《2018-2019年高中生物第五章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶课件新人教版必修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019年高中生物第五章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶课件新人教版必修（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章,细胞的能量供应和利用,汽车的行驶、轮船的开动、飞机的飞行都需要燃料的燃烧提供能量。同样，细胞作为一个基本的生命系统，也需要源源不断地输入能量，用于有机物的合成、肌细胞的收缩、主动运输等多项生命活动。只有保证能量的输入，细胞才能维持生命活动的有序性。那么，外界的能量如何输入细胞，又如何被细胞利用？这就是我们在本章所要探索的问题。,趣 味 导 学,本章我们将重点学习酶的本质和特性，ATP的产生和利用，细胞呼吸和光合作用的场所、过程及影响因素等。由于细胞呼吸和光合作用是高考命题的焦点，学习时应予以充分的重视。 本章有较多的实验和探究活动，在设计和实施时，应善于鉴别自变量和因变量，通过控制自变
2、量，观察和检测因变量的变化，并学会设置对照组和重复实验，这些都是基本的科学方法，在提取、分离、检测一些物质时，既要理解原理，又要掌握基本的操作技能。在理解和掌握本章基础知识的基础上，应做一定量的练习题以达到巩固提高的目的。,本 章 概 述,1通过实验，理解酶的化学本质、酶的特性和影响酶活性的因素。 2结合前面学习的有关糖类的知识，综合理解生物体内的能源物质。 3以整个生物界能量的吸收和利用为线索，理解细胞呼吸和光合作用的意义。通过流程图，识记光合作用和细胞呼吸的过程。 4联系初中所学习的知识进行理解。初中阶段我们学习了消化酶、绿色开花植物的呼吸作用，以及人体内的能量来自细胞中有机物的氧化分解等
3、基础知识；观察了光合作用放氧的演示实验，并学习了光合作用及其在农业生产上的应用等基础知识。如果能回想起这些知识，对本章的学习将会有很大的帮助。,学 法 指 导,第1节 降低化学反应活化能的酶,自 主 学 习,2实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 (1)实验原理：H2O2在_、_和肝脏研磨液中_的作用下加速分解。,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,(2)实验步骤：,2 mL过氧化氢溶液,90,水浴,2滴,肝脏研磨液,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
4、烈,酶,催化,二、酶的本质和作用原理 1判断下列有关酶本质的描述 (1)酶只能在活细胞中合成。( ) (2)所有的酶都是蛋白质。( ) (3)任何细胞内的RNA都可以起催化作用。( ),2作用原理 (1)活化能：分子从_转变为容易发生化学反应的_状态所需要的能量 (2)作用机制：同无机催化剂相比，酶降低_的作用更显著，因而 催化效率更高 结果：由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下_进行,常态,活跃,活化能,快速,无机催化剂,细胞代谢,一种或一类,细胞代谢,3温度和pH对酶活性影响及曲线 (1)温度对酶活性的影响及曲线： T0表示酶促反应的_，此时酶活性_。 温度_，酶活性降低。 温度_，
5、酶会失活。,最适温度,最高,偏高或偏低,过高,(2)pH对酶活性的影响及曲线： P表示酶促反应的_，此时酶活性_。 pH_，酶活性降低。 pH_，酶会失活。,最适pH,最高,偏高或偏低,过高或过低,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 。,？思考,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。 3人体口腔内的
6、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。,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。( ),判断题,6酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。( ) 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
7、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。( ),新 知 解 读,1酶的概念和作用机理 (1)酶的概念理解：,知识点1 酶的作用和本质,(2)酶的作用机理： 分析可知： E1这一部分的活化能是指酶所降低的能量； E2这一部分的能量是指酶促反应过程中所需能量； E1E2E这一部分的能量是反应所需总能量，是指无酶催化的
8、时候，分子从常态转变成活跃状态所需的能量，即反应活化能。,2“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验分析,讨论 (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？ 2号试管有大量气泡产生；说明加热能促进过氧化氢的分解。 (2)在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？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？ 过氧化氢(H2O2)在一定催化剂和较温和的条件下，就可以被分解。 (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？ 4号试管的反应速率比3号试管快。说明过氧化氢酶比Fe3的催化效率高得
9、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。,结论 从以上实验中可以看出，4号试管最先产生气泡，并且产生的气泡多。由于放出的气泡是过氧化氢分解产生的氧气，所以4号试管中的卫生香燃烧得更猛烈，由此可以证明，与无机催化剂Fe3相比，过氧化氢酶的催化效率要高得多。也就是说，酶的催化作用具有高效性的特点。事实上，酶的催化效率是无机催化剂的107倍1013倍。,在做有关酶的实验时，必须根据实验目的确定自变量，平衡无关变量。遵循对照原则和单一变量原则。然后才能观察到科学有效的实验现象，比较因变量，得出正确的结论。,知识贴士,某同学设
10、计了如下实验，下列叙述正确的是( ),典题 1,D,A本实验的自变量是催化剂的有无 B本实验的原理是酶能降低化学反应的活化能 C最终试管1中溶液颜色较深 D若肝脏研磨液不新鲜，可导致两组试管卫生香的复燃程度相同 解析 本实验探究的是酶的高效性，自变量是催化剂的种类而不是有无，比较的是过氧化氢酶与无机盐的催化效率，A错误；本实验的原理是催化能力越强，过氧化氢分解产生的氧气越多，带火星的卫星香检测，燃烧程度可以判断出氧气产生的多少，B错误；本实验不涉及颜色比较，如果选用的肝脏不新鲜，有可能导致过氧化氢酶失去作用，从而使两组试管卫生香的复燃程度相同，D正确。,变式训练1 为了认识酶作用的特性，以20
11、%过氧化氢溶液为底物进行了一组实验，结果如下表所示。从表中不能得到的结论是( ),C,A从催化反应条件看，酶有温和性 B从催化活性看，高温使酶失活 C从催化底物范围看，酶有专一性 D从催化反应效率看，酶有高效性 解析 从实验3和实验4对照，可以得出结论，酶发挥作用需要适宜的温度，高温能够使酶失去活性，故A、B正确；从实验1、2和3进行对照可以得出结论，酶具有高效性，故D正确；由于本实验不能证明酶的专一性，故C错误。,1酶的特性 (1)高效性：催化效率很高，使得反应速率很快。 (2)专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 (3)反应条件的温和性：酶促反应在常温、常压、适宜pH条件下进行，过
12、酸、过碱或高温都能使酶变性失去活性。,知识点2 酶的特性及实验验证,由于酶具有专一性，而细胞内的化学反应极其繁多，不同的反应需要不同的酶来催化，这说明酶具有多样性。 实验中温度和pH的控制 在设计酶需要适宜的温度和pH的实验中，每一组实验都必须事先将底物、酶液分别处理到各自所需要控制的温度和pH，使反应一开始便达到预设温度和pH，减小实验误差。若先将底物与酶液混合后再控制温度和pH，则会由于酶的高效性，导致酶促反应在达到所控温度和pH条件前发生。,知识贴士,一份淀粉酶能使一百万份淀粉水解成麦芽糖，而对麦芽糖的水解却不起作用。这种现象说明酶具有( ) A高效性和多样性 B高效性和专一性 C专一性
13、和多样性 D稳定性和多样性 解析 淀粉酶与淀粉的比例为11000000，这足以体现其高效性；而对麦芽糖不起作用，又体现了它的专一性。,典题 2,B,变式训练2 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，1、2中加入适量双缩脲试剂，3、4中不加任何试剂，下列实验能达到目的的是( ),A,A实验 B实验 C实验、实验都能 D实验、实验都不能 解析 双缩脲试剂检测的是蛋白质，蛋白酶也是蛋白质，故本题无法从化学特性上达到目的，只有考虑物理特性，如蛋白块的变小或消失。,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
14、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。,3影响酶活性的曲线(如图),(1)在一定条件下，酶活性最大时的温度(或pH)称为该酶的最适温度(或pH)。 (2)在一定温度(或pH)范围内，随温度(或pH)的升高，酶的活性增强；当温度(或pH)升高到一定限度时，酶活性会随温
15、度(或pH)的升高而减弱。 (3)过酸、过碱、高温会破坏酶的空间结构，导致酶永久失活，而低温时酶的活性降低，不会失活。,4酶和反应物的浓度与反应速率的关系曲线(如图) (1)反应速率与酶浓度的关系：在反应物充足，其他条件均适宜的情况下，反应速率与酶浓度成正比(如图中甲)。 (2)反应速率与反应物浓度的关系：在酶量一定的条件下，在一定范围内，反应速率会随着反应物浓度的增加而增大，但当反应物浓度达到一定值后，由于受酶数量或酶活性的限制，反应速率不再增大(如图中乙)。,5反应时间对酶促反应速率的影响(如图) (1)甲、乙，丙三图中的时间t0、t1、和t2是一致的。 (2)随着反应的进行，反应物因被消耗而减少，生成物因生成而增多。 (3)t0t1段，因为反应物较充足，所以反应速率较快，反应物消耗较快，生成物生成速度较快。t1t2段，因为反应物的量减少，所以反应速率降低，反应物消耗较慢，生成物生成速率较慢。t2时，反应物被耗尽，生成物也不再增加，此时反应速率为0。,典题 3,AC,解析 本题考查温度和pH对酶活性的影响及解读曲线的能力。分析曲线可知，当温度为35
