5.1降低化学反应活化能的酶（课件1）（新人教版必修1）

(共63张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
斯帕兰札尼鹰的消化作用实验
1.为何要将肉块放在笼子中？
2.对肉起消化作用的师什么物质？
3.进行肉类消化的过程的条件是怎样的？
4.在实验室中能否也让肉分解？能的话需要
怎样的条件？
一、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。
2 H2O2 → 2 H2O + O2
1、常温下反应
2、加热
3、Fe3+做催化剂
4、过氧化氢酶
猪肝研磨液
加入试管直接观察
酒精灯水浴加热
滴加FeCl3溶液
二、酶在细胞代谢中的作用
试管编号 1 2 3 4
3%H2O2 2ml 2ml 2ml 2ml
实验处理 90℃左右水浴加热 ＼ 加热 ＼ ＼
　2%FeCl3 ＼ ＼ 2滴 ＼
20%肝脏研磨液 ＼ ＼ ＼ 2滴
实验观察 产生气泡数量
卫生香燃烧程度
实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
结论：
不明显
少量
较多
最多
不复燃
几乎无变化
轻度燃烧
猛烈燃烧
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样，加热、FeCl3和过氧化氢酶都可以使过氧化氢分解，但过氧化氢酶的催化效率较高。
在本实验中应该注意哪些事项？
1.实验时肝脏必须要新鲜。因为酶是蛋白质，如果取材过早，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶的数量减少且活性降低。
2.要使用肝脏研磨液，这样可加大过氧化氢酶与过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。
3.滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合用一支滴管。原因是酶的催化效率具有高效性，少量酶带入氯化铁溶液中也会影响实验结果的准确性，导致得出错误的结论。
4.过氧化氢具有一定的腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。
试管编号 1 2 3 4
3%H2O2 2ml 2ml 2ml 2ml
实验处理 90℃左右水浴加热 ＼ 加热 ＼ ＼
　2%FeCl3 ＼ ＼ 2滴 ＼
20%肝脏研磨液 ＼ ＼ ＼ 2滴
实验观察 产生气泡数量
卫生香燃烧程度
实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
对照实验
对照组
实　验　组
无关变量
自
变
量
因
变
量
等量原则
（二）实验:讨论提示
1.2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.不能。
3.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。
4.4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。
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。
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+：
　酶：
提高分子的能量
降低化学反应的活化能
更显著地降低化学反应的活化能
二、酶在细胞代谢中的作用
三、酶的本质
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。
来源：
作用：
化学本质：
（三）资料分析
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.提示：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。
细胞代谢：
设计实验的原则：单一变量原则
对照原则
等量原则
酶降低化学反应活化能，提高化学反应速率的作用；
酶的本质：
基础题
1.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些物质在起作用。
李比希：引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。
毕希纳：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：酶是蛋白质。
2.提示：
（1）细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要高效率地进行，酶的催化效率比无机催化剂高得多。
（2）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：
（1）如四膜虫的rRNA前体具有催化活性。
（2）目前已有发现具催化活性的DNA的报道。
四、酶的特性
㈠酶具有高效性
思考：
口腔里只有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化
酶的催化效率是无机催化剂的107 ~1013 倍。
㈡酶具有专一性
一种酶只能催化一种或一类化学反应。
四、酶的特性
思考：P86基础题3
▲案例一：
探究PH对过氧化氢酶活性的影响：
▲案例二：
探究温度对淀粉酶活性的影响：
⒈PH对酶活性的影响
㈢酶的作用条件较温和
四、酶的特性
四、酶的特性
过酸过碱会使酶的空间结构遭到破坏，酶永久失活。
⒉温度对酶活性影响
温度过高会使酶的空间结构遭到破坏，酶永久失活。低温使酶的活性降低，但恢复温度后，酶的活性可恢复。
四、酶的特性
四、酶的特性
过酸、过碱和高温---酶被杀死
低温------------------酶暂时失活
注意：
1、温度
2、pH
影响酶促反应速率的因素有哪些？
酶活性
酶促反应速率
3、酶的浓度：
影响酶促反应速率的因素有哪些？
酶促反应速率
酶的浓度
0
反应速率随酶浓度的升高而加快。(底物充足)
4、底物浓度：[见拓展题]
影响酶促反应速率的因素有哪些？
酶促反应速率
底物浓度
0
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（酶量一定）。
㈠酶的特性：
⑴高效性
⑵专一性
⑶作用条件较温和
㈡影响酶促反应速率的因素：
温度、PH、酶浓度、底物浓度
◆1783年，斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用时做了一个巧妙的实验，这个实验的巧妙之处在于（ ）
A．排除了鸟的胃中物理性消化的干扰
B．证明了何种消化酶对食物起了消化作用
C．证明了胃对于食物只有化学性消化
D．证明了细胞代谢离不开消化酶
◆下列关于过氧化氢的叙述中，正确的是（ ）
A．在没有催化剂时过氧化氢不会分解成水和氧气
B．过氧化氢和水一样无色无味，对细胞无害
C．Fe3+和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解
D．从最终结果看，在有催化剂存在时，过氧化氢分解反应会进行得更彻底
A
C
◆在过氧化氢酶和Fe3+的催化效率比较的实验中，把肝脏制成研磨液的目的是（ ）。
A．有利于过氧化氢酶的释放
B．保护过氧化氢酶
C．提高过氧化氢酶的活性
D．以上说法都不正确
◆下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是（ ）。
A．要设置对照组和实验组
B．要遵循单因子变量原则
C．无关变量要始终相同且适宜
D．自变量要始终保持相同
A
D
◆同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因是（ ）。
A．能降低反应的活化能
B．能供给反应物能量
C．改变了反应的途径
D．降低反应活化能的作用更显著
■关于活化能，下列说法不正确的是（ ）。
A．是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量
B．加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能
C．无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更多而加快反应速率
D．酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易进行
D
C
■有一种化学反应P＋Q＝R，图中所示的实线表示在没有酶的时候此反应的进程，在t1时将催化此反应的酶加入反应底物混合物中，图中能表示加入酶以后此反应进程的曲线是（ ）。
A．a
B．b
C．c
D．d
C
■下列关于酶的说法中，正确的是（ ）。
①生物体内的酶在不断钝化、失活、更新
② A＋B→B＋C＋D可表示酶促分解过程
③酶只有在活细胞内才具有催化效能
④酶可提高反应速度而改变反应的平衡点
⑤酶都是活细胞产生的具有催化能力的蛋白质
⑥化学反应前后酶的化学性质和数量不变
A．①②⑥
B．②③⑤
C．①②③④
D．②④⑤⑥
A
■20世纪80年代初，Cech 和Altman分别发现了具有催化功能的核酶，打破了酶只是蛋白质的传统观念，为此双双获得了1989年的诺贝尔化学奖。“核酶”是指某些（ ）。
A．DNA
B．RNA
C．染色体
D．ATP
B
■下图纵轴为酶反应速率，横轴为底物浓度，其中正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速率关系的是（ ）。
B
■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
■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
C
A
■能够使唾液淀粉酶水解的是（ ）
A.淀粉酶 B.脂肪酶
C.蛋白酶 D.肽酶
■关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（ ）
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
C
D
■果子酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可以使沉淀消失，而加入其他的酶无济于事，这说明（ ）。
A．酶的催化作用具有专一性
B．酶的化学成分是蛋白质
C．酶的催化作用受环境影响
D．酒中的这种沉淀是氨基酸
A
■一次实验中，某同学将煮沸冷却的淀粉分别装入甲、乙两个试管各2 mL,接着又用量筒取2 mL新鲜唾液加入甲试管，又用该量筒（未作任何处理）取2 mL清水加入乙试管，振荡甲、乙两试管后放入37 ℃温水中10 min。分别向甲乙两试管中各滴入2滴碘液，令人不解的是甲、乙两试管中均不变蓝。下列相关判断中，正确的是（ ）。
A．对照A和B试管内发生的现象，说明酶具有高效性
B．甲、乙两试管中均不变蓝，说明淀粉均未被彻底分解
C．继续滴加碘液后，乙试管溶液应该变蓝
D．温水中放置10 min时间太短，不足以说明问题
A
■淀粉和纤维素都是由葡萄糖分子连接在一起构成的。在人体消化道中，淀粉能通过酶的作用被水解，但纤维素不能被水解，其原因是（ ）。
A．人体消化道中没有催化纤维素水解的酶
B．纤维素水解的最适温度比淀粉高得多
C．纤维素水解的最适酸碱度与淀粉水解的不同
D．人体的消化道不够长
A
■将药物装入米纸（淀粉）做的胶囊中，可有效减轻某些口服药物对胃黏膜的刺激。下列相关说法中，不正确的是（ ）。
A．酶显然具有专一性，胃中的蛋白酶不能消化淀粉
B．唾液淀粉酶在胃液中活性丧失，不再起消化作用
C．开水冲服使唾液和胃液稀释，对胶囊不起消化作用
D．胶囊在口腔中经过的时间短，唾液淀粉酶来不及对胶囊起作用
C
■某些制糖厂用淀粉做原料进行工业制糖。其技术基本要求是：调节温度来影响淀粉酶的活性。下图甲表示温度对淀粉酶活性的影响，图乙表示一定量的淀粉酶在催化足够量的淀粉水解时温度对麦芽糖产量的影响，图中的积累量表示在一段时间内生成麦芽糖的总量。下面关于X、Y、Z三点温度值的判断正确的是（ ）。
A．X点代表Ta 、Y点代表Tb；B．X点代表Tb、Y点代表Tc；
C．Y点代表Tb、Z点代表Tc； D．X点代表Ta 、Z点代表Tc。
B
■通常胃液的pH约为1.4左右，在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH由10降到1的过程中，胃蛋白酶的活性将（ ）。A．不断上升
B．没有变化
C．先升后降
D.先降后升
■新采摘的玉米果穗具有甜味，但放置一段时间后甜味便降低，如果采摘后放在沸水中浸泡一段时间后再保存，甜味要保留更长的一段时间。下列相关说法不正确的是（ ）。
A．放置一段时间后甜味降低的原因是玉米进行呼吸作用消耗了部分单糖；
B．沸水浸泡后甜味可保留较长时间，因为高温使分解甜味物质的酶失活；
C．该实验说明酶的催化作用受温度影响；
D．新采摘的玉米果穗放入冰箱低温储藏不能延长甜味保留的时间。
B
D
■有人做了这样一系列实验：第一组将萝卜磨碎，制得提取液，立即冷却，然后取几只试管分别加入pH为3～9的一定量的过氧化氢的溶液，30 ℃保温，均加入少量冷藏提取液。第二组重复上述实验，只是把提取液的添加量减半。第三组重复第一组实验，只是把提取液进行80 ℃热处理。然后绘成曲线如图，分别表示一、二、三组结果的是（ ）。
A．a、b、c
B．c、b、a
C．a、c、b
D．b、a、c
D
■下图是小麦淀粉酶在不同温度下的催化效率的变化曲线，下列判断不正确的是（ ）。
A．小麦淀粉酶在35 ℃时，小麦淀粉酶的催化效率最高
B．0 ℃和100 ℃时，酶的催化效率都降为0
C．A图曲线表示从0～35 ℃过程中酶的催化效率可望恢复
D．B图从100 ～35 ℃的过程中酶的活性也将直线上升
D
■下图曲线OABC表示在最适温度下，反应物浓度对某种酶促反应速率的影响，下列相关说法不正确的是（ ）。
A．曲线OA1B1C1一定是温度低于最适温度时反应物浓度对该酶促反应速度的影响；
B．在B点反应物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速度的提高；
C．在A点限制该酶促反应速度的主要因素是反应物的浓度；
D．在C点时加入少量的该酶，会使该酶促反应的速度大大加快。
A
■加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：
（1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的
奶渍和血渍？
（2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？
（3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些
衣料？（ ）
A.化纤 B.纯毛 C.纯棉 D.真丝
（4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中
还可以加入什么酶？
B D
脂肪酶
控制变量与对照实验
1、自变量：实验中人为控制改变的变量。
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。
4、对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。
5、对照实验一般要设置对照组与实验组。
■如果酶的数量一定，下列哪个图示最确切地反映了反应速率与底物浓度的数量关系 （ ）
A
■下图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速度关系的是（ ）
B
此题见于课后拓展题
■将乳清蛋白，淀粉，胃蛋白酶，唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器内，调整PH至2.0，保存在37摄氏度的温水内，过一段时间后，容器内剩余的物质是（ ）
A 淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
B 唾液淀粉酶、麦芽酶、胃蛋白酶、多肽
C 唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水
D 唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
■将胃液的PH从10降到2的过程中，胃液中胃蛋白酶的活性的变化是（ ）
A 一直上升 B 没有变化 C 先升后降 D 先降后升
A
B
■加酶洗衣粉不能用沸水溶解，这说明了酶的作用（ ）
A 适于低温下催化 B 具有高效性
C 具有专一性 D 需要适宜的温度
■下列叙述不正确的是（ ）
A 酶的主要作用是降低反应所需的活化能
B 酶以相同的能量能使更多的分子活化，从而加速反应的进行
C 酶加速反应的进行，使给反应物提供能量
D 酶同无机催化剂相比，降低活化能的能力显著
■蛋白酶使蛋白质水解为多肽，但不能使多肽水解为氨基酸，这说明酶有（ ）
A 高效性 B 专一性 C 多样性 D 稳定性
D
C
B
■下图为某同学根据实验所做的不同温度下，A、B、C、D四种酶的催化效率曲线图，请据图回答下列问题：
(1) A酶的催化效率达到最高值时温度约为_____。
(2) _____曲线能反映出温度对人体内酶的影响。
(3) _________ 曲线很可能是错误的，因为_____。
（1）15℃（2）B（3）C，超过60℃，绝大多数的酶失去活性。
条件 活化能/kJ·mol-1
没有催化剂催化 用胶态铂催化 用过氧化氢酶催化 75 54 29
在20 ℃测得的过氧化氢分解的活化能
试管编号
项目 1 2 3
过氧化氢酶溶液 1ml 1ml 1ml
蒸馏水 1ml ＼ ＼
体积分数为5%的HCI溶液 ＼ 1ml ＼
质量分数为5%的NaOH溶液 ＼ ＼ 1ml
体积分数为3%的过氧化氢溶液 2ml 2ml 2ml
实验现象
结论
实验：探究过氧化氢酶的活性受酸碱度影响
试管编号
项 目 1 2 3
可溶性的淀粉溶液 2ml 2ml 2ml
冰水处理 5分钟 ＼ ＼
37℃水浴处理 ＼ 5分钟 ＼
90℃水浴处理 ＼ ＼ 5分钟
稀释唾液淀粉酶溶液，摇匀 1ml 3分钟 1ml 3分钟 1ml 3分钟
滴加碘液，摇匀 1滴 1滴 1滴
实验现象
结论
实验：探究温度对淀粉酶活性的影响
（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。
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
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
C
A
3.能够使唾液淀粉酶水解的是（ ）
A.淀粉酶 B.脂肪酶
C.蛋白酶 D.肽酶
4.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（ ）
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
C
D
5.加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：
（1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的
奶渍和血渍？
（2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？
（3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些
衣料？（ ）
A.化纤 B.纯毛 C.纯棉 D.真丝
（4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中
还可以加入什么酶？
B D
脂肪酶