【課件】5.1.1降低化學反應活化能的酶課件-高一上學期生物人教版（2019）必修1

1、5.1降低化學反應活化能的酶問題探討1773年，意大利科學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，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？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)生了化學消化。問題探討1773年，意大利科學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，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.是什么物質使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的推測？是胃內的化學

2、物質將肉塊分解了。收集胃內的化學物質，看看這些物質在體外是否也能將肉塊分解。一、酶的作用和本質細胞代謝：概念：細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝。場所：主要是細胞質基質細胞代謝離不開酶，為什么細胞代謝離不開酶？（一）酶在細胞代謝中的作用實驗原理H2O2水浴加熱、FeCI3中的Fe3+、肝臟研磨液中的過氧化氫酶均可影響H2O2分解為H2O和O2的速率。新鮮的組織(如新鮮的肝臟研磨液、土豆片)中含豐富的過氧化氫酶。2H2O22H2O + O2 實驗：比較H2O2在不同條件下的分解實驗：比較H2O2在不同條件下的分解實驗材料：新鮮的質量分數(shù)為20%的肝臟研磨液新配制的體積分數(shù)為3%的

3、過氧化氫溶液 質量分數(shù)為3.5%的FeCl3溶液。 經計算，質量數(shù)為3.5%的FeCl3溶液和質量分數(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過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。量筒、試管、滴管、試管架、試管夾、大燒杯、三腳架、石棉網、溫度計、衛(wèi)生香、火柴（一）酶在細胞代謝中的作用2號1號3號4號對照組實 驗 組 2mL 過氧化氫溶液常溫90水浴2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液氣泡產生衛(wèi)生香復燃分 組 編 號 相相 同 處 理不 同 處 理結 論實驗：比較H2O2在不同條件下的分解3號4號1號2 2號不明顯少量較多大量觀察產生氣泡的多少變亮復燃觀察衛(wèi)生香的燃燒情況

4、2號1號3號4號對照組實 驗 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燃氣泡產生衛(wèi)生香復燃分 組 編 號 相 同 處 理不 同 處 理結 論實驗：比較H2O2在不同條件下的分解1與2對照：加熱可以促進過氧化氫的分解。(為反應提供能量)1與3對照：FeCl3有催化作用1與4對照：過氧化氫酶具有催化作用3與4對照：過氧化氫酶比FeCl3的催化效率高。實驗結論酶和無機催化劑一樣，都具有催化作用，并且酶的降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。2.控制變量和設計對照實驗自變量定義：實驗過程中，人為控制的對實驗對象進行處理的因素叫做自變量。實例：過氧化氫

5、分解的不同條件因變量定義：因自變量改變而變化的變量叫做因變量。實例：過氧化氫分解的速率無關變量實驗中除因變量外的一些對因變量造成影響的可變因素，叫做無關變量。實例：過氧化氫的濃度，反應時間等。決定影響3.對照原則對照實驗：除作為自變量的因素外，無關變量都保持一致，并將結果進行比較的實驗。對照的類型：空白對照、自身對照、條件對照、相互對照(對比)2.酶催化的機理+表示沒有加催化劑時化學反應所需要的活化能。+表示加無機催化劑化學反應所需要的活化能。(1)活化能：分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍態(tài)所需要的能量。2.酶催化的機理表示加酶時化學反應所需要的活化能。表示加無機催化劑時降低化學反應的活

6、化能。+表示加酶時降低化學反應的活化能。(2)酶催化的機理酶與無機催化劑催化的機理相同，都能降低化學反應的活化能，但是酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。(二）酶的本質探索歷程巴斯德之前：發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關。發(fā)酵與活細胞有關，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某種物質其作用引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質，但這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起到催化作用，就像在活酵母細胞中一樣。巴斯德李比希畢希納對酵母菌發(fā)酵的探索探索歷程對酶本質的探索薩姆納：從刀豆中提純脲酶，并證明其化學本質是蛋白質少數(shù)RNA具有催化功能，稱為核酶。薩姆納之后科學

7、家們獲得胃蛋白酶，胰蛋白酶等許多酶的結晶，并證明這些酶的化學本質是蛋白質。切赫、奧爾特曼(二）酶的本質酶的概念：酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物；其中絕大多數(shù)酶是蛋白質，少數(shù)是RNA。注意酶只起催化作用，不起傳遞信息、調節(jié)的作用，也不提供能量。酶可以在細胞內發(fā)揮作用（呼吸酶），可以在細胞外發(fā)揮作用(如：消化酶)。酶也可以在體外發(fā)揮作用(如：加酶洗衣粉中的酶)酶的基本單位是氨基酸或核糖核苷酸。酶的合成場所是核糖體或者細胞核酶是一種生物催化劑；酶顯著降低了化學反應的活化能。學會確定自變量，控制無關變量，觀察和檢測因變量；學會設置對照組，明確對照組在實驗中的意義。小 結絕大多數(shù)酶是蛋白質，還有少量的RNA。1 1.酶在反應中的作用2 .酶的化學本質3.學習設計對照實驗1.甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關系如圖所示。下列分析錯誤的是( )A.甲酶能夠抗該種蛋白酶降解 B.甲酶不可能是具有催化功能的RNAC.乙酶的化學本質為蛋白質 D.乙酶活性的改變是因為其分子結構的改變B2.關于“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗，下列敘述正確的是（ ）A.實驗中所用肝臟必須是新