5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課件-高一上學(xué)期生物人教版必修1

第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第5.1.1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶本節(jié)目標(biāo)01酶的作用和本質(zhì)設(shè)計對照實驗0203酶的特性問題探討1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼做了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。討論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)？便于取出實驗材料(肉塊)，排除物理消化對肉塊的影響，確定其是否發(fā)生了化學(xué)消化。問題探討1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼做了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。討論斯帕蘭扎尼在研究鷹的消化作用2.是什么物質(zhì)使肉塊消失了？是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。酶果膠酶能分解果肉細(xì)胞壁中的果膠，提高果汁產(chǎn)量。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物。來源功能化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA。②酶發(fā)揮作用場所：細(xì)胞內(nèi)、外，生物體內(nèi)外均可。注意：①一般說來，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶；③酶在反應(yīng)前后數(shù)目不變結(jié)構(gòu)不變，可循環(huán)使用。化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是______少數(shù)是______合成原料__________________合成場所來源作用場所生理功能具有生物__________蛋白質(zhì)RNA氨基酸核糖核苷酸催化作用核糖體細(xì)胞核(真核細(xì)胞)活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶細(xì)胞內(nèi)外或生物體內(nèi)外均可細(xì)胞代謝離不開酶。酶1酶2酶3酶11酶5酶6酶12酶8酶9酶10酶14酶7酶13酶15酶16酶17酶18細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱細(xì)胞代謝。細(xì)胞代謝：細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)，但代謝也會產(chǎn)生對細(xì)胞有害的物質(zhì)，如過氧化氫，體內(nèi)過氧化氫過多會導(dǎo)致皮膚發(fā)黃，毛發(fā)（包括頭發(fā)）變白，會加速人體衰老。幸好細(xì)胞中有過氧化氫酶，能將過氧化氫分解成氧氣和水。01酶在細(xì)胞代謝中的催化作用實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解2H2O2

2H2O+O2高溫/Fe3＋/過氧化氫酶↑討論1．1號試管和2號試管相比，說明了什么？

12常溫90℃水浴3.5%FeCl3溶液20%肝臟研磨液342mLH2O2溶液實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解加熱能加速H2O2的分解FeCl3能加速H2O2的分解2．1號試管和3號試管相比，說明了什么？探究·實踐比較過氧化氫在不同條件下的分解1234常溫90℃水浴3.5%FeCl3溶液20%肝臟研磨液4．3號試管和4號試管相比，說明了什么？

3．1號試管和4號試管相比，說明了什么？酶能加速H2O2的分解酶跟FeCl3相比，酶加速H2O2分解的效果更明顯5．1號試管在實驗中起到了_________作用。對照探究·實踐比較過氧化氫在不同條件下的分解1234常溫90℃水浴3.5%FeCl3溶液20%肝臟研磨液

6．一定要選用新鮮的肝臟，為什么？7．2號、3號、4號試管相比，哪支試管最終產(chǎn)生的氧氣最多？新鮮肝臟中含有較多的過氧化氫酶，不新鮮的肝臟研磨液中該酶的活性較低。一樣多，幾支試管的H2O2溶液的體積和濃度都相同8．在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？不能活化能：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。H2O2(常態(tài))能量H2O2(活躍狀態(tài)，易發(fā)生反應(yīng))正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和的條件下快速進(jìn)行。各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：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)的活化能加入催化劑相當(dāng)于給汽車找到了一條穿山隧道酶催化的機理圖中①表示：圖中②表示：圖中④表示：無催化劑時化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。無機催化劑催化時化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。酶催化時化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。圖中③表示：圖中⑤表示：無機催化劑降低的活化能酶降低的活化能正是因為酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速有序地進(jìn)行。1.下列說法正確的有？A.酶只能在細(xì)胞內(nèi)起作用B.酶能提供使反應(yīng)開始所必需的活化能C.酶在催化過程中不斷被消耗D.酶都是在核糖體上合成的E.凡是活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶F.分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶G.酶是細(xì)胞代謝所必需的EFG2、下列關(guān)于生物體內(nèi)酶的敘述中正確的是()①是由分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的

②有的從食物中獲得,有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來

③凡是活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶

④絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA⑤有的酶是蛋白質(zhì),有的酶是固醇

⑥酶在代謝中有多種功能

⑦在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)控作用

⑧酶只是起催化作用A．①②⑤B．②③⑦C．③④⑧D．④⑤⑥C3.下圖為H2O2在不同條件下分解的曲線圖，圖中①②③④表示的條件分別是(

)A.H2O2酶催化FeCl3催化加熱自然條件B.加熱自然條件H2O2酶催化FeCl3催化C.加熱FeCl3催化自然條件H2O2酶催化D.自然條件加熱FeCl3催化H2O2酶催化答案

D實驗過程中遵循的原則：單一變量原則、對照原則、1.單一變量原則①變量:實驗過程中變化的因素稱為變量。單一變量原則:實驗過程中除自變量的因素外，其余因素(無關(guān)變量)都保持一致。實驗變量自變量因變量無關(guān)變量（人為控制的對實驗對象進(jìn)行處理的因素）（因自變量改變而變化的變量）（除自變量外的一些對實驗結(jié)果造成影響的可變因素）自變量因變量無關(guān)變量(相同適宜)(控制)(檢測)02控制變量和設(shè)計對照實驗組別對照組實驗組變量1234過氧化氫濃度3%3%3%3%劑量2mL2mL2mL2mL反應(yīng)條件常溫90℃FeCl32滴肝臟研磨液2滴結(jié)果產(chǎn)生氣泡無氣泡少量較多大量衛(wèi)生香燃燒情況不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃無關(guān)變量無關(guān)變量自變量因變量因變量分析本實驗的變量單一變量原則:實驗過程中除自變量的因素外，其余因素(無關(guān)變量)都保持一致。試管123淀粉溶液2mL2mL2mL溫度37℃溫水0℃100℃淀粉酶溶液1mL1mL1mL碘液１滴１滴１滴結(jié)果現(xiàn)象不變藍(lán)變藍(lán)變藍(lán)探究溫度對淀粉酶活性的影響無關(guān)變量自變量無關(guān)變量無關(guān)變量因變量單一變量原則:實驗過程中除自變量的因素外，其余因素(無關(guān)變量)都保持一致。淀粉溶液蔗糖溶液實驗步驟一二三實驗現(xiàn)象結(jié)論加入淀粉酶2滴，振蕩2號試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑振蕩約60℃水浴2min1號試管中加入2mL淀粉溶液無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。探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用自變量因變量無關(guān)變量無關(guān)變量2.對照原則一般要設(shè)置對照組和實驗組對照組：一般不進(jìn)行人為處理，處于自然狀態(tài)下。實驗組：需要對實驗對象進(jìn)行人為處理，控制自變量不同。1號試管為對照組，2、3、4號試管為實驗組對照組的意義：排除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的干擾。對照的類型：空白對照、自身對照、條件對照、相互對照(對比)空白對照不給對照組做任何實驗處理，這里的”空白”絕不是什么影響因素都不給予，而是針對實驗組所要研究的實驗因素給與空白。1號試管即為空白對照自身對照對照組和實驗組都在同一研究對象上進(jìn)行。不另設(shè)對照組。(不同處理的前后對照)紫色洋蔥鱗片葉外表皮滴加3%的蔗糖溶液，低倍鏡觀察滴加清水后，低倍鏡觀察→→制成裝片，低倍鏡觀察?！嗷φ詹涣碓O(shè)對照組，而是幾個實驗組之間相互對照，其中的每一組既是實驗組也是其他組的對照組。條件對照雖給對照組施以某種實驗因素的處理。但這種處理是作為對照因素的，不是所要研究的實驗因素。這種處理不包括實驗研究給定的的自變量。目的是更有效的比較實驗組和對照組的結(jié)果?？瞻讓φ眨河仔◎蝌讲惶幚韺嶒灲M：幼小蝌蚪飼喂甲狀腺激素條件對照組：幼小蝌蚪飼喂甲狀腺抑制劑條件對照就是實驗組的基礎(chǔ)上施加一定條件的組。目的是與實驗組形成對照。關(guān)于酶本質(zhì)的探索過程03巴斯德之前薩姆納巴斯德李比希畢希納切赫和奧爾特曼

發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)發(fā)酵必需有活細(xì)胞參與引起發(fā)酵是細(xì)胞中某些物質(zhì),且只在酵母菌死亡裂解后才發(fā)揮作用活細(xì)胞粉碎后所得的物質(zhì)作用和活的酵母細(xì)胞作用一樣證明脲酶是蛋白質(zhì)證明少量RNA也具有催化作用03關(guān)于酶本質(zhì)的探索過程化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是______少數(shù)是______合成原料__________________合成場所來源作用場所生理功能具有生物__________作用原理蛋白質(zhì)RNA氨基酸核糖核苷酸催化作用降低化學(xué)反應(yīng)的活化能反應(yīng)前后，酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量保持不變。核糖體細(xì)胞核(真核細(xì)胞)一般來說，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶細(xì)胞內(nèi)外或生物體內(nèi)外均可自變量因變量活化能蛋白質(zhì)RNA小結(jié)1.酶對細(xì)胞代謝起著非常重要的作用，可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。下列關(guān)于酶的作用特點及本質(zhì)的敘述，正確的是（）A.酶不能脫離生物體起作用B.酶只有釋放到細(xì)胞外才起作用C.所有的酶都是蛋白質(zhì)D.酶是具有催化作用的有機物2.酶和無機催化劑都能催化化學(xué)反應(yīng)。與無機催化劑相比，酶具有的特點是（）A.能為反應(yīng)物提供能量B.能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能C.能在溫和條件下催化化學(xué)反應(yīng)D.催化化學(xué)反應(yīng)更高效DD課堂練習(xí)3.如圖是在不同條件下，化學(xué)反應(yīng)的速率曲線，其中1、2和3代表的反應(yīng)條件是（

）A．無機催化劑酶未加催化劑

B．酶無機催化劑未加催化劑C．未加催化劑酶無機催化劑

D．酶未加催化劑無機催化劑B第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第5.1.2節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶情境導(dǎo)入大家有用過加酶洗衣粉嗎？為什么少量的洗衣粉就可以洗多件衣物？包裝上還標(biāo)注了用溫水洗，難道溫度會影響酶的活性嗎？1、酶具有高效性2、酶具有專一性3、酶的作用條件較溫和01酶的特性特性1：高效性①內(nèi)容：與無機催化劑相比，酶的催化效率高，是無機催化劑107~1013倍②意義：保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行③原因：與無機催化劑相比，酶能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能高效性abc時間產(chǎn)物濃度a加酶b加無機催化劑c不加催化劑__________對比說明酶具有高效性。a、b、ca、c對比說明酶具有___________。催化作用①內(nèi)容：一種酶只能催化一種或一類反應(yīng)。②意義：保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)有序進(jìn)行特性2：專一性曲線解讀：酶A可催化底物水解，酶B則與“無酶”相同，說明酶催化具有專一性?？谇焕镉型僖旱矸勖福瑸槭裁慈M(jìn)牙縫里的肉絲兩天后還沒被消化?專一性酶-底物復(fù)合物鎖鑰學(xué)說：認(rèn)為整個酶分子的天然構(gòu)象具有剛性結(jié)構(gòu)，酶表面具有特定的形狀。E與S的結(jié)合如同一把鑰匙對一把鎖一樣。淀粉溶液蔗糖溶液實驗步驟一二三實驗現(xiàn)象結(jié)論加入淀粉酶2滴，振蕩2號試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑振蕩約60℃水浴2min1號試管中加入2mL淀粉溶液無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。探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用特性3：酶的作用條件“較溫和”高溫高壓強酸強堿。。。酶的活性受溫度的影響酶的活性受PH的影響試管123淀粉溶液2mL2mL2mL溫度37℃溫水0℃100℃淀粉酶溶液1mL1mL1mL碘液１滴１滴１滴結(jié)果現(xiàn)象不變藍(lán)變藍(lán)變藍(lán)實驗1：探究溫度對淀粉酶活性的影響無關(guān)變量自變量無關(guān)變量無關(guān)變量因變量1、該實驗第二步和第三步能否調(diào)換？2、該實驗?zāi)芊竦玫矫傅淖钸m溫度？如果不能，應(yīng)如何設(shè)計實驗？3、在本實驗中，材料能否使用H2O2溶液及H2O2酶？4、本實驗中，檢測試劑能否選用斐林試劑？試管123淀粉溶液2mL2mL2mL溫度37℃溫水0℃100℃淀粉酶溶液1mL1mL1mL碘液１滴１滴１滴結(jié)果現(xiàn)象不變藍(lán)變藍(lán)變藍(lán)實驗1：探究溫度對淀粉酶活性的影響3.作用條件溫和溫度反應(yīng)速率最適溫度ABCAB：在一定溫度范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快B：在最適溫度時，酶促反應(yīng)速率最快BC：超過最適溫度，酶促反應(yīng)速率隨溫度升高而減慢，直至酶失活。探究溫度對酶活性的影響（區(qū)間）抑制失活3.作用條件溫和探究溫度對酶活性的影響溫度反應(yīng)速率最適溫度ABC高溫破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶永久失活低溫使酶結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可在低溫保存酶等蛋白質(zhì)制品思考：感冒發(fā)燒的你為什么不想吃飯呢？自變量因變量無關(guān)變量無關(guān)變量實驗2：探究pH對淀粉酶活性的影響步驟實驗操作內(nèi)容試管1試管2試管31等量過氧化氫酶溶液2滴2滴2滴2不同pH的溶液1mL蒸餾水1mL鹽酸1mLNaOH3等量的H2O2溶液2mL2mL2mL4觀察現(xiàn)象大量氣泡大量氣泡大量氣泡探究pH對酶活性的影響pH反應(yīng)速率最適pHABCAB：在一定pH范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨pH的升高而加快B：在最適pH時，酶促反應(yīng)速率最快BC：超過最適pH后，酶促反應(yīng)速率隨pH升高而減慢，直至酶失活。（區(qū)間）3.作用條件溫和失活失活7pH20134568910胃蛋白酶胰蛋白酶11121314反應(yīng)速率最適pH：唾液的pH為6.2-7.4;胃液的pH為0.9-1.5；小腸液的pH為7.6我們口腔中的唾液淀粉酶進(jìn)入胃中以后，唾液淀粉酶還有催化淀粉分解的功能嗎？胃液中的蛋白酶隨食糜進(jìn)入小腸后還有催化功能嗎？知識遷移1剛采摘的玉米立即放入沸水中片刻，可保持甜味，為什么？煮沸后相關(guān)酶失活，還原糖不能轉(zhuǎn)化為淀粉，保持甜味。知識遷移2長途運輸?shù)暮ｕr為什么要放冰塊？低溫微生物體內(nèi)的酶活性受抑制，防止腐敗。練習(xí)與拓展：1、現(xiàn)將胃蛋白酶置于PH值為10的溶液中一段時間后，把溶液的PH值逐漸降低，下列有關(guān)該酶活性變化的圖正確的是（）PH值降低酶的活性10BPH值降低酶的活性10CPH值降低酶的活性10APH值降低酶的活性10DC2、將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量水混合裝入一容器內(nèi)，調(diào)整pH至2.0，保存在370C的水浴鍋內(nèi)。過一段時間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)是：（）

A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水

B、唾液淀粉酶、麥芽糖、胃蛋白酶、多肽、水

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A1.溫度.pH3.底物濃度

2.酶的濃度02影響酶促反應(yīng)速率的因素在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度呈正相關(guān)。酶濃度反應(yīng)速率底物充足①酶濃度①酶濃度a底物有限bcab：在一定的酶濃度范圍內(nèi)，隨酶濃度的增加，反應(yīng)速率增加酶濃度反應(yīng)速率0b：當(dāng)酶濃度增大到某一值時，反應(yīng)速率達(dá)到最大值，不再增加②底物濃度abcab：在一定底物濃度范圍內(nèi)，隨底物濃度的增加，反應(yīng)速率增加Mb：當(dāng)?shù)孜餄舛仍龃蟮侥骋恢禃r，反應(yīng)速率達(dá)到最大值，不再增加酶濃度一定底物濃度反應(yīng)速率O活化能因變量自變量本節(jié)小結(jié)RNA蛋白質(zhì)定義酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物結(jié)果酶作用后性質(zhì)不變，不會消失酶的特性高效性、專一性、作用條件溫和降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶成分：蛋白酶0.2%，清潔劑15%。用法：洗滌前先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水內(nèi)一段時間，使用溫水30~40℃效果最佳。切勿用60℃以上的熱水。注意：切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料；用后須徹底清洗雙手。探究

一般洗衣粉不易清除衣物上的奶漬,但加酶洗衣粉則可以,某加酶洗衣粉包裝袋上印有以下資料:1、加酶洗衣粉中，蛋白酶的含量（0.2%）那么低，能有效去除奶漬嗎？2、為什么此洗衣粉不能用于絲質(zhì)及羊毛衣料？3、為什么要強調(diào)“使用溫水30~40℃效果最佳，切勿用60℃以上的熱水。”酶活性受什么因素影響？能。酶具有高效性。絲質(zhì)及羊毛衣料的主要成分是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)可以被洗衣粉中的蛋白酶專一性水解溫度課后習(xí)題一、概念檢測1.酶對細(xì)胞代謝起著非常重要的作用，可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。