2019_2020学年高中生物第三章第三节酶课件浙科版必修1

探究点一
易错点排查
酶的发现和酶的作用机理 问题导引 假设从一个村庄到另一个村庄必须经过一座高山,若要越过高山, 则既费时又费力。如果能修建一条过山隧道,就能极大地方便村民 的出行。在修隧道之前,村民越过高山到达另一个村庄相当于普通 的化学反应,而修建的过山隧道相当于在反应中加入酶。你能从中 得出什么结论吗? 提示 酶使化学反应更加容易进行,加快了化学反应速率。
的反应。 4.温度不同,酶的活性一定不同。( ) 提示 × 温度不同,酶的活性可能相同。
探究点一
易错点排查
5.低温时,酶的活性低,适当升高温度,酶的活性升高。( ) 提示 √ 6.高温时,酶的活性低,适当降低温度,酶的活性升高。( ) 提示 × 高温时,酶会变性,适当降低温度,酶的活性不会升高。 7.人体内的酶最适pH都是7。( ) 提示 × 人体内大多数酶的最适pH是7,胃蛋白酶的最适pH约 为2,胰蛋白酶的最适pH约为8。
无机物,有些是离子,有些 是化合物
同 来源
由活细胞产生的
来自于自然界或人工合成
点 催化效率 具有高效性
具有一般催化效果
生物活性 具有生物活性
不具有生物活性
相同点
都是具有催化作用的物质,催化的实质都是降低反应 的活化能;都是反应前后质量和化学性质不发生改 变;都是对一种或一类化学反应起作用;都受温度、 pH、底物浓度等的影响
⑥将反应小室平放在盘中的水里,量筒移至反应小室口伸出的玻 璃管上方。
⑦将反应小室旋转180°,使H2O2溶液接触滤纸片,同时开始计时, 分别记录在0.5 min和1 min时量筒中水平面的刻度。
⑧反复冲洗反应小室,重复上述实验,测量pH分别为6.0,7.0,8.0时 产生的气体量。
⑨记录实验结果。
↓ ④结论:淀粉、蔗糖均不具还原性
(2)探究酶的专一性。
①分组编号:另取4支试管,并编号为3、4、5、6;
②按下表顺序向各试管中加入相应物质并控制实验条件,记录实
验结果
试管
3
4
5
6
1%淀粉溶液 3 mL
—
3 mL
—
2%蔗糖溶液 —
3 mL
—
稀释新鲜唾液 1 mL
1 mL
—
3 mL —
蔗糖酶溶液 —
三、酶的特性
1.酶的催化活性极高(具有高效性)
(1)验证酶高效性的实验。
①原理:2H2O2 ②实验步骤及现象。
2H2O+O2
试管
体积分数为 2%的 H2O2 溶液 鸡肝匀浆或 马铃薯匀浆
1号 3 mL 少许
2号 3 mL —
二氧化锰
—
少许
观察
气泡产生快而多 气泡产生比 1 号慢而少
用点燃后无明火的 卫生香放在试管口处
最适的pH范围可能很窄,也可能较宽,这取决于不同酶的特性。
(2)活动:探究pH对过氧化氢酶的影响。 实验步骤: ①托盘加水至快满。 ②取8片滤纸片放入培养皿里的鲜肝匀浆中浸泡1 min,用镊子夹 起,靠在培养皿壁上。 ③将2片含有酶的滤纸片放入反应小室的一侧内壁上,使滤纸片 贴在内壁上。 ④向反应小室中加入pH为5.0的缓冲液2 mL,再加入体积分数为 3% 的H2O2溶液2 mL。将小室塞紧。 ⑤将25 mL量筒横放于盘中使之灌满水,将量筒倒立,使筒口一直 在水中。
3 mL 3 mL
2
加入马铃薯匀浆
少许
—
3
加入二氧化锰
—
少许
4
检测
据此分析,下列叙述错误的是( ) A.实验的可变因素是催化剂的种类 B.可用产生气泡的速率作检测指标 C.该实验能说明酶的作用具有高效性 D.不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验
解析 由表可知,该实验的自变量是催化剂的种类,A正确;二氧 化锰和马铃薯匀浆都可催化过氧化氢的分解,因此可用产生气泡的 速率作检测指标,B正确;马铃薯匀浆中含有生物催化剂,催化效率 比无机催化剂二氧化锰更强,可说明酶的作用具有高效性,C正确; 鸡肝匀浆中也含有过氧化氢酶,因此可用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆 进行实验,D错误。
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2.酶的概念
定义:活细胞内产生的具有生物催化作用的有机物。
↑
↑
↑
来源
功能
化学本质
来源 化学本质 合成原料(单体)
合成场所 生理作用 作用机理
一般来说,活细胞都能产生酶 大多数是蛋白质,少量是 RNA 氨基酸或核糖核苷酸
主要是在核糖体上,也可在细胞核内 具有生物催化作用 降低化学反应的活化能
复燃快而剧烈
复燃
③实验结论:酶具有高效性。 (2)高效性的具体表现。 以过氧化氢酶为例,每个酶分子能在1 s之内将105个过氧化氢分 子分解。有酶参与的反应速率是没有酶参与情况下的1 000万 倍。 2.酶有专一性 (1)概念:一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应, 这就是酶的专一性。 (2)探究酶的专一性实验。 ①原理:还原糖(如麦芽糖、葡萄糖、果糖)遇本尼迪特试剂在 水浴煮沸后会出现红黄色沉淀;淀粉水解得到麦芽糖,而蔗糖水解 后可得到葡萄糖和果糖;淀粉与蔗糖都不是还原糖。
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名师精讲 1.酶的发现过程
科学家
成就
斯帕兰扎尼 胃液中有一种能消化肉的物质
巴斯德 李比希 毕希纳
酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果 酒精发酵仅仅是一种化学反应,与酵母菌的活动 无关,最多只需要酵母菌中某种物质的参与
促使酒精发酵的是酵母菌中的某种物质——酶
萨母纳尔
酶是蛋白质
切赫和奥特曼 少数 RNA 也有催化作用(核酶)
答案 D
二、酶的专一性 实验指导 1.实验原理 (1)淀粉、蔗糖不具还原性,但淀粉的水解产物(葡萄糖)及蔗糖的 水解产物(果糖和葡萄糖)具有还原性。 (2)还原糖可据其与本尼迪特试剂在水浴加热条件下是否产生红 黄色沉淀来判断。 (3)新鲜唾液中含有淀粉酶。
2.方法步骤 (1)检验淀粉、蔗糖与本尼迪特试剂是否发生特异性颜色反应。 ①分组编号:取2支试管,并编号为1、2
五、有关酶的知识的总结归纳
化学本质
合成原料 来源 生理功能 影响因素 特性
绝大多数酶是蛋白质,少数是 RNA
氨基酸或核糖核苷酸 活细胞 具有生物催化作用 温度、pH 和各种化合物等 催化活性极高、具专一性等
自主思考 酶和化学催化剂有什么相同点和不同点? 提示
酶
化学催化剂
化学本质 不
有机物,有些是蛋白质, 有些是 RNA
自主思考 构成酶的基本单位是什么? 提示 绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。所以构成酶的基本 单位是氨基酸和核糖核苷酸。
二、酶是生物催化剂 1.催化剂的作用 促使反应物发生化学变化,本身却不发生化学变化。 2.酶的催化作用 (1)受酶催化而发生化学反应的分子叫底物。 (2)酶的作用机理——“钥匙与锁”的原理。 ①反应过程:酶与底物结合,形成酶—底物复合物,然后这个复合 物会发生一定的形状变化,使底物变成产物,并从复合物上脱落,同 时酶分子又恢复原状。 ②酶作用的强弱可用酶活性表示。
3.注意事项 (1)肝脏提取液若不新鲜,其中过氧化氢酶会被细菌分解。 (2)吸取MnO2溶液与肝脏研磨液不可共用同一吸管。 (3)防止卫生香插入液体中被熄灭。
设计体验 1.(2019年4月学考,10)为研究酶的特性,进行了实验,基本过程如 下表所示:
步骤 基本过程
试管 A 试管 B
1
加入 2%过氧化氢溶液
↓ ②检验:向2支试管中各加2 mL本尼迪特试剂;再向1号试管中加 1%淀粉溶液3 mL,向2号试管中加2%蔗糖溶液3 mL;混匀后沸水浴 加热2~3 min
↓
③观察:记录实验结果
试管 本尼迪特试剂 1%淀粉溶液 2%蔗糖溶液
实验结果
1 2 mL 3 mL — 无红黄色沉淀生成
2 2 mL — 3 mL 无红黄色沉淀生成
3 mL —
— 3 mL
——
1 mL 1 mL
无红黄 产生红黄 色沉淀 色沉淀
(3)结论:淀粉酶只能催化淀粉水解,而不能催化蔗糖水解;蔗糖酶 只能催化蔗糖水解,而不能催化淀粉水解,说明酶具有专一性。
四、酶的作用受许多因素的影响 影响酶作用的因素很多,pH、温度和各种化合物等都能影响酶的 作用。 1.pH对酶活性的影响 (1)酶通常在一定pH范围内才起作用,而且在某一pH下作用最强。
—
1 mL 1 mL
温度处理
37 ℃恒温水浴 15 分钟
本尼迪特试剂 2 mL
2 mL
2 mL 2 mL
水浴加热
沸水浴中煮 2~3 min
实验结果
有红黄色 无红黄色沉 无红黄色 有红黄色沉 沉淀生成 淀生成 沉淀生成 淀生成
结论:淀粉只在淀粉酶作用下水解产生还原糖,蔗糖只在蔗糖酶 作用下水解产生还原糖,说明酶具有专一性。
第三节 酶
情境导入
课程目标
1.描述酶的发现过程。 2.说出酶在细胞代谢中的作用、本 质,归纳出酶的概念。 3.举例说明酶的高效性和专一性 及酶的活性受其他因素影响。 4.通过对照实验探究酶的专一性。
一、酶的发现 1.18世纪末,意大利科学家斯帕兰扎尼发现:胃液中有一种能消化 肉的物质。 2.1853年,科学家发现正在发酵的葡萄酒中有酵母菌。巴斯德认 为:酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果。李比希认为:酒精发酵仅 仅是一种化学反应,与酵母菌的活动无关,最多只需要酵母菌中 某种物质的参与而已。 3.1897年,德国的毕希纳证明:促使酒精发酵的是酵母菌中的某种 物质——酶,而不是酵母菌细胞本身。 4.1926年,美国的萨姆纳尔得到脲酶结晶,才弄明白酶的本质是 蛋白质。 5.20世纪80年代初,科学家们发现:极少数特殊的酶是RNA,我们 称这一类酶为核酶。
探究点一
易错点排查
变式训练 下图表示人体内某个化学反应,下列关于酶的叙述正