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13

網(wǎng)紅糯甜的玉米將剛采摘的新鮮糯玉米立即放入85℃水中熱湯處理2min，可較好保持甜味。這是為什么？破壞了酶（將可溶性糖轉(zhuǎn)化為淀粉的酶）細(xì)胞如何獲取和利用能量？有機(jī)物合成有機(jī)物分解物質(zhì)代謝光合作用細(xì)胞呼吸ATP酶能量源頭太陽能5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶氨基酸脫水縮合酶葡萄糖脫水縮合酶核苷酸脫水縮合酶1、定義：細(xì)胞中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)這些化學(xué)反應(yīng)在細(xì)胞中是如何順利進(jìn)行的呢？蛋白質(zhì)多糖核酸2、特點(diǎn)：一般都需要酶的催化一般伴隨著能量的釋放和存儲在水環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng)條件溫和酶作為生物催化劑，有什么特點(diǎn)呢？一、細(xì)胞代謝二、對照實(shí)驗(yàn)1、什么是變量，自變量，因變量，無關(guān)變量？2、什么是對照實(shí)驗(yàn)？3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循那些原則？一般包含對照組和實(shí)驗(yàn)組，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行空白對照或相互對照，進(jìn)而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論對照原則、單一變量原則、平行重復(fù)原則科學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需要注意的幾點(diǎn)問題(1)設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻p小無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說服力。如何設(shè)置對照組呢？1）不做任何實(shí)驗(yàn)處理。（空白對照）2）實(shí)驗(yàn)與對照在同一對象上進(jìn)行。(自身對照)3）該組實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為其他組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)對照。(2)控制單一變量原則變量：實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素。如：FeCl3、肝臟研磨液、H2O2分解速率變量自變量：人為改變的變量。

如：溫度、FeCl3、肝臟研磨液因變量：隨自變量的變化而變化的變量。

如：H2O2分解速率無關(guān)變量：除自變量外影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素。Fe3+做催化劑過氧化氫酶科學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需要注意的幾點(diǎn)問題三、酶的本質(zhì)發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德李比希畢希納薩姆納其他科學(xué)家切赫和奧爾特曼發(fā)酵與死細(xì)胞中的物質(zhì)有關(guān)發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)死細(xì)胞中的物質(zhì)和活細(xì)胞都能引起發(fā)酵脲酶是蛋白質(zhì)胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質(zhì)切赫奧爾特曼少數(shù)酶是RNA

化學(xué)本質(zhì)來源

功能活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物。一類定義：化學(xué)本質(zhì)合成原料合成場所來源作用場所生理功能作用原理絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體細(xì)胞核(真核生物)一般來說,活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶細(xì)胞內(nèi)、外或生物體外均可生物催化作用降低化學(xué)反應(yīng)的活化能三、酶的本質(zhì)資料1：細(xì)胞代謝過程中產(chǎn)生過氧化氫，對細(xì)胞有毒害作用。細(xì)胞中含有過氧化氫酶能夠?qū)⑦^氧化氫及時分解，起到解毒的作用。資料2：貯藏條件：遮光、密閉，在陰涼處（不超過20℃）保存。資料3：過氧化氫在儲存過程中有特殊要求，嚴(yán)禁與Fe3+等金屬化合物混存混運(yùn)。分析：哪些因素會影響過氧化氫的分解？四、酶的特性比較過氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)原理：H2O2H2O+O2適宜條件實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)器材：量筒、試管、酒精燈、衛(wèi)生香、燒杯等。含有過氧化氫酶Fe3+可催化過氧化氫分解通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用和意義實(shí)驗(yàn)材料：新鮮的20%肝臟研磨液、新配制的過氧化氫溶液、FeCl3溶液

如何判斷過氧化氫被分解的快慢？觀察單位時間內(nèi)產(chǎn)生氣泡的多少、觀察帶火星的衛(wèi)生香的復(fù)燃情況。4.方法步驟2號1號3號4號2mL過氧化氫溶液常溫90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香復(fù)燃分組編號相同處理不同處理結(jié)論不明顯少量較多大量變亮復(fù)燃說明2號1號3號4號對照組實(shí)驗(yàn)組2mL過氧化氫溶液常溫90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液不明顯少量較多大量變亮復(fù)燃?xì)馀莓a(chǎn)生衛(wèi)生香復(fù)燃分組編號相同處理不同處理結(jié)論無關(guān)變量自變量因變量空白對照無關(guān)變量在對照組和實(shí)驗(yàn)組中均要保持

。單一變量原則、（還有平行重復(fù)原則……）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則：對照原則相同且適宜4.3號試管和4號試管相比，哪支試管的反應(yīng)速度快？這說明什么？為什么說酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？2.在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱提高反應(yīng)速率嗎？

討論：1.與1號相比，2號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？說明什么問題？不能3.3號和4號試管未加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？酶可以在常溫、常壓下高效催化。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：加熱能促進(jìn)H2O2的分解；催化劑能加快H2O2的分解；過氧化氫酶比FeCl3的催化效率高！1、為什么2號管沒有加入催化劑也能放出較多的氣泡呢？因?yàn)榧訜崾惯^氧化氫分子得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)。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)所需要的能量稱為活化能。2、Fe3+和過氧化氫酶并未給過氧化氫提供能量，為什么也能促使過氧化氫分解呢？二者均能降低活化能討論：(一)、酶在細(xì)胞代謝中的作用75850條件活化能(KJ·mol-1)無催化劑≈75H2O2酶≈8Fe3+≈50H2O2分解所需活化能活化能(KJ·mol-1)空白處理加熱處理Fe3+處理酶處理反應(yīng)所需要的活化能Fe3+降低的活化能酶降低的活化能同無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。酶，F(xiàn)e3+并未供給過氧化氫能量，但降低了化學(xué)反應(yīng)活化能。酶的特性一高效性酶為生活添姿彩溶菌酶溶解細(xì)菌的細(xì)胞壁含酶牙膏多酶片加酶洗衣粉果膠酶酶的應(yīng)用與生活的聯(lián)系1

生活中的酶a、c相比說明酶具有

，a、b相比說明酶具有

，催化劑能

到達(dá)化學(xué)平衡點(diǎn)的時間，

（改變/不改變）化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，

（能/不能）改變最終生成物的量。高效性催化作用不改變縮短不能分析曲線情境資料：我們?nèi)粘３缘氖澄镏饕矸?、蛋白質(zhì)和脂肪，多酶片的成分也有淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶。為什么需要多種酶幫助消化？而我們已經(jīng)知道無機(jī)催化劑催化的化學(xué)反應(yīng)范圍較廣，酶能像無機(jī)催化劑那樣催化多種化學(xué)反應(yīng)嗎?①如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明？實(shí)驗(yàn)原理：淀粉和蔗糖都是非還原糖，它們在酶的作用下都能水解成

。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分別加入淀粉酶，再用

鑒定溶液中有無還原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)。還原糖斐林試劑以淀粉酶為例，探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用實(shí)驗(yàn)原理淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用淀粉————還原糖淀粉酶蔗糖————蔗糖淀粉酶水浴加熱還原糖+斐林試劑

磚紅色沉淀實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

如何判斷一種酶是否只能催化一種物質(zhì)？滴加斐林試劑看有無磚紅色沉淀；進(jìn)而推斷淀粉酶是否將二者都水解探究淀粉酶是否只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)步驟項(xiàng)目試管1試管21注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的可溶性淀粉溶液2注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的蔗糖溶液3注入新鮮的淀粉酶溶液4保溫5加斐林試劑6水浴加熱7觀察顏色變化2mL——2mL2mL2mL60℃保溫5min各加入2mL沸水浴1min磚紅色無磚紅色淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用步驟項(xiàng)目試管1試管21注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的可溶性淀粉溶液2注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的蔗糖溶液3注入新鮮的淀粉酶溶液4保溫5加斐林試劑6水浴加熱7觀察顏色變化

思考：1.實(shí)驗(yàn)結(jié)論？2.斐林試劑能換成碘液嗎？3.還有其他方案驗(yàn)證酶的專一性嗎？思路1：不同底物加同一種酶思路2：同一種底物加不同的酶不能酶具有專一性！淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。2mL——2mL2mL2mL60℃保溫5min各加入2mL沸水浴1min磚紅色無磚紅色淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞代謝有條不紊地進(jìn)行，與酶的專一性是分不開的。酶的專一性原理模型底物濃度反應(yīng)速率酶A+底物A酶A(或不加酶)+底物B③分析曲線②酶的專一性的含義、意義和模型閱讀材料，總結(jié)酶的特性情境資料：多酶片作為藥物，我們要從說明書中了解它的注意事項(xiàng)：a.不宜用熱水送服b.不能與堿性食物同服

以上注意事項(xiàng)說明酶起催化作用需要怎樣的條件？溫度影響酶的活性pH影響酶的活性①如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明？酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力稱為

。酶活性可用

表示。衡量酶活性的指標(biāo)：用

來表示。酶活性在一定條件下酶所催化某一化學(xué)反應(yīng)的速率探究實(shí)驗(yàn)：影響酶活性的條件單位時間內(nèi)底物減少量或產(chǎn)物生成量實(shí)驗(yàn)1：探究溫度對酶活性的影響

閱讀課本P82-83，思考：1.你會選擇哪一種酶及底物作實(shí)驗(yàn)材料？為什么？2.你會選擇什么溫度進(jìn)行對照？3.本實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量、無關(guān)變量分別是什么？4.底物和產(chǎn)物分別是什么？酶活性大小可用什么來反映？5.選用什么試劑檢測？能用斐林試劑嗎？為什么？淀粉，麥芽糖碘液淀粉剩余量或麥芽糖生成量選用淀粉酶和可溶性淀粉溶液；因?yàn)镠2O2在加熱條件下分解也會加快。不能斐林試劑需要水浴加熱60℃酶活性溫度pH、酶的用量、底物的用量、反應(yīng)時間……6.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：底物酶各自在所控制的溫度下保溫處理一段時間底物與對應(yīng)溫度的酶混合在各自所控制的溫度下保溫一段時間檢測因變量思考：能否混合后再控制溫度？不能！7.實(shí)驗(yàn)流程：11’22’33’3％可溶性淀粉2ml2ml2ml2％淀粉酶1ml1ml1ml溫度

碘液顏色結(jié)論冰水中(0℃)60℃水浴沸水浴(100℃)放置5min2滴2滴對應(yīng)編號的試管混合、搖勻，放置反應(yīng)5min淀粉酶在60℃中活性強(qiáng)2滴變藍(lán)變藍(lán)不變藍(lán)——————8.60℃是最適合的溫度嗎？如何進(jìn)一步探究淀粉酶的最適溫度？縮小溫度梯度，重復(fù)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)。不一定！閱讀課本P82-83，思考：1.你會選擇哪一種酶及底物作實(shí)驗(yàn)材料？為什么？2.用什么試劑制造不同的PH？3.本實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量、無關(guān)變量分別是什么？4.底物和產(chǎn)物分別是什么？因變量可用什么來反映？5.本實(shí)驗(yàn)如何觀察和檢測？O2和水O2的產(chǎn)生量氣泡產(chǎn)生量或衛(wèi)生香燃燒程度選用過氧化氫酶和過氧化氫溶液因?yàn)樗嵋材艽呋矸鄣乃狻2O2實(shí)驗(yàn)2：探究pH對酶活性的影響酶活性pH溫度、酶的用量、底物的用量、反應(yīng)時間……12320％肝臟研磨液

2滴2滴pH3％過氧化氫2ml

現(xiàn)象

結(jié)論1mLpH=7的緩沖液NaOH1mLHCL1mL2滴輕輕混合震蕩過氧化氫酶在中性條件下活性強(qiáng)大量氣泡少量氣泡少量氣泡6.實(shí)驗(yàn)流程：通過以上兩個實(shí)驗(yàn)證明：溫度和pH都會影響酶的活性，說明酶的作用條件較溫和！和無機(jī)催化劑相比，酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在較溫和的條件下進(jìn)行。υ/mmol.s-10pH酶活性受pH影響示意圖曲線分析：最適pHυ/mmol.s-1酶活性受溫度影響示意圖t/℃0最適溫度曲線分析：t/℃①一定的范圍內(nèi)，隨溫度（或pH）的升高，酶活性______；

在最適的溫度（或pH）條件下，酶活性

；當(dāng)超過最適溫度（或pH）后，酶活性_____________。②不同種類、不同生物的酶，最適溫度（或pH）______。增強(qiáng)減弱最終失活不同最高③高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？

酶應(yīng)該如何保存？

過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；低溫使酶活性明顯下降，但在適宜溫度下其活性可以恢復(fù)。④將唾液淀粉酶至于100℃水中處理一段時間，再緩慢降低水的溫度直至到0℃，這個過程酶的活性如何變？⑤由左圖3可看出，pH的變化

酶的最適溫度。酶活性不變，因?yàn)槊敢咽Щ?！?/p>