后自身均不发生变化,A错误;无机催化剂和酶催化化学反应的机理相同,都是降低化学反应的活化能,B错误;与无机催化剂相比,酶降低活化能的效果更显著,C错误;加热提高化学反应速率的原理是提高反应物中高能量分子的数目,D正确。
2.(2019·湖南株洲一中期末)如图是温度影响某种酶活性的曲线图,据图分析正确的是( )
12.(2019年河南省八市重点高中联盟高三测评)用一种半透膜(允许单糖和水分子通过,二糖不能通过)将水槽从正中间隔开,均分为等体积的两部分。左侧放入100mL浓度为10%的蔗糖溶液,右侧放入100mL浓度为10%的麦芽糖溶液,然后两侧均加入10mL浓度为5%的麦芽糖酶溶液。将装置置于适宜条件下,一段吋间后达到平衡,在两侧分别取等量的部分样液,加入斐林试剂后水浴加热,观察颜色变化。下列有关分析正确的是
14.(2019年浙江省高考模拟)下列实验能证明蛋白酶具有水解蛋白质作用的最佳方案是
生物必修一课件降低化学反应活化能的酶
目的要求 1.初步学会探索影响酶活性条件的方法。 2.探索淀粉酶在不同温度和pH下催化淀粉水解的情 况。
材料用具 质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液。试管,量筒,小烧 杯,大烧杯,滴管,试管夹,酒精灯,三脚架,石棉网,温 度计,火柴。质量分数为3%的可溶性淀粉溶液,质量分数 为5%的盐酸,质量分数为5%的氢氧化钠溶液,热水,蒸馏 水,冰块,碘液,斐林试剂。
5.酶具有高效性的原因是:与无机催化剂相比,酶降低 活化能的作用更显著。
6.过酸、过碱或温度过高,都会使酶因空间结构破坏而 失活。
7.在一定低温下,酶的活性低,但空间结构稳定,并未 失活,在适宜温度下酶的活性可升高。
学习目标定位
学习目标 a.说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性 b.进行有关实验的探究,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 重点与难点 (1)酶的作用、本质和特性;(2)酶降低化学反应活化能的 原理;(3)控制变量的科学方法。
情境导入 生命活动要求体内环境稳定,温度控制是稳定内环境的 一个重要环节。可是陆地的气候变化很大,一切变温动物, 如昆虫、两栖类、爬行类等,它们的生物的生命活动受到季 节变化的很大限制,一般都要进行冬眠,有的甚至进行夏 蛰。只有恒温动物,能够保持一定的体温,进行正常的代谢 活动,才是真正的陆地动物,真正地占领了陆地。
为什么温度对生物的生命活动影响这么大呢?
教材问题释疑
(一)问题探讨 1.这个实验要解决的问题是:鸟类的胃是否只有物理 性消化,没有化学性消化? 2.是胃内的化学物质将肉块分解了。 3.提示: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。
1-5-1 降低化学反应活化能的酶(27张PPT)
1773年,意大利科学家斯帕兰札尼做了 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。
问题:是什么物质使肉块消失了?
胃蛋白酶
一、酶在细胞代谢中的作用
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。
探究PH对酶活性的影响
取三只试管编号
1
2
3
注入新鲜的淀粉酶溶液 1mL
方 注入蒸馏水
1mL
法
步 注入氢氧化钠溶液
\
骤 注入盐酸
\
1mL \
1mL \
1mL \ \
1mL
注入可溶性淀粉溶液
2mL
2mL 2mL
加碘液
2滴
2滴 2滴
结果 现象
不变蓝 变蓝 变蓝
结论 酶的催化作用需要在适宜的PH下进行
υ/mmol. s-1
Fe3+:降低化学反应的活化能
酶:更显著地降低化学反应的活化能 酶降低化学反应活化能的图解 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。
(二)酶的本质
巴斯德之前
发酵是纯化学过程
巴斯德
李比希
活酵母细胞参与发酵 死酵母细胞释放物质
毕希纳 酿酶使糖液变成酒
萨姆纳 脲酶是蛋白质
其他科学家 很多酶都是蛋白质
资料1:威白污渍爆炸盐(独有三重复合酶配方) 威白教你洗衣小绝招: ①洗前浸泡三十分钟,效果更佳 ②若衣服太脏,可适当增加用量 ③用温水浸泡效果更好,但水温不要超过60℃
资料2:我们知道口腔温度和体温差不多,而 当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后,却 发现,唾液不再具有催化淀粉分解的功能。 (提示:唾液PH6.2-7.4,胃液PH0.9-1.5)
生物必修1 3-1降低化学反应活化能的酶
必修1第1节降低化学反应活化能的酶知识点一酶的化学本质【例1】下列有关酶的正确叙述是( )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凡是活细胞,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.①②⑤B.①⑤⑧C.③⑤⑧D.①③⑤解析:酶是活细胞产生的具催化能力的有机物,酶的化学本质主要是蛋白质,也有极少数的酶,其化学本质为RNA,酶在代谢中惟一的作用是降低反应分子的活化能,从而使反应更容易进行,在反应前后,酶的性质与量均不发生变化。
酶既可在细胞内发挥作用如DNA聚合酶,也可被分泌到细胞外发挥作用如消化酶,故只有③⑤⑧所述正确,其余各项均不正确。
答案:C。
酶的作用特性及相关实验验证【例2】将一个土豆(含有过氧化氢酶)切成大小和厚薄相同的若干片,放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中(如图所示),以探究酶促反应的相关问题。
根据实验现象与数据分析答题。
(1)若土豆片为4片时,每隔5分钟收集一次数据,根据数据绘制出如下曲线图。
20分钟后,气体量不再增加的原因是____________________。
(2)若土豆片为8片时,和上述实验所得的曲线(实线)相比,实验结果的曲线最可能是下列________图中的虚线。
如果要获得更多的气体,在不改变溶液体积的条件下,可采取的方法是______,其结果可用______图中的虚线表示。
(3)为保证上述实验的科学性,需要控制的其他外界因素有________。
解析:(1)当气体量不再增加时,说明试管中的反应已经停止,土豆片存在说明酶还存在,反应停止的原因是过氧化氢量有限。
(2)增加土豆片会导致酶的浓度增大,使反应速度加快,在较短时间内达到反应平衡,所以用c图表示。
要得到更多的反应产物,采取的措施是增加反应物——过氧化氢的浓度,反应曲线用a表示。
(3)为保证实验的科学性,应严格控制该实验中温度、光照等无关变量,排除无关变量的干扰。
1.5.1 降低化学反应活化能的酶
酶
实验
比较过氧化氢在不同条件下的分解:
2 H2O2
2 H2O + O2
1.常温 2.加热 常温 加热
3.FeCl3 4.加肝液 加肝液
实验:比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验:
试管编号 实验原理 第一步 无关变量 第二步 自变量 观察 现象 将点燃的卫生 香放在液面上 原因 结论 1 2 3 4
酶量一定
底物浓度
对照组 实 验 组 过氧化氢在高温或Fe 过氧化氢在高温或Fe3+或过氧化氢酶的作
用下都可分解成水和氧气 每支试管各加入2ml3%的 每支试管各加入2ml3%的H2O2溶液 90℃ 90℃热水浴 2滴FeCl3 溶液 观察气泡冒出情况, 观察气泡冒出情况,并记录 2滴肝脏 研磨液
因变量
无
没有生 成氧气
第1节 降低化学反应活化能的酶
问题探讨
1、这个实验要解决 什么问题? 什么问题? 2、是什么物质使肉 块消失了? 块消失了? 3、怎样才能证明你 的推测? 的推测?
细胞代谢
H O R1 C C OH H H O COOH H N H C R2 COOH
+H
N
C
→R
1
C
C
NH2
H R2
NH2
细胞中每时每刻都进行着许多化 学反应,统称为细胞代谢 细胞代谢, 学反应,统称为细胞代谢,是细胞生 命活动的基础。 命活动的基础。
高温、低温、 高温、低温、过酸和过碱对酶 活性的影响其本质相同吗? 活性的影响其本质相同吗?
不同,过酸、过碱或温度过高, 不同,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; 酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活; 低温使酶活性明显下降, 低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下 其活性可以恢复。酶适于在0 4℃保存 保存。 其活性可以恢复。酶适于在0-4℃保存。
5.1降低化学反应活化能的酶
;
同无机催化相比,酶能更显著地降低化 学反应的活化能,因而催化效率更高。
二、酶的本质
酶是一类生物催化剂
什么是酶?
是 活细胞产生的一类 具有生物催化作用的 有机物。
酶的来源
酶的功能
酶的化学成分
大部分酶是蛋白质,也有少数是RNA。
蛋白质是酶吗?
判断 1.酶是活细胞产生的,所以只能在活细 胞中作用。 2.酶都有消化作用。
结论
变亮 复燃 过氧化氢在不同条件下的分解 速率不一样
因变量
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
对照实验
步骤
对照组
1
3% 2ml
实验组 试管编号 2 3
说明 4
3% 2ml
一 H2O2 浓度
剂量 二
3% 2ml
3% 2ml
无关变量
反应条件 剂量
常温
90℃ FeCl3
较多
肝脏研 磨液 自变量
2滴清水 2滴清水 2滴
2ml新鲜淀粉酶溶液,振荡, 60℃水浴保温5min
3
4
2ml斐林试剂,边加边轻轻振荡
水浴煮沸1min
结果
出现砖红色沉淀
无砖红沉淀
结论:淀粉酶只能催化淀粉水解,不能 催化蔗糖水解。
酶具有专一性
每一种酶只能催化 一种或一类 应。 细胞代谢能够有条不紊地进行,与酶的 专一性 分不开的。 目前发现的酶有 4000 化不同的化学反应。 多种,它们分别催 化学反
C
A
7.关于酶的特性,下列表述中错误的一项是 ( )
D
A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 B.化学反应前后,酶的化学性质和数量不变 C.酶的催化效率很高,但易受温度和酸碱度影响 D.一旦离开活细胞,酶就失去催化能力
2019秋新版高中生物必修一《第5章细胞的能量供应和利用》课后习题与探讨答案
第5章细胞的能量供应和利用本章出思维导图1教材旁栏问题和练习及答案2第1节降低化学反应活化能的酶问题探讨1773年,意大利科学家斯帕兰札尼(L. Spallanzani, 1729—1799 )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。
讨论:1.为什么要将肉块放在金属笼内?【答案】便于取出实验材料(肉块),排除物理性消化对肉块的影响,确定其是否发生了化学性消化。
2.是什么物质使肉块消失了?【答案】是胃内的化学物质将肉块分解了。
3.怎样才能证明你的推测?【答案】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。
一、酶的作用和本质探究与实践1.与1号试管相比,2号试管出现什么不同的现象?这一现象说明什么?【答案】2号试管放出的气泡多。
这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率。
2.在细胞内,能通过加热来提高反应速率吗?【答案】不能。
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?【答案】说明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。
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?【答案】4号试管的反应速率比3号试管快得多,说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。
细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应,这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行,只有酶能够满足这样的要求,所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。
思考•讨论1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义?各有什么局限性?【答案】巴斯德认为发酵与活细胞有关,是合理的;认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用,是不正确的。
李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质,是合理的;认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用,是不正确的。
第1节 降低化学反应活化能的酶(58张PPT)
第1节 降低化学反应活化能的酶
3.表示酶专一性的曲线
(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 化底物A参加反应。 (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 底物A参加反应。
第1节 降低化学反应活化能的酶
【对点训练】 (密码改编)如图为酶催化反应的过程示意图,以数字编 号的图形分别表示反应物、酶、生成物等反应要素。下列相关叙述 中,错误的是 ( )
第1节 降低化学反应活化能的酶
(1)本实验不宜选用斐林试剂,因为斐林试剂与还原糖只有在加热的 条件下才有砖红色沉淀生成,而该实验需严格控制不同的温度。 (2)本实验不宜选用过氧化氢酶催化H2O2分解,因为过氧化氢酶催化 的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。 2.pH对酶活性的影响 (1)原理解读
第1节 降低化学反应活化能的酶
2.酶的本质:酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物,其中绝大多数 酶是蛋白质,少数酶是RNA。
三、酶的特性
1.高效性:催化效率约是无机催化剂的107~1013倍。 2.专一性:每种酶只能催化一种或一类化学反应。 3.作用条件较温和:在最适温度和pH条件下,酶的活性最高。
第1节 降低化学反应活化能的酶
【误区警示】 本题易错选C项,主要原因是不能正确分析有关酶促反 应的曲线图。看到图中c点化学反应速率已经达到最大,因此认为再 增加酶浓度,不会提高反应速率,这种情况只发生在反应底物一定的 条件下,但在反应底物充足的条件下,增大酶浓度,还可以提高反应速 率。
第1节 降低化学反应活化能的酶
【典题例析】 如图表示人体内某种酶促反应速率受温度和pH的影 响情况,下列解释不正确的是 ( )
A.在a点,将酶的浓度增大一倍,反应速率可能增大 B.在b点,将酶的浓度增大一倍,反应速率不可能增大
第5章 第1节 降低化学反应活化能的酶
省海中高一生物科学素养课堂训练(第5章第1节降低化学反应活化能的酶)一、基础知识1.酶是活细胞产生的具有功能的有机物,其中绝大多数酶的成分是,还有少数是。
2.酶的作用机理:。
3.实验过程中可以变化的因素称为变量。
其中人为改变的变量称做,随着自变量的变化而变化的变量称做。
除自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量称为。
4.除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验叫实验,分为组和组,在对照实验中必须遵循原则和原则。
变量的控制要求是相同且适宜。
5.生物体内各种化学反应能快速进行是因为酶具有性;各种代谢能有条不紊进行是因为酶具有性;各种酶发挥作用均需条件,人体内酶发挥作用的适宜温度是℃,大多数酶适宜pH是,胃蛋白酶的适宜pH是。
二、基础训练1.酶具有极强的催化功能,其原因是A.降低了化学反应的活化能B.增加了反应物之间的接触面积C.提高了反应物分子的活化能D.酶提供使反应开始所必需的活化能2.酶的基本组成单位是A.氨基酸B.脱氧核苷酸 C.核糖核苷酸D.A或C3.能够水解唾液淀粉酶的酶是A.淀粉酶B.蛋白酶 C.脂肪酶D.麦芽糖酶4.下列关于酶的叙述中,错误的是A.酶的催化效率很高B.酶在反应前后数量和质量都不发生改变C.多数酶是活细胞产生的具有催化效能的蛋白质D.一旦离开活细胞,酶就失去催化能力5.在比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率的实验中,必须使用新鲜的动物肝脏,原因是A.肝脏细胞未死亡,便于观察B.新鲜肝脏中的过氧化氢酶多且活性强C.新鲜肝脏中的过氧化氢酶少D.不新鲜的肝脏不含过氧化氢酶6.在右图所示的实验中属于自变量的是A.催化剂不同B.过氧化氢分解的速率的大小C.试管的大小D.试管中的过氧化氢溶液的量7.加酶洗衣粉能很好地除去衣物上的奶渍和血渍,这种洗衣粉中的酶应为A.麦芽糖酶B.蛋白酶C.蔗糖酶D.脂肪酶8.人的血液中一个碳酸酐酶分子每分钟可催化分解19000万个碳酸分子。
必修1第五章第一节 降低化学反应活化能的酶
H2O2 H2O2 H2O2 H2O2
常温 加热 FeCL3 H2O2酶
H2O +O2 H2O +O2 H2O +O2 H2O +O2
过氧化氢在这几种不同条件下的分解 速度有什么差别呢? 速度有什么差别呢?
1、实验: 实验: 比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验原理: 实验原理:
2H2O2
+ 过氧化氢酶 高温 /Fe3+ /过氧化氢酶
从上面进行的实验我们看出进行实验 需要一定的条件,比如淀粉酶在60℃ 需要一定的条件,比如淀粉酶在 ℃左右 最好。能不能设计一个实验, 最好。能不能设计一个实验,来证明温度 会影响酶的活性? 会影响酶的活性?
酶活性:酶对化学反应的催化效率。 酶活性:酶对化学反应的催化效率。
探究: 探究:温度对淀粉酶活性的影响
结论: 结论:
催化剂降低了化学反应的 活化能。 活化能。 同无机催化剂相比, 同无机催化剂相比,酶降 低活化能的作用更显著, 低活化能的作用更显著, 因而催化效率更高。 因而催化效率更高。
能 ……………… 无机 催化剂 量活 ..………… 化 …….. 能 反应物 产物 反应进程
条件 无催化剂 无机催化剂
分子从常态转变为容易发生化学反应 的活跃状态所需的能量称为活化能 活化能。 的活跃状态所需的能量称为活化能。
加热在化学反应中的作用: 加热在化学反应中的作用:
加热 能 ……………… 量 活 化 能 反应物 产物 反应进程
结论: 结论:
加热可以给反应 物提供能量。 物提供能量。
催化剂在化学反应中的作用: 催化剂在化学反应中的作用:
2H2O+O2
实验目的: 实验目的:
通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢, 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢, 不同条件下分解的快慢 了解酶的作用和意义。 了解酶的作用和意义。
人教版教学课件第1节 降低化学反应活化能的酶
课堂练习:
1.人在发高烧时,常常食欲大减,最根本的原因是 A.所吃食物不能消化 ( ) B.胃没有排空 C.体温超过合适温度,消化酶的活性下降 D.吃药使人没有了胃口
C
2.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用, 主要原因是( ) A.pH不适合 B.胃中已经起了消化作用,不能再起作用了 C.被小肠中的物质包裹起来,所以起不到催化作用 D.小肠中没有蛋白质可被消化
资料分析答案
1:人物
巴斯德
李比希
合理性 认为发酵与活细 胞有关 局限性 发酵是整个细胞 而不是细胞中的 某些物质在起作 用
引起发酵的是细胞 中的某些物质 这些物质只有在酵 母细胞死亡并裂解 后才能发挥作用
2.巴斯德是微生物学家,他主要强调生物体或细胞的整体 作用。李比希是化学家,倾向于从化学的角度考虑问题。 争论使后人把对酶的研究的目标集中在他们争论的焦点上, 使研究更加有的放失
P82练习
2.提示:⑴细胞内每时每刻都在进行着成千上万中化 学反应,这些化学反应需要高效率地进行,酶的催化 效率比无机催化剂高得多。⑵细胞内的化学反应需要 在常温、常压、酸碱度适中等温和条件下进行,无机 催化剂常常需要辅助以高温、高压、强酸、强碱等剧 烈条件才能有较高的催化效率 3.D
拓展题1.提示:可用第2章中学过的鉴定蛋白质的方 法。在萨姆纳之前,之所以很难鉴定酶的本质,主要 是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。 2.提示:⑴如四膜虫的rRNA前体具有催化活性。⑵ 目前已有发现具有催化活性的DNA的报道。
如何找到酶活性最高时的温度? 在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起
疑问:60℃时,为什么肉块长时间不能被分解?
不同,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;低温虽然使酶活性 明显下降,但能使酶的空间结构保持稳定,在适 宜温度下其活性可以恢复。酶适于在0-4℃保存。
2024届高考一轮复习生物课件第1课时降低化学反应活化能的酶
10 min
骤
四
取出试管各加入两滴碘液,振荡
实验现象
呈__蓝__色__
_无__蓝__色__出__现__
呈__蓝__色__
淀粉酶在60 ℃时催化淀粉水解,在100 ℃和0 ℃时都不能发
实验结论 挥催化作用。酶的催化作用需要适宜的温度,温度_过__高__或__
_过__低__都会影响酶的活性
②探究pH对酶活性的影响
降解率(%) 38 88 0 58 30
注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
12345
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2 B.结合①②组的相关变量分析,自变量为温度
√C.该酶催化反应的最适温度为70 ℃,最适pH为9
D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
12345
分析②③组可知,没有添加CaCl2,降解率为0,说明该酶的催化活 性依赖于CaCl2,A正确; 分析①②组变量可知,pH均为9,都添加了CaCl2,温度分别为90 ℃、 70 ℃,故自变量为温度,B正确; ②组酶的活性最高,此时pH为9,温度为70 ℃,但由于分组较少, 不能说明其最适温度为70 ℃,最适pH为9,C错误; 该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白,要确定该酶能否水解其他反应物 还需补充实验,D正确。
6.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。下列分析正确的是 A.实验结果表明该酶的最适温度是40 ℃ B.实验过程中pH的变化不会对该实验产
生影响 C.20 ℃条件下,t3时温度提高10 ℃,产
归纳 总结
酶的名称 淀粉酶
麦芽糖酶 蛋白酶 脂肪酶 DNA酶
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对照组
对照实验
1
试管编号 实 验 2 3
3% 2ml 3% 2ml
组
说明
无关变量
4
一 H2O2 浓度
剂量 二 反应条件
3% 2ml
3% 2ml
常温
90℃ FeCl3
较多 变亮
肝脏研 磨液 自变量
剂量
2滴清水 2滴清水 2滴
2滴
大量 复燃
不明显 少量 结 气泡产生 果 卫生香燃烧 不复燃 不复燃
因变量
没有催化剂催化
活化能/kJ٠mol
75
用胶态铂催化 用过氧化氢酶催化
54 29
◆下图示酶促反应,甲、乙、丙、丁中属于
酶的是( A)
A、甲
B、乙
C、丙
D、丁
◆下列生理过程和现象中,不需要酶直
接参与的是( C ) A、光能转变为ATP中的化学能 B、塑料袋中的土豆变酸 C、萎蔫的菠菜放入清水中变硬 D、小麦吸收土壤中的NO3—
3、为了认识酶作用的特性,以20%过氧化氢溶液为反 应底物的一组实验结果如下表所示。通过分析实验结果, 能够得出相应的结论。在下列有关结论的描述中,从表 中得不到实验依据的一项是( B )
1 2 3 4
方法 常温下自然分解 常温下加入Fe3+ 常温下加入鲜肝提取液 加入煮沸后冷却的鲜肝提取液
观察结果 氧气泡少而小 氧气泡稍多而小 氧气泡极多而大 氧气泡少而小
脲酶是蛋白质
切赫、奥特曼
少数RNA也具有生物催化功能
2、酶的本质
酶是一类生物催化剂
是 活细胞 产生的 具有生物催化作用的 有机物。
酶的来源
酶的功能 酶的化学成分
大部分酶是蛋白质,也有少数是RNA。
练一练
1、某种酶在水解过程中,首先能得到多肽, 最后得到氨基酸,这说明该酶 ( C ) A、是活细胞产生的 B、是生物催化剂 C、是蛋白质 D、基本组成单位是多肽
1.常温 2.常压 3.水溶液环境 4.pH接近中性
在这种环境状态下发生的化学反应,应该 有适合的生物催化剂 ———— 酶
一、酶的作用和本质:
1.酶在细胞代谢中的作用: 用简单的实验证明酶的催化效率:
1.常温
2.加热
3.FeCl3
4.加肝液
2 H2O2 → 2 H2O + O2
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
3. 酶的作用条件比较温和
从上面进行的实验我们看出进行实验需要一 定的条件,比如淀粉酶60℃左右最好。能不能设计 一个实验,来证明温度会影响酶的活性?
酶活性:酶对化学反应的催化效率。
如何找到酶活性最高时的温度? 在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起
疑问:60℃时,为什么肉块长时间不能被分解?
温度: 一般而言,温度越高化学反应越快,但酶是 蛋白质,若温度过高会发生变性而失去活性, 因而酶促反应一般是随着温度升高反应加快, 直至某一温度活性达到最大,超过这一最适 温度,由于酶的变性,反应速度会迅速降低。 大多数酶,在30-40℃范围内显示最高活 性。低温不会使酶失去活性,低温时酶活性 降低,但若再给予适宜的温度,酶活性又增 强。高温可导致酶失去活性,绝大多数酶在 70℃以上,其空间结构即被破坏。 热对酶活性的影响对食品很重要,如, 绿茶是通过把新鲜茶叶热蒸处理而得,经过 热处理,使酚酶、脂氧化酶、抗坏血酸氧化 酶等失活,以阻止儿茶酚的氧化来保持绿色。 红茶的情况正相反,是利用这些酶进行发酵 来制备的。
6班
巴斯德之前 发酵是纯化学反应,与生命活动无关
巴斯德
发酵与活细胞有关,发 酵是整个细胞而不是细 胞中某些物质起作用 毕希纳
李比希 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 继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样 萨姆纳
2、是什么物质使肉块消失了?
是胃内的化学物质将肉块分解了
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了
细胞代谢 (新陈代谢) —
就是活细胞中全部有序的化 学变化的总称.
(是细胞生命活动的基础)
这些化学反应发生的环境条件是什么?
常温常压的状态下、有适合的生物催化剂—
1.影响酶活性的因素:除温度和PH 对酶活性的 影响外,酶浓度和反应底物的浓度也能影响酶促反 应的速度。
甲
乙
丙
丁
酶的浓度:在有足够底物 而又不受其它因素的影响 的情况下,则酶促反应速 率与酶浓度成正比。 底物浓度:当酶浓度、温 度和PH恒定时,在底物 浓度很低的范围内,反应 速率与底物浓度成正比, 当底物浓度达到一定限度 时,所有的酶与底物结合, 反应速率达到最大,再增 加底物演义,反应速率不 再增加。
结论
加热可以促进H2O2分解,提高反应速率, Fe3+和过氧化氢酶都能加快H2O2分解,但 过氧化氢酶的催化效率更高
在本实验中应该注意哪些事项?
1.实验时肝脏必须要新鲜; 2.要使用肝脏的研磨液; 3.滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合 用一支滴管; 4.要注意观察实验的现象; 5.不要让过氧化氢接触皮肤。
胃酸的发现
• 这一功绩应归功于英国的医学化学家威 廉· 朴罗特(William Prout,1785-1850)。 朴罗特于1823年12月向英国皇家学会作了 关于动物胃酸的本质等的报告。他用准确 的的化学分析方法了动物和人的胃液,获 得了明确的结果。他测定了兔、马、牛、 狗和人胃液中的游离盐酸,更重要的是, 他定量第测得了游离盐酸和总酸的浓度。
注意酶与激素、蛋白质、维生素、脂质的关系: • 问:能产生激素的细胞一定能产生酶吗? • 能产生酶的细胞一定能产生激素吗? 用数学集合怎样表示??
维生素 脂质 激素
蛋白质
酶
课堂小结
(1)酶具有高效性 (2)酶具有专一性
1、酶的特性
(3)酶的作用条件较温和 温度影响酶的活性 PH值影响酶的活性 (1)单一变量原则
下表所列举的实验,能够说明
过氧化 FeCl3 肝脏研 氢溶液 溶液 磨液
( D
温度
)
结果
试管1
试管2
2mL
2mL
2滴
2滴
25oC 气泡少
25oC 气泡多
A、酶具有多样性 C、酶的活性受温度影响
B、酶具有专一性 D、酶具有高效性
控制变量与对照实验 1、自变量:实验中人为改变的变量。 2、因变量:随自变量而变化的变量。 3、无关变量:除自变量外,实验过程中 可能还会存在的一些可变因素,对实验 结果造成影响。
酶的功能作用机理: 1、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称为活化能。 2、酶在生化反应中起的催化作用, 主要是 降低了反应的活化能,酶在反应前后的性 质和数量不变化。
看两道题
分子从常态变为容易发生化学反应的活跃 状态所需要的能量。
加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道
在20度测得的过氧化氢分解的活化能 条件
2、对照性实验设 (2)对照性原则 计原则 (3)等量原则
一、酶的作用和本质 1.酶在细胞代谢中的作用 (1)细胞代谢:细胞中每时每刻进行着的 化学反应 的统称,
是细胞生命活动的基础。
(2)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。
(3)酶的作用机理:降低化学反应的 活化能 ,且与无机催化剂 相比,酶 降低活化能 的作用更显著,催化效率更高。
A.从催化反应效率看,酶有高效性 B.从催化底物范围看,酶有专一性 C.从催化反应条件看,酶有温和性 D.从催化活性看,酶变性后就失活
1.下列关于酶的叙述,不正确的是(双选) . A.细胞内的酶都是在核糖体上合成的 B.酶能降低反应的活化能
(
)
C.所有的酶都具有专一性
D.酶只能在细胞内起催化作用
解析:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。蛋白质的合 成场所是核糖体,RNA的合成场所主要是细胞核。 答案:AD
一 酶的作用和本质
• 1773年,斯帕兰扎尼设计了一个巧妙的实验:将 肉块放入小巧的金属笼中,然后让鹰吞下去。过 一段时间他将小笼取出,发现肉块消失了。于是, 他推断胃液中一定含有消化肉块的物质。斯帕兰 扎尼想要研究胃液对于食物的消化功能。他的前 人就曾做过类似的实验,不过实验对象是鸟类。 但斯帕兰扎尼却不满足于这些结果,他走得更远, 竟拿自己做实验。尽管担心自己也许会噎死(事 实上有一只实验鹰就是这样死的),但他还是吞 下一个亚麻包,里面装有嚼碎的面包渣,当小包 23小时后从身体里取出时,面包不见了,而小包 依然完好无损。被包装好的食物在胃里仍被消化, 说明胃除了物理消化之外还有化学消化。
———
酶
Br2
Fe
Br
HBr
一般化学反应的条件 :
(1)高温(2)高压 (3)强酸(4)强碱(5)催化剂
在化学反应里能改变其它物质的化学反应 速率,而本身的质量、数量和化学性质在反 应前后都没有变化的物质叫做 催化剂 。
细胞内会发生一系列的化学反应,这些 化学反应发生的环境条件是什么?
细胞内外的环境:很温和
1.酶的水解产物是 A.氨基酸 C.核糖核苷酸 B.葡萄糖
(
)
D.氨基酸或核糖核苷酸
解析:从酶的化学本质来分析,绝大多数酶是蛋白质, 蛋白质的基本组成单位是氨基酸。少数酶是RNA,RNA的 基本组成单位是核糖核苷酸。要综合考虑该问题,不要
有遗漏。
答案:D
2、当某种RNA存在时,生物体内的某种化 学反应能正常进行,当这种RNA被有关的 酶水解后,此种化学反应立刻停止。由此 可以说明 (B ) A、RNA是核酸的一种 B、RNA也可起生物催化剂的作用 C、RNA主要存在于细胞质中 D、RNA是该种生物的遗传物质