《酶的作用和本質(zhì)》公開(kāi)課知識(shí)

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酶的作用與本質(zhì)

一、細(xì)胞代謝

細(xì)胞代謝：

細(xì)胞中各種化學(xué)反應(yīng)的總稱

意義：細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)

1、原理

2H2O2

2H2O+O2

過(guò)氧化氫酶

2H2O2

2H2O

+

O2

2H2O2

2H2O

+

O2

Fe3+

2H2O2

2H2O

+

O2

MnO2

2H2O2

2H2O

+

O2

二、實(shí)驗(yàn)：比較H2O2在不同條件下的分解

2

方法步驟

書P79

實(shí)驗(yàn)探究：過(guò)氧化氫在不同條件下的分解

步驟

試管編號(hào)

1

2

3

4

一

H2O2

濃度

二

結(jié)果

氣泡產(chǎn)生

衛(wèi)生香

燃燒

反應(yīng)條件

2ml

2ml

2ml

2ml

3%

3%

3%

3%

常溫

90℃

FeCl3

研磨液

2滴

2滴

3

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1號(hào)

2號(hào)

3號(hào)

4號(hào)

氣泡產(chǎn)生

衛(wèi)生香復(fù)燃

不明顯

少量

大量

迅速?gòu)?fù)燃

復(fù)燃

較多

1號(hào)試管與2號(hào)試管對(duì)照，說(shuō)明

1號(hào)試管與3號(hào)試管對(duì)照，說(shuō)明

1號(hào)試管與4號(hào)試管對(duì)照，說(shuō)明

3號(hào)試管與4號(hào)試管對(duì)照，說(shuō)明

4

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

1

2

1

3

1

4

3

4

加熱能加快H2O2分解

Fe3+能加快H2O2分解

H2O2酶能加快H2O2的分解

H2O2酶的催化效率比Fe3+高

——酶有

催化作用

——酶有

高效性

三、控制變量

1、自變量：實(shí)驗(yàn)中人為改變的變量

因變量：隨著自變量的變化而變化的變量

控制自變量

觀察或檢測(cè)因變量

①氣泡目測(cè)法

②衛(wèi)生香復(fù)燃法

無(wú)關(guān)變量：除自變量外，實(shí)驗(yàn)中對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的變量

消除無(wú)關(guān)變量

隨機(jī)均分

等量且適量

相同且適宜

如實(shí)驗(yàn)中的不同反應(yīng)條件

如實(shí)驗(yàn)中H2O2用量、濃度、室溫、催化劑的濃度及用量

如實(shí)驗(yàn)中H2O2分解的速率

2、對(duì)照實(shí)驗(yàn)

除一個(gè)因素外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)

對(duì)照組：

實(shí)驗(yàn)組：

1號(hào)

2、3、4號(hào)

空白對(duì)照：

相互對(duì)照：

1號(hào)與2、3、4號(hào)

2、3、4號(hào)

四、酶的作用原理及本質(zhì)

1、酶的作用原理及意義

（1）活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。

能量

活躍狀態(tài)

常態(tài)

活化能

常態(tài)分子

活躍狀態(tài)分子

活化能

加熱：

Fe3+：

酶：

提高分子的能量

降低化學(xué)反應(yīng)的活化能

更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能

（2）作用原理

（3）意義

使細(xì)胞代謝能在溫和的條件下快速進(jìn)行

a：無(wú)催化劑

b：無(wú)機(jī)催化劑

c：酶

A

B

C

D

AD：反應(yīng)所需活化能

CD:

無(wú)機(jī)催化劑降低的活化能

BD:

酶降低的活化能

2、酶本質(zhì)的探索歷程

資料

巴斯德

李比希

畢希納

薩姆納

切赫

奧特曼

用3分鐘的時(shí)間閱讀課本P81-82“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”

他們?cè)诿傅恼J(rèn)識(shí)歷程中分別有什么發(fā)現(xiàn)？

思考

巴斯德之前

發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)

巴斯德

發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用

引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用

畢希納

酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣

薩姆納

脲酶是蛋白質(zhì)

李比希

切赫、奧特曼

少數(shù)RNA也具有生物催化功能

3、酶的概念

酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。

酶的產(chǎn)生場(chǎng)所

酶的作用

酶的化學(xué)本質(zhì)

酶的作用場(chǎng)所：

細(xì)胞內(nèi)、外或生物體內(nèi)外均可

五、酶的特性

1、高效性

酶的催化效率大約是無(wú)機(jī)催化劑的107~13

倍

2、專一性

每種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)

3、作用條件溫和

適宜的溫度、PH

A

A

B

B

C

C

A

B

C

A‘

B’

C‘

過(guò)酸、過(guò)堿、高溫都會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。

而低溫，酶的活性很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性可以升高。

酶制劑適于低溫（0~4℃）下保存。

B點(diǎn)：該酶的最適溫度

A—B：當(dāng)溫度低于最適溫度，酶的活性隨著溫度升高而升高

B—C：當(dāng)溫度高于最適溫度，酶的活性隨著溫度升高而降低，甚至失活。

A

A

B

B

C

C

A

B

C

A‘

B’

C‘

六、實(shí)驗(yàn)

1、酶活性：酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率

觀察或檢測(cè)指標(biāo)：

單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量

2、探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響

淀粉+H2O

麥芽糖

淀粉酶

自變量：

因變量：

控制自變量：

觀察或檢測(cè)因變量：

溫度

酶活性的大小

0℃

60℃

100℃

用碘液檢驗(yàn)

注意：①底物不能用H2O2

（因?yàn)楦邷啬芗涌霩2O2分解）

②不能用斐林試劑檢驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)步驟

1

1’

2

2’

3

3’

一

2mL淀粉溶液

2mL淀粉酶溶液

2mL淀粉溶液

2mL淀粉酶溶液

2mL淀粉溶液

2mL淀粉酶溶液

二

在冰水中

水浴5分鐘

在60℃

水浴中5分鐘

在沸水中

水浴5分鐘

三

1與1’試管

混合均勻

2與2’試管

混合均勻

3與3’試管

混合均勻

四

在冰水中

水浴數(shù)分鐘

在60℃水中

水浴數(shù)分鐘

在沸水中

水浴數(shù)分鐘

五

取出試管，分別滴加2滴碘液搖勻觀察現(xiàn)象

現(xiàn)象

呈藍(lán)色

無(wú)藍(lán)色出現(xiàn)

呈藍(lán)色

結(jié)論

只有在一定溫度下酶的催化效率最好

只有在一定溫度下酶的催化效率最好

3、探究PH對(duì)H2O2酶活性的影響

自變量：

因變量：

控制自變量：

觀察或檢測(cè)因變量：

PH

酶活性的大小

酸性

中性

堿性

觀察氣泡產(chǎn)生速率

或衛(wèi)生香的復(fù)燃程度

2H2O2

2H2O+O2

過(guò)氧化氫酶

注意：底物不能用淀粉（因?yàn)樗岷蛪A都能催化淀粉水解）

1號(hào)試管

過(guò)氧化氫溶液

實(shí)驗(yàn)步驟

一

二

三

四

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

結(jié)論

2號(hào)試管

3號(hào)試管

加入2ml水

試管各加入1mL

H2O2酶溶液

生成大量氣泡

加入2ml

H2O2溶液，并在適宜溫度下水浴

觀察3支試管中氣泡的產(chǎn)生情況

只有在適合的pH下酶的催化效率最好

無(wú)明顯變化

無(wú)明顯變化

探究pH對(duì)H2O2酶活性的影響

加入2mlHCl

加入2mlNaOH

4、驗(yàn)證酶的專一性

自變量：

因變量：

控制自變量：

觀察或檢測(cè)因變量：

不同底物

底物能否被淀粉酶水解

一組用淀粉，一組用蔗糖

用斐林試劑檢驗(yàn)

注意：不能用碘液檢驗(yàn)（不能檢測(cè)出

蔗糖是否水解）

淀粉+H2O

麥芽糖

淀粉酶

蔗糖+H2O

葡糖糖+果糖

蔗糖酶

1號(hào)試管

2號(hào)試管

實(shí)驗(yàn)步驟

一

二

三

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

結(jié)論

加入等量且適量淀粉酶，振蕩搖勻，置于相同且適宜的條件下，反應(yīng)一段時(shí)間

2號(hào)試管中加入等量

蔗糖溶液

加入斐林試劑

振蕩

約60℃水浴2min

1號(hào)試管中加入適量

淀粉溶液

淺藍(lán)色

無(wú)變化

磚紅色沉淀

淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。

探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用

影響酶促反應(yīng)速率的因素：

1、溫度

3、酶的濃度：反應(yīng)速率隨

酶濃度的升高而加快。

4、底物濃度：在一定濃度

范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃

度的升高而加快，但達(dá)

到一定濃度，反應(yīng)速率

不再變化

酶促反應(yīng)速