51降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第1課時(shí)課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶-1第1節(jié)與生活聯(lián)系：談?wù)勛约荷钪薪佑|過(guò)哪些用品含有酶？問(wèn)題探討1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼做了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過(guò)一段時(shí)間后，他把小籠子取出來(lái)，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。斯帕蘭扎尼在研究鷹的消化作用1.為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)？便于取出實(shí)驗(yàn)材料(肉塊)，排除物理消化對(duì)肉塊的影響，確定其是否發(fā)生了化學(xué)消化。2.是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的推測(cè)？是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。斯帕蘭札尼的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某種物質(zhì)。胃液中有大量的鹽酸，推測(cè)鹽酸是分解食物的物質(zhì)。1835年，德國(guó)科學(xué)家施旺，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，胃腺分泌物中有一種物質(zhì)，將它與鹽酸混合后，對(duì)肉類(lèi)的分解能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鹽酸的單獨(dú)作用，這種物質(zhì)就是胃蛋白酶。細(xì)胞代謝離不開(kāi)酶。一、酶的作用和本質(zhì)細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱(chēng)為細(xì)胞代謝。細(xì)胞代謝離不開(kāi)酶。細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。代謝中會(huì)產(chǎn)生代謝廢物，甚至是對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，如過(guò)氧化氫。細(xì)胞中含有過(guò)氧化氫酶，能將過(guò)氧化氫及時(shí)分解為氧氣和水，解除對(duì)細(xì)胞的毒害。過(guò)氧化氫在加熱或氯化鐵溶液的催化下，也能被分解成

和

。加熱、氯化鐵溶液、過(guò)氧化氫酶三種條件下，過(guò)氧化氫被分解的速率一樣嗎？氧氣水

H2O2O2H2O＋酶在細(xì)胞代謝中的作用1.探究·實(shí)踐：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解①實(shí)驗(yàn)原理新鮮肝臟中有較多的H2O2酶。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+數(shù)大約是每滴研磨液中H2O2酶分子數(shù)的25萬(wàn)倍。2H2O22H2O+O2↑不同條件②實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解的快慢，了解過(guò)氧化氫酶的作用。1.常溫2.加熱3.加FeCl34.加過(guò)氧化氫酶.③材料用具新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟(如豬肝、雞肝)研磨液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的FeCl3溶液新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液a.材料：b.用具：量筒、試管、滴管、試管架、衛(wèi)生香、火柴、酒精燈試管夾、大燒杯、三腳架、石棉網(wǎng)、溫度計(jì)試管編號(hào)1234加入物質(zhì)處理不處理

加2滴

溶液加2滴

液現(xiàn)象基本

產(chǎn)生有_______氣泡產(chǎn)生有______氣泡產(chǎn)生，并使衛(wèi)生香燃燒有_______氣泡產(chǎn)生，并使衛(wèi)生香猛烈燃燒2mL3%H2O2溶液90℃水浴加熱FeCl3肝臟研磨少量較多大量④實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果3號(hào)4號(hào)1號(hào)2號(hào)3號(hào)4號(hào)1.與1號(hào)試管相比，2號(hào)試管出現(xiàn)了什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說(shuō)明什么？??討論2號(hào)試管放出的氣泡多，這一現(xiàn)象說(shuō)明加熱促進(jìn)過(guò)氧化氫酶的分解，提高反應(yīng)速率。2.在細(xì)胞內(nèi)，能通過(guò)加熱來(lái)提高反應(yīng)速率嗎？不能。3.3號(hào)和4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說(shuō)明什么？說(shuō)明FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫分解的速率。4.3號(hào)試管與4號(hào)試管相比，哪支試管中反應(yīng)速率快？這說(shuō)明什么？為什么說(shuō)酶對(duì)細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？??討論4號(hào)試管的反應(yīng)速率比3號(hào)試管快得多。說(shuō)明過(guò)氧化氫比Fe3+的催化效率高得多。細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行成千上萬(wàn)種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效地進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。1與2對(duì)照：________________________________________________加熱能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。(為反應(yīng)提供能量)1與3對(duì)照：________________________________________________FeCl3在常溫下能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。(催化作用)1與4對(duì)照：______________________________________________

____________過(guò)氧化氫酶在常溫下能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。(催化作用)⑤實(shí)驗(yàn)分析3與4對(duì)照：⑤實(shí)驗(yàn)分析過(guò)氧化氫酶比FeCl3的催化效率高。⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)論酶和無(wú)機(jī)催化劑一樣，都能催化化學(xué)反應(yīng)，并且酶的催化效率遠(yuǎn)高于無(wú)機(jī)催化的催化效率。高效性科學(xué)方法控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遵循的原則：?jiǎn)我蛔兞吭瓌t、對(duì)照原則、無(wú)關(guān)變量相同且適宜原則1.單一變量原則單一變量:實(shí)驗(yàn)過(guò)程中除自變量的因素外，其余因素(無(wú)關(guān)變量)都保持一致。自變量：實(shí)驗(yàn)中

的變量。因變量：隨

而變化的變量。無(wú)關(guān)變量：除自變量外，實(shí)驗(yàn)中還存在一些

，對(duì)

造成影響。人為控制的對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行處理的自變量實(shí)驗(yàn)結(jié)果可變因素變量:實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以變化的因素。2.對(duì)照原則對(duì)照的類(lèi)型：空白對(duì)照、自身對(duì)照、條件對(duì)照、相互對(duì)照(對(duì)比)對(duì)照實(shí)驗(yàn)：除自變量以外，其余因素（無(wú)關(guān)變量）都保持不變的實(shí)驗(yàn)。對(duì)照實(shí)驗(yàn)一般要設(shè)置

組與

組。對(duì)照實(shí)驗(yàn)2、3、4為相互對(duì)照。1號(hào)試管即為空白對(duì)照試管編號(hào)1234加入物質(zhì)處理不處理

加2滴

溶液加2滴

液現(xiàn)象基本無(wú)氣泡產(chǎn)生有_______氣泡產(chǎn)生有_______氣泡產(chǎn)生，并使衛(wèi)生香燃燒有_______氣泡產(chǎn)生，并使衛(wèi)生香猛烈燃燒對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)過(guò)程：2mL3%H2O2溶液90℃水浴加熱FeCl3肝臟研磨過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣,在H2O2酶的作用下分解速率最快。對(duì)照實(shí)驗(yàn)變量無(wú)關(guān)變量自變量因變量少量較多大量3.對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般步驟對(duì)照實(shí)驗(yàn)的目的是排除無(wú)關(guān)變量的干擾，從而確定自變量與因變量的關(guān)系。自變量因變量無(wú)關(guān)變量(適宜且相等)(控制)(檢測(cè))一般步驟：第一步：分組編號(hào)，統(tǒng)一處理；第二步：分組施加自變量第三步：一段時(shí)間后，檢測(cè)因變量根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮推鞑模治鰧?shí)驗(yàn)的自變量，找出主要的無(wú)關(guān)變量，明確因變量的檢測(cè)方法。常態(tài)分子活躍狀態(tài)分子容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)難以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)獲得能量活化能：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)所需的能量2.酶的作用機(jī)理192.酶催化的機(jī)理(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)的活躍態(tài)所需要的能量。2.酶催化的機(jī)理(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)的活躍態(tài)所需要的能量。ad:bd:ac:無(wú)催化劑時(shí)化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。無(wú)機(jī)催化劑催化時(shí)化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。酶降低的活化能①②

加熱曲線？加熱能提高反應(yīng)物分子的能量，不能降低活化能。abcd2.酶催化的機(jī)理(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)的活躍態(tài)所需要的能量。①②

與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。高效性酶能增加產(chǎn)物的生成量嗎？未加催化劑無(wú)機(jī)催化劑酶催化時(shí)間產(chǎn)物量與無(wú)機(jī)催化劑相比:不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)，只是縮短了到達(dá)平衡點(diǎn)的時(shí)間，酶和無(wú)機(jī)催化劑在反應(yīng)前后數(shù)量和性質(zhì)不發(fā)生改變，一段時(shí)間內(nèi)可以重復(fù)利用。(二）酶的本質(zhì)探索歷程巴斯德之前：發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)。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)胞中某種物質(zhì)其作用引起發(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)起到催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣。巴斯德李比希畢希納①對(duì)酵母菌發(fā)酵的探索發(fā)現(xiàn)了起催化作用的物質(zhì)——酶釀酶②對(duì)酶本質(zhì)的探索薩姆納：從刀豆中提純脲酶，并證明其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA具有催化功能，稱(chēng)為核酶。薩姆納之后科學(xué)家們獲得胃蛋白酶，胰蛋白酶等許多酶的結(jié)晶，并證明這些酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。切赫、奧爾特曼發(fā)現(xiàn)了絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)RNA。(二）酶的本質(zhì)探索歷程1.巴斯德和李比希的觀點(diǎn)各有什么積極的意義？各有什么局限性？巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，是合理的；認(rèn)為發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用，是不正確的。畢希納認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，是合理的；認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解才能發(fā)揮作用，是不正確的。2.在科學(xué)發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)爭(zhēng)論是正常的。巴斯德和李比希之間出現(xiàn)爭(zhēng)論的原因是什么？這一爭(zhēng)論對(duì)后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？巴斯德是微生物學(xué)家，特別強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的作用；李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)的角度考慮問(wèn)題。他們的爭(zhēng)論促使后人把對(duì)酶的研究目標(biāo)集中在他們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)上，使科學(xué)研究更加有的放矢。3.薩姆納歷時(shí)9年才證明脲酶是蛋白質(zhì)，并因此榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。你認(rèn)為他取得成功靠的是什么樣的精神品質(zhì)？4.請(qǐng)給酶下一個(gè)比較完整的定義。薩姆納歷時(shí)9年，用正確的科學(xué)方法，堅(jiān)持不懈、百折不饒的科學(xué)精神，將酶提純出來(lái)。成功屬于不畏艱苦的人。定義：酶是

產(chǎn)生的具有

作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是

，少數(shù)

也具有催化功能?；罴?xì)胞催化蛋白質(zhì)RNA問(wèn)題:所有的酶都來(lái)自活細(xì)胞？酶一定在細(xì)胞內(nèi)起催化作用？有的酶可以人工合成或改造作用場(chǎng)所：細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外本質(zhì)合成原料合成場(chǎng)所來(lái)源功能作用場(chǎng)所絕大多數(shù)是________，少數(shù)是______。_________或____________。_________或_________________?；罴?xì)胞(凡是活細(xì)胞都能合成，不考慮紅')催化作用蛋白質(zhì)RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體細(xì)胞核（轉(zhuǎn)錄形成）胞內(nèi)(呼吸酶)，胞外，體外(洗衣粉)（降低活化能）?酶本質(zhì)的探索正確理解有關(guān)酶的本質(zhì)和作用項(xiàng)目錯(cuò)誤說(shuō)法正確理解產(chǎn)生場(chǎng)所具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生活細(xì)胞(不考慮哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞等)化學(xué)本質(zhì)蛋白質(zhì)有機(jī)物(大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA)作用場(chǎng)所只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用溫度影響低溫和高溫均使酶變性失活低溫只抑制酶的活性，不會(huì)使酶變性失活；高溫使酶變性失活作用酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能酶只起催化作用來(lái)源有的可來(lái)源于食物等酶只在生物體內(nèi)合成二、拓展應(yīng)用1.在本節(jié)“探究·實(shí)踐”中，有同學(xué)在原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了5號(hào)和6號(hào)試管，向其中分別加入2mL過(guò)氧化氫溶液后，再向5號(hào)試管內(nèi)加入2滴煮沸過(guò)的肝臟研磨液，向6號(hào)試管內(nèi)加入2滴蒸餾水。這樣做的目的是什么？加入2滴煮沸過(guò)的肝臟研磨液的5號(hào)試管,可以與加入新鮮的肝臟研磨液的4號(hào)試管做對(duì)照;同理,加入2滴蒸餾水的6號(hào)試管可以作為3號(hào)試管和4號(hào)試管的對(duì)照組。3.給你一份某種酶的結(jié)晶，你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)它是不是蛋白質(zhì)嗎?請(qǐng)簡(jiǎn)略寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟。想一想，在薩姆納之前，為什么很難鑒定酶的本質(zhì)?在薩姆納之前,之所以很難鑒定酶的本質(zhì),主要是因?yàn)榧?xì)胞中酶的提取和純化非常困難。某種酶+雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色→該酶是蛋白質(zhì)不出現(xiàn)紫色→該酶是RNA方案1某種酶+蛋白酶加入酶的底物底物沒(méi)有被催化→該酶是蛋白質(zhì)底物被催化→該酶是RNA方案2(1)酶能提高化學(xué)反應(yīng)的活化能，使化學(xué)反應(yīng)順利進(jìn)行(

)(2)酶能催化H2O2分解，是因?yàn)槊甘笻2O2得到了能量(

)(3)無(wú)關(guān)變量是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)關(guān)的變量(

)(4)在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，因變量的檢測(cè)指標(biāo)往往不是唯一的(

)×××√(5)能產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定能產(chǎn)生酶（）。(6)能產(chǎn)生酶的細(xì)胞一定能產(chǎn)生激素（）?！痢台?dòng)嘘P(guān)酶的正確敘述是（）①是有分泌功能細(xì)胞產(chǎn)生的②有的從食物獲得，有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來(lái)③凡是活細(xì)胞，都能產(chǎn)生酶④酶大都是蛋白質(zhì)