公開(kāi)課：降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 提出問(wèn)題 1 酶是怎樣被發(fā)現(xiàn)的 2 什么是細(xì)胞代謝 3 酶在細(xì)胞代謝中有什么作用 4 酶的化學(xué)本質(zhì)是什么 貼近生活 2 消化器官 胃起到了什么樣的作用 是不是只簡(jiǎn)單的磨碎食物 1 早晨吃過(guò)飯 肚子里的食物會(huì)發(fā)生怎樣的變化 一 問(wèn)題探討 討論一 金屬籠子有什么作用呢 討論二 是什么物質(zhì)使肉塊消失了 討論三 怎樣才能證明你的推測(cè) 排除了鳥(niǎo)胃中的物理性消化 胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì) 收集胃內(nèi)物質(zhì) 在體外能否分解肉塊 請(qǐng)思考 細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)稱 一 酶的作用和本質(zhì) 細(xì)胞代謝 葉綠體 線粒體 核糖體 是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ) 小資料 人體細(xì)胞內(nèi)所發(fā)生的反應(yīng)是非?？斓?據(jù)估計(jì)人體內(nèi)的細(xì)胞每分鐘發(fā)生的反應(yīng)超過(guò)幾百萬(wàn)次 人體血液中的紅細(xì)胞每秒鐘要更新200萬(wàn)個(gè) 這么多的化學(xué)反應(yīng)能夠在常溫常壓下順利進(jìn)行 正是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)存在著生物催化劑 酶 一 酶在細(xì)胞代謝中的作用 實(shí)驗(yàn)探究 比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)比較過(guò)氧化氫在不同條件下分解的快慢 了解酶的作用和意義 實(shí)驗(yàn)原理 過(guò)氧化氫在高溫或鐵離子或過(guò)氧化氫酶的作用下都可分解成水和氧氣 2H2O22H2O O2 高溫 Fe3 過(guò)氧化氫酶 想一想 1 為什么要選用新鮮的豬肝 2 為什么要將豬肝制成研磨液 3 滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時(shí) 能否共用一個(gè)吸管 4 氧氣的多少可以通過(guò)哪些途徑觀察 新鮮肝臟中有較多的過(guò)氧化氫酶 使肝細(xì)胞破裂從而釋放出過(guò)氧化氫酶 不能 影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性 氣泡的數(shù)量 帶火星木條復(fù)燃情況 與1號(hào)試管相比 2號(hào)試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象 這一現(xiàn)象說(shuō)明什么 90 水浴加熱 加熱可以促進(jìn)過(guò)氧化氫分解 1 3號(hào)試管和4號(hào)試管未經(jīng)加熱也有大量的氣泡產(chǎn)生 這說(shuō)明什么 2 3號(hào)和4號(hào)試管相比 哪支試管反應(yīng)速率快 說(shuō)明什么 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 4號(hào) 說(shuō)明過(guò)氧化氫酶的催化效率更高 比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率 2ml 2ml 2ml 2ml 3 3 3 3 常溫 90 FeCl3 鮮肝研磨液 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 反應(yīng)條件 對(duì)照組 實(shí)驗(yàn)組 1 高溫可以加快過(guò)氧化氫分解 2 FeCl3能催化過(guò)氧化氫分解 3 過(guò)氧化氫酶能催化過(guò)氧化氫分解 4 過(guò)氧化氫酶的催化效率比FeCl3高 控制變量的科學(xué)方法 酶在細(xì)胞代謝中的作用 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 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 同無(wú)機(jī)催化相比 酶能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 因而催化效率更高 活化能 催化劑在化學(xué)反應(yīng)中的作用 酶作用的本質(zhì) 降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 高效性 當(dāng)皮膚上出現(xiàn)小傷口時(shí) 用雙氧水消毒時(shí) 能觀察到什么現(xiàn)象 你能解釋這一現(xiàn)象的原因嗎 當(dāng)皮膚上出現(xiàn)小傷口時(shí) 常用雙氧水消毒 消毒時(shí)常能觀察到有氣泡產(chǎn)生 這是因?yàn)槿梭w細(xì)胞中的過(guò)氧化氫酶能將過(guò)氧化氫分解成水和氧氣 這氣泡就是氧氣 資料分析討論 細(xì)胞中的酶很多 它們都是蛋白質(zhì)嗎 二 酶的本質(zhì) 二 酶的本質(zhì) 1 資料分析 發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng) 與生命活動(dòng)無(wú)關(guān) 巴斯德 李比希 畢希納 薩姆納 爭(zhēng)論 其他科學(xué)家 切赫和奧特曼 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) 少數(shù)酶是RNA 2 歸納酶的本質(zhì)及生理功能 蛋白質(zhì) RNA 氨基酸 核糖核苷酸 核糖體 核仁 降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 生物催化作用 活細(xì)胞 酶的定義 酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機(jī)物 絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì) 少數(shù)的酶是RNA 來(lái)源 作用 化學(xué)本質(zhì) 什么是酶 酶的作用與本質(zhì) 作用 由酶催化的化學(xué)反應(yīng) 稱酶促反應(yīng)酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率為酶的活性 參與細(xì)胞代謝 催化化學(xué)反應(yīng) 三 酶的特性 和無(wú)機(jī)催化劑相比 酶的催化效率大約是其的107 1013倍 高效性 你在打球或賽跑時(shí) 需要大量的能量供應(yīng) 如果酶的催化效率很低 會(huì)發(fā)生什么情況呢 資料1 1 無(wú)機(jī)催化劑酸既能催化蛋白質(zhì)的水解 也能催化脂肪 淀粉水解 2 蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)水解 但不能催化脂肪 淀粉等的水解 3 口腔里有唾液淀粉酶 可塞進(jìn)牙縫里的肉絲兩天后還沒(méi)被消化 由上述資料大膽的提出問(wèn)題 作出你的假設(shè) 出現(xiàn)磚紅色沉淀 無(wú)磚紅色沉淀 酶的專一性是普遍存在的生物體內(nèi)有些酶能夠催化某些分子結(jié)構(gòu)相近的礦物質(zhì) 如二肽酶 可以催化任何兩種氨基酸組成的二肽水解 所以 準(zhǔn)確地說(shuō) 酶的專一性是指一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng) 酶的特性 專一性 酶具有專一性 東方驕子P53酶專一性的圖像分析 溫度對(duì)酶活性的影響 1 能否使用過(guò)氧化氫酶催化H2O2分解來(lái)探究溫度對(duì)酶活性的影響 2 1和1 2和2 3和3 為什么要各自在相同的溫度下保溫5min后再混合 東方驕子P54 特別提醒 酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境溫度稱為該酶促反應(yīng)的最適溫度 一般地 動(dòng)物體內(nèi)的酶最適溫度在35 40 之間 植物體內(nèi)的酶最適溫度在40 50 之間 細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別較大 溫度對(duì)酶活性的影響 pH對(duì)酶活性的影響 1 步驟2和步驟3能否對(duì)調(diào) 為什么 2 能否用碘液作鑒定試劑 為什么 東方驕子P54 P55 特別提醒 反應(yīng)溶液pH會(huì)對(duì)酶的活性有影響 一般地 動(dòng)物體內(nèi)的酶最適pH在6 5 8 0之間 植物體內(nèi)的酶最適溫度在4 5 6 5之間 細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別較大 pH對(duì)酶活性的影響 pH對(duì)酶活性的影響 酶的作用條件較溫和 嬌氣的酶酶一般在比較溫和的條件下催化化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行 過(guò)酸過(guò)堿和高溫 酶被殺死 低溫 酶暫時(shí)失活 結(jié)論 在最適宜的溫度和最適宜的pH下 酶的活性最高 溫度和pH偏高或偏低 酶的活性都會(huì)明顯降低 過(guò)酸 過(guò)堿和高溫 都能使酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性 且不可逆 小結(jié) 酶的特性 酶的高效性 酶的專一性 酶需要適宜的條件 每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng) 酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的107 1013倍 1 下列有關(guān)對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)置的敘述中 錯(cuò)誤的是 A 要設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組B 要遵循單因子變量原則C 無(wú)關(guān)變量要始終相同且適宜D 自變量要始終保持相同2 同無(wú)機(jī)催化劑相比 酶具有更高的催化效率的原因是 A 能降低反應(yīng)的活化能B 能供給反應(yīng)物能量C 改變了反應(yīng)的途徑D 降低反應(yīng)活化能的作用更顯著 課堂鞏固 3 關(guān)于活化能 下列說(shuō)法不正確的是 A 是反應(yīng)物分子從常態(tài)變?yōu)榛钴S狀態(tài)所需要的能量B 加熱 加壓通常能使反應(yīng)物分子獲得足夠的活化能C 無(wú)機(jī)催化劑使反應(yīng)物分子獲得的活化能的總量更多而加快反應(yīng)速率D 酶能降低反應(yīng)物分子發(fā)生反應(yīng)的活化能而使反應(yīng)更容易進(jìn)行 4 同一個(gè)體內(nèi)的各類活細(xì)胞所含有的酶 A 種類有差異 數(shù)量相同B 種類有差異 數(shù)量不同C 種類無(wú)差異 數(shù)量相同D 種類無(wú)差異 數(shù)量不同 5 在探究pH對(duì)酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中 溫度和pH分別屬于 A 自變量和因變量B 無(wú)關(guān)變量和因變量C 無(wú)關(guān)變量和自變量D 因變量和自變量 生黃豆