人教版高中生物必修一第五章51降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

1、1.5.1 1.5.1 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶2我我餓！餓！我我要要吃吃吃吃吃吃媽媽，我也要吃媽媽，我也要吃第第5 5章章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用問(wèn)題探問(wèn)題探討討 這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么題？什么題？ 是什么物質(zhì)使肉是什么物質(zhì)使肉塊消失了？塊消失了？ 怎樣才能證明你怎樣才能證明你的推測(cè)的推測(cè)斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用思考思考光合作用光合作用葉綠體：葉綠體：CO2+H2O （CH2O) +O2光能光能 酶酶思考思考線粒體線粒體: C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量能量氧氣氧氣酶酶有氧呼吸作用有

2、氧呼吸作用思考思考合成蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)核糖體：核糖體： 氨基酸氨基酸 多肽多肽酶酶縮合脫水縮合脫水核糖體核糖體葉綠體：葉綠體：CO2+H2O （CH2O) +O2光能光能 酶酶線粒體線粒體: C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量能量氧氣氧氣酶酶核糖體：核糖體： 氨基酸氨基酸 多肽多肽酶酶縮合脫水縮合脫水細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為稱為細(xì)胞代謝細(xì)胞代謝細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著的許多化學(xué)細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著的許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。 實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理：一、酶的作用和本質(zhì)：一、酶的作用和本質(zhì)：2

3、2 H H2 2OO2 2 2 2 H2 2O + O2 2加熱加熱 /Fe3 /過(guò)氧化氫酶過(guò)氧化氫酶1 1過(guò)氧化氫酶如何獲??？過(guò)氧化氫酶如何獲?。啃迈r的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%20%的肝臟研磨液的肝臟研磨液2 2如何衡量如何衡量H H2 2O O2 2分解的快慢？分解的快慢？觀察產(chǎn)生氣泡的多少，衛(wèi)生香的燃燒情況觀察產(chǎn)生氣泡的多少，衛(wèi)生香的燃燒情況實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟試管編試管編號(hào)號(hào)1 12 23 34 4第一步第一步每支試管加每支試管加2ml2ml過(guò)氧化氫溶液過(guò)氧化氫溶液第二步第二步實(shí)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象象( (氣泡）氣泡）實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論結(jié)論不明顯不明顯少量少量較多較多復(fù)燃復(fù)燃最多最多快速?gòu)?fù)燃快速

4、復(fù)燃不處理不處理90水水浴浴2 2滴滴FeClFeCl3 3溶液溶液2 2滴肝臟滴肝臟研磨液研磨液H H2 2O O2 2在不同條件下的分解速率不一樣；在在不同條件下的分解速率不一樣；在過(guò)氧化氫酶的作用下分解速率最快過(guò)氧化氫酶的作用下分解速率最快實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)-討論討論1.1.與與1 1號(hào)試管相比，號(hào)試管相比，2 2號(hào)試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象，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？這一現(xiàn)象說(shuō)明什么？-2-2號(hào)試管放出的氣泡多。號(hào)試管放出的氣泡多。-這說(shuō)明加熱能促進(jìn)這說(shuō)明加熱能促進(jìn)H H2 2O O2 2的分解。的分解。2.2.在細(xì)胞內(nèi)，能通過(guò)加熱來(lái)提高反應(yīng)速率嗎？在細(xì)胞內(nèi)，能通過(guò)加熱來(lái)提高反應(yīng)速

5、率嗎？-不能。不能。3.33.3號(hào)和號(hào)和4 4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說(shuō)明什么？這說(shuō)明什么？-說(shuō)明說(shuō)明FeFe3+3+和和H H2 2O O2 2酶都能加快酶都能加快H H2 2O O2 2的分解的分解4.34.3號(hào)試管與號(hào)試管與4 4號(hào)試管相比，哪支試管中的反號(hào)試管相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說(shuō)明什么？為什么說(shuō)酶對(duì)于應(yīng)速率快？這說(shuō)明什么？為什么說(shuō)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？細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？-4-4號(hào)號(hào)-說(shuō)明說(shuō)明H H2 2O O2 2酶比酶比FeFe3+3+的催化效率高得多。的催化效率高得多。-細(xì)胞的化學(xué)反應(yīng)需要

6、在常溫、常壓下高效細(xì)胞的化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求。進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求?？刂谱兞靠刂谱兞孔兞浚鹤兞浚簩?shí)驗(yàn)過(guò)程中可以變化的因素實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以變化的因素自變量：自變量：其中人為改變的變量。其中人為改變的變量。 因變量：因變量：隨著自變量的變化而變化的量隨著自變量的變化而變化的量 無(wú)關(guān)變量：無(wú)關(guān)變量：除了自變量外。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能還會(huì)存除了自變量外。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能還會(huì)存 在一些可變因素，對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響，這在一些可變因素，對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響，這 些變量稱為無(wú)關(guān)變量。些變量稱為無(wú)關(guān)變量。對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)除了一個(gè)因素以外，其余因素都保持不除了一個(gè)因素以外，其余因素都

7、保持不變的實(shí)驗(yàn)。變的實(shí)驗(yàn)。對(duì)照組（對(duì)照組（不做任何處理不做任何處理）實(shí)驗(yàn)組（實(shí)驗(yàn)組（用自變量進(jìn)行處理用自變量進(jìn)行處理）在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，除了要觀察的變量外，在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，除了要觀察的變量外，其他變量（無(wú)關(guān)變量）其他變量（無(wú)關(guān)變量）都應(yīng)當(dāng)始終保持不變都應(yīng)當(dāng)始終保持不變?cè)嚬芫幪?hào)試管編號(hào)1 12 23 34 4第一步第一步每支試管加每支試管加2ml2ml過(guò)氧化氫溶液過(guò)氧化氫溶液第二步第二步實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象( (氣泡）氣泡）實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論結(jié)論不明顯不明顯少量少量較多較多復(fù)燃復(fù)燃最多最多快速?gòu)?fù)燃快速?gòu)?fù)燃不處理不處理90水水浴浴2 2滴滴FeClFeCl3 3溶液溶液2 2滴肝臟滴肝臟研磨液研磨液無(wú)關(guān)變量無(wú)關(guān)變

8、量單一變單一變量原則量原則因變量因變量自變量自變量對(duì)照組對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)酶為什么能催化生物化學(xué)反應(yīng)？酶為什么能催化生物化學(xué)反應(yīng)？ 分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量稱為應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量稱為。vH2O2 ( (常態(tài)常態(tài)) ) H2O2( (活躍狀態(tài)活躍狀態(tài)) )能量能量加熱：加熱：使分子獲得能量，易于反應(yīng)使分子獲得能量，易于反應(yīng)催化劑：催化劑： 降低反應(yīng)所需的活化能。降低反應(yīng)所需的活化能。 降低降低反應(yīng)的反應(yīng)的活化能活化能，從而，從而加快加快化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)的速率速率。酶和無(wú)機(jī)催化劑的作用酶和無(wú)機(jī)催化劑的作用同無(wú)機(jī)催化劑相

9、比，同無(wú)機(jī)催化劑相比，酶酶降低活化能的降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。作用更顯著，因而催化效率更高。正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝能在謝能在溫和溫和條件下條件下快速快速進(jìn)行。進(jìn)行。1.1.各種條件使反應(yīng)加快的原因是什么？各種條件使反應(yīng)加快的原因是什么？加熱：加熱： FeFe3+3+：酶：酶：2. 酶對(duì)于細(xì)胞代謝的意義？酶對(duì)于細(xì)胞代謝的意義？提高分子的能量提高分子的能量降低化學(xué)反應(yīng)的活化能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能總總 結(jié)結(jié)關(guān)于酶本質(zhì)的探索關(guān)于酶本質(zhì)的探索閱讀課本閱讀課本P81關(guān)于酶本質(zhì)的探關(guān)于酶本質(zhì)的探索索，思考，

10、思考P82練習(xí)練習(xí)1巴斯德之前巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)巴斯德巴斯德發(fā)酵與發(fā)酵與活細(xì)胞活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)有關(guān)，發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些細(xì)胞中的某些物質(zhì)物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用揮作用畢希納畢希納酵母細(xì)胞中的酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起繼續(xù)起催化作用催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣，就像在活酵母細(xì)胞中一樣薩姆納薩姆納酶是酶是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)李比希李比希

11、切赫、奧特曼切赫、奧特曼少數(shù)少數(shù)RNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能總結(jié)酶的定義總結(jié)酶的定義酶是酶是活細(xì)胞活細(xì)胞產(chǎn)生的具有產(chǎn)生的具有催化催化作作用用的的有機(jī)物有機(jī)物。來(lái)源來(lái)源功能功能本質(zhì)本質(zhì)絕大多數(shù)酶是蛋白絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是質(zhì)，少數(shù)是RNA。 酶與一般催化劑酶與一般催化劑共同點(diǎn)共同點(diǎn) 1 1、降低活化能，加快反應(yīng)速率、降低活化能，加快反應(yīng)速率 2 2、本身不被消耗、本身不被消耗1.1.高效性高效性：酶的催化效率約是無(wú)機(jī)催化劑的：酶的催化效率約是無(wú)機(jī)催化劑的10107 710101313倍倍2.2.專一專一性性：每一種酶只能催化一種或一類化：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)學(xué)反應(yīng)

12、 “一把鑰匙開一把鎖一把鑰匙開一把鎖”3.3.溫和性溫和性：酶的作用條件較溫和：酶的作用條件較溫和酶的特性酶的特性酶為什么這么嬌氣？酶為什么這么嬌氣？絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫等等劇烈條件都會(huì)劇烈條件都會(huì)影響到蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)影響到蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，所以，所以酶比較酶比較“嬌氣嬌氣”。影響酶促反應(yīng)速率的因素：影響酶促反應(yīng)速率的因素：1，底物濃度，底物濃度底物濃度底物濃度酶促反應(yīng)速率酶促反應(yīng)速率酶的數(shù)量有限酶的數(shù)量有限 在一定濃度范圍內(nèi)，在一定濃度范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨底物濃酶促反應(yīng)速率隨底物濃度的增加而加快，但當(dāng)度的增加而加快，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，底物

13、達(dá)到一定濃度后，反應(yīng)速率不再增加。反應(yīng)速率不再增加。2，酶濃度，酶濃度 酶濃度酶濃度酶促反應(yīng)速率酶促反應(yīng)速率 酶促反應(yīng)速率與酶酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。濃度成正比。在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較較高的溫度容易使酶的較高的溫度容易使酶的 遭到破壞遭到破壞而失去而失去 。低溫不破壞酶的空間結(jié)構(gòu)。低溫不破壞酶的空間結(jié)構(gòu)。每種酶都有自己的每種酶都有自己的低低活性活性最適溫度最適溫度空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)3 溫度溫度過(guò)氧化氫酶過(guò)氧化氫酶在最適合的在最適合的pH下，下，酶的活性酶的活性 最高最高在過(guò)酸過(guò)堿條件下，都會(huì)在過(guò)酸過(guò)堿條件下，都會(huì)破破壞酶的空間結(jié)構(gòu)壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使其

14、失去，使其失去活性?；钚浴? pH. .低溫會(huì)使酶永久失活嗎？低溫會(huì)使酶永久失活嗎？. .酶都是在核糖體上合成的嗎？酶都是在核糖體上合成的嗎？低溫雖使酶的活性明顯降低，但能使酶的空間結(jié)構(gòu)低溫雖使酶的活性明顯降低，但能使酶的空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，保持穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性是可以恢復(fù)的在適宜的溫度下酶的活性是可以恢復(fù)的。酶多數(shù)是蛋白質(zhì)，這些酶是在細(xì)胞中的核糖體中合酶多數(shù)是蛋白質(zhì)，這些酶是在細(xì)胞中的核糖體中合成的，而少數(shù)酶是成的，而少數(shù)酶是RNA，它們的合成場(chǎng)所不是核糖，它們的合成場(chǎng)所不是核糖體。體。4.4.酶只在細(xì)胞內(nèi)起作用嗎？酶只在細(xì)胞內(nèi)起作用嗎？酶在細(xì)胞內(nèi)合成后，有的在細(xì)胞內(nèi)起作用，稱酶在細(xì)

15、胞內(nèi)合成后，有的在細(xì)胞內(nèi)起作用，稱胞內(nèi)酶胞內(nèi)酶。有的合成后分泌到細(xì)胞外起作用，如消化酶，稱有的合成后分泌到細(xì)胞外起作用，如消化酶，稱胞外酶。胞外酶。3.3.酶催化作用的最適溫度都在酶催化作用的最適溫度都在3737嗎？嗎？不同的酶有不同的最適溫度不同的酶有不同的最適溫度。不同生物體內(nèi)酶的最適溫度不同不同生物體內(nèi)酶的最適溫度不同。人體內(nèi)的催化作用的最適溫度在人體內(nèi)的催化作用的最適溫度在3737左右。左右。1、探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響、探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響“影響酶活性的條件影響酶活性的條件”的探究分析的探究分析材料用具：淀粉溶液（最適溫度為材料用具：淀粉溶液（最適溫度為60度左右）、度左右）

16、、 淀粉酶溶液、碘液、斐林試劑等淀粉酶溶液、碘液、斐林試劑等思考：思考： 1）該實(shí)驗(yàn)應(yīng)設(shè)置幾組實(shí)驗(yàn)？如何設(shè)置？）該實(shí)驗(yàn)應(yīng)設(shè)置幾組實(shí)驗(yàn)？如何設(shè)置？ 2）怎樣檢測(cè)三支試管中的淀粉是否被淀粉酶分解）怎樣檢測(cè)三支試管中的淀粉是否被淀粉酶分解了？了？ 3）該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？）該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？ 4）該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？）該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？1、探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響、探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)步步驟驟1號(hào)試管號(hào)試管2號(hào)試管號(hào)試管3號(hào)試管號(hào)試管加入預(yù)熱到對(duì)應(yīng)溫度的淀粉酶溶液加入預(yù)熱到對(duì)應(yīng)溫度的淀粉酶溶液1ml，振蕩，保溫約，振蕩，保溫約5min。試管各加入試管各加入2mL淀

17、粉溶液淀粉溶液藍(lán)色藍(lán)色0冰水中約冰水中約4min100水浴，水浴，約約4min60水浴，水浴，約約4min無(wú)明顯現(xiàn)象無(wú)明顯現(xiàn)象二結(jié)論結(jié)論四三一各加入各加入1滴碘液滴碘液振蕩振蕩只有在最適溫度下酶的催化效率最好只有在最適溫度下酶的催化效率最好藍(lán)色藍(lán)色2 2、探究、探究pHpH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響材料用具：過(guò)氧化氫溶液、過(guò)氧化氫酶溶液、鹽材料用具：過(guò)氧化氫溶液、過(guò)氧化氫酶溶液、鹽酸、氫氧化鈉、蒸餾水等。酸、氫氧化鈉、蒸餾水等。思考思考:1，該試驗(yàn)又該如何設(shè)計(jì)？，該試驗(yàn)又該如何設(shè)計(jì)？2，怎樣檢測(cè)過(guò)氧化氫酶是否將過(guò)氧化氫分解？，怎樣檢測(cè)過(guò)氧化氫酶是否將過(guò)氧化氫分解？3，該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？，該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？4，該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？，該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？ 5）該實(shí)驗(yàn)中誰(shuí)是對(duì)照組？誰(shuí)又是實(shí)驗(yàn)組？）該實(shí)驗(yàn)中誰(shuí)是對(duì)照組？誰(shuí)又是實(shí)驗(yàn)組？探究探究pHpH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響1號(hào)試管號(hào)試管二結(jié)論結(jié)論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象四三一實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟步驟過(guò)氧化氫過(guò)氧化氫溶液溶液3號(hào)試管號(hào)試管試管各加入試管各加入1mL過(guò)氧化氫溶液過(guò)氧化氫溶液無(wú)明顯變化無(wú)明顯變化pH7pH=12pH2各加各加2ml2