【課件】5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課件2021-2022學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1

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1.1.為什么要把肉塊放到金屬籠中？為什么要把肉塊放到金屬籠中？2.2.是什么物質(zhì)使肉塊消失？是什么物質(zhì)使肉塊消失？斯帕蘭札尼的實(shí)驗(yàn)斯帕蘭札尼的實(shí)驗(yàn)避免肉塊被磨碎（物理性消化）避免肉塊被磨碎（物理性消化）胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了（化學(xué)性消化）（化學(xué)性消化）問(wèn)題探討問(wèn)題探討酶酶酶的分布酶的分布細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，稱為多化學(xué)反應(yīng)，稱為細(xì)胞代謝細(xì)胞代謝。細(xì)胞代謝離不開酶的催化細(xì)胞代謝離不開酶的催化。比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解 2 H2O2 2

2、H2O + O2加熱或加熱或FeFe3+3+或過(guò)氧化氫酶或過(guò)氧化氫酶1.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解快慢，了解過(guò)氧化通過(guò)比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解快慢，了解過(guò)氧化氫酶的作用氫酶的作用。3.實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)材料4.實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟編號(hào)編號(hào)加入物質(zhì)加入物質(zhì)處理?xiàng)l件處理?xiàng)l件實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象( (氣泡氣泡 衛(wèi)生香衛(wèi)生香復(fù)燃復(fù)燃) )1 12ml H2ml H2 2O O2 2 溶液溶液常溫下常溫下2 22ml H2ml H2 2O O2 2 溶液溶液 3 32ml H2ml H2 2O O2 2 溶液溶液 4 42ml H2ml H2 2O O2 2 溶液溶液

3、 9090o oC C水浴加熱水浴加熱2 2滴滴FeClFeCl3 3溶液溶液2 2滴新鮮肝臟研磨液滴新鮮肝臟研磨液少量氣泡少量氣泡較多氣泡較多氣泡大量氣泡大量氣泡幾乎無(wú)氣泡幾乎無(wú)氣泡復(fù)燃復(fù)燃變亮變亮編號(hào)編號(hào)加入物質(zhì)加入物質(zhì)處理?xiàng)l件處理?xiàng)l件實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象( (氣泡氣泡 衛(wèi)生香復(fù)燃衛(wèi)生香復(fù)燃) )1 12ml H2ml H2 2O O2 2 溶液溶液常溫下常溫下2 22ml H2ml H2 2O O2 2 溶液溶液 3 32ml H2ml H2 2O O2 2 溶液溶液 4 42ml H2ml H2 2O O2 2 溶液溶液 9090o oC C水浴加熱水浴加熱2 2滴滴FeClFeCl3 3

4、溶液溶液2 2滴新鮮肝臟研磨液滴新鮮肝臟研磨液少量氣泡少量氣泡較多氣泡較多氣泡大量氣泡大量氣泡幾乎無(wú)氣泡幾乎無(wú)氣泡對(duì)照組對(duì)照組實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)組組1 1號(hào)和號(hào)和2 2號(hào)對(duì)照說(shuō)明：號(hào)對(duì)照說(shuō)明：_能促進(jìn)能促進(jìn)H H2 2O O2 2的分解速率的分解速率 3 3號(hào)和號(hào)和4 4號(hào)對(duì)照說(shuō)明號(hào)對(duì)照說(shuō)明_過(guò)氧化氫酶的催化效率比過(guò)氧化氫酶的催化效率比FeClFeCl3 3高高 加熱加熱 自變量自變量因變量因變量對(duì)照組對(duì)照組：一般指保持原有狀態(tài)（未做處理）或已知影響因素所造成結(jié)：一般指保持原有狀態(tài)（未做處理）或已知影響因素所造成結(jié)果的一組實(shí)驗(yàn)。果的一組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組：人為改變條件或未知實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一組實(shí)驗(yàn)。：人為改變

5、條件或未知實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一組實(shí)驗(yàn)。科學(xué)方法：控制變量科學(xué)方法：控制變量和設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)復(fù)燃復(fù)燃變亮變亮酶催化作用的實(shí)質(zhì)酶催化作用的實(shí)質(zhì)活化能：活化能：分子從分子從常態(tài)常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)活躍狀態(tài)所需要的能量所需要的能量。常態(tài)常態(tài)活躍狀態(tài)活躍狀態(tài)活化能活化能酶催化作用的實(shí)質(zhì)酶催化作用的實(shí)質(zhì)活化能：活化能：分子從分子從常態(tài)常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)活躍狀態(tài)所需要的能量所需要的能量。各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：加熱加熱： FeFe3+3+：酶酶：提高分子的提高分子的能量能量降低降低化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)

6、的活化能活化能更顯著地更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能結(jié)論：同無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低活化結(jié)論：同無(wú)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。能的作用更顯著，因而催化效率更高。酶的本質(zhì)酶的本質(zhì)閱讀課本閱讀課本P79-80P79-80思考討論思考討論巴斯德之前巴斯德之前巴斯德巴斯德李比希李比希畢希納畢希納薩姆納薩姆納切赫和奧爾特曼切赫和奧爾特曼其他科學(xué)家其他科學(xué)家發(fā)酵是純化學(xué)過(guò)程發(fā)酵是純化學(xué)過(guò)程活酵母活酵母細(xì)胞參與發(fā)酵細(xì)胞參與發(fā)酵死酵母細(xì)胞死酵母細(xì)胞釋放物質(zhì)釋放物質(zhì)釀酶釀酶使糖液變成酒使糖液變成酒脲酶是脲酶是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)很多酶都是很多酶都是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)少數(shù)少數(shù)RNA

7、RNA也能也能催化催化酶的概念：酶的概念：酶是酶是_產(chǎn)生的具有產(chǎn)生的具有_作用作用的有機(jī)物，絕大多數(shù)是的有機(jī)物，絕大多數(shù)是_?；罴?xì)胞活細(xì)胞催化催化蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)1.1.下圖為下圖為H H2 2O O2 2在不同條件下分解的曲線圖模型，曲線在不同條件下分解的曲線圖模型，曲線的的條件分別是條件分別是( () )A AH H2 2O O2 2酶催化、酶催化、FeClFeCl3 3催化、加催化、加熱、自然條件熱、自然條件B B加熱、自然條件、加熱、自然條件、H H2 2O O2 2酶催酶催化、化、FeClFeCl3 3催化催化C C加熱、加熱、FeClFeCl3 3催化、自然條催化、自然條件、件、H H

8、2 2O O2 2酶催化酶催化D D自然條件、加熱、自然條件、加熱、FeClFeCl3 3催催化、化、H H2 2O O2 2酶催化酶催化D練習(xí)練習(xí)E1E2E3E0酶的特性酶的特性b.b.酶只能酶只能改變改變達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡所需達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡所需時(shí)間時(shí)間, ,不改變不改變化學(xué)反化學(xué)反應(yīng)的應(yīng)的平衡點(diǎn)（生成物的量）。平衡點(diǎn)（生成物的量）。a.a.酶具有酶具有高效性，高效性，因?yàn)橐驗(yàn)榇呋剩捍呋剩好笩o(wú)機(jī)催化劑。酶無(wú)機(jī)催化劑。高效性高效性未加催化劑未加催化劑概念拓展：概念拓展：酶促反應(yīng)酶促反應(yīng): : 由酶催化的化學(xué)反應(yīng)稱為酶促反應(yīng)由酶催化的化學(xué)反應(yīng)稱為酶促反應(yīng)底物底物: : 受酶催化而發(fā)生化學(xué)

9、反應(yīng)的分子叫底物受酶催化而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的分子叫底物（反應(yīng)物反應(yīng)物）專一性專一性酶的專一性：一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。酶的專一性：一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。ADAAAABCBD酶的特性酶的特性脲酶脲酶只能催化只能催化尿素尿素分解。分解。過(guò)氧化氫酶過(guò)氧化氫酶只能催化只能催化過(guò)氧化氫過(guò)氧化氫分解。分解。蛋白質(zhì)酶蛋白質(zhì)酶只能催化只能催化蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)水解等。水解等。探究實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證酶的探究實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證酶的專一性專一性步驟步驟試管試管1 1試管試管2 2變量變量1 12 23 34 4結(jié)果結(jié)果方案一：方案一：相同酶，不同底物相同酶，不同底物自變量自變量無(wú)關(guān)變無(wú)關(guān)變量量因變量因變量方案二：方案二

10、：相同底物，不同酶相同底物，不同酶產(chǎn)生磚紅色沉淀產(chǎn)生磚紅色沉淀不產(chǎn)生磚紅色沉淀不產(chǎn)生磚紅色沉淀2ml2ml可溶性淀粉可溶性淀粉2ml2ml蔗糖溶液蔗糖溶液2 2滴新鮮滴新鮮淀粉酶溶液淀粉酶溶液，振蕩，振蕩，6060水浴保溫水浴保溫5min5min2ml2ml斐林試劑斐林試劑，邊加邊輕輕振蕩，邊加邊輕輕振蕩沸水沸水水浴水浴1min1min，觀察溶液顏色變化，觀察溶液顏色變化酶酶A A未加酶未加酶底物底物A A濃度濃度反應(yīng)速率反應(yīng)速率專一性專一性酶的特性酶的特性底物底物A A在無(wú)酶條件下的反應(yīng)速率曲線如圖所示。在無(wú)酶條件下的反應(yīng)速率曲線如圖所示。（1 1）如果加入對(duì)應(yīng)的）如果加入對(duì)應(yīng)的酶酶A A呢

11、？呢？（2 2）如果加入另一種）如果加入另一種酶酶B B呢？呢？( (酶酶B)B)探究：影響酶活性的條件探究：影響酶活性的條件設(shè)計(jì)思路：設(shè)計(jì)思路：（1 1）材料選擇：）材料選擇：淀粉、過(guò)氧化氫；淀粉酶、肝臟研磨液淀粉、過(guò)氧化氫；淀粉酶、肝臟研磨液HClHCl、NaOHNaOH、熱水、蒸餾水、冰塊、碘液、斐林試劑、熱水、蒸餾水、冰塊、碘液、斐林試劑（2 2）實(shí)驗(yàn)原理：）實(shí)驗(yàn)原理： 底物底物 產(chǎn)物產(chǎn)物酶酶不同不同pHpH條件條件（3 3）實(shí)驗(yàn)步驟：（）實(shí)驗(yàn)步驟：（小組討論小組討論）探究：影響酶活性的條件探究：影響酶活性的條件pH步驟步驟試管試管1 1試管試管2 2試管試管3 3第一步第一步第二步第

12、二步第三步第三步第四步第四步觀察氣泡生成速率，或插入衛(wèi)生香觀察觀察氣泡生成速率，或插入衛(wèi)生香觀察復(fù)燃情況復(fù)燃情況實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：結(jié)論結(jié)論P(yáng)HPH過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響酶活性。過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響酶活性。加入加入2 2滴新鮮肝臟研磨液滴新鮮肝臟研磨液1mL1mL蒸餾水蒸餾水1mL 1mL HClHCl溶液溶液1mL NaOH1mL NaOH溶液溶液加入加入2mLH2mLH2 2O O2 2溶液溶液PH=7酸酸堿堿探究：影響酶活性的條件探究：影響酶活性的條件設(shè)計(jì)思路：設(shè)計(jì)思路：（1 1）材料選擇：）材料選擇：淀粉、過(guò)氧化氫；淀粉酶、肝臟研磨液淀粉、過(guò)氧化氫；淀粉酶、肝臟研磨液HClHCl、NaOHN

13、aOH、熱水、蒸餾水、冰塊、碘液、斐林試劑、熱水、蒸餾水、冰塊、碘液、斐林試劑（2 2）實(shí)驗(yàn)原理：）實(shí)驗(yàn)原理： 底物底物 產(chǎn)物產(chǎn)物酶酶不同溫度條件不同溫度條件（3 3）實(shí)驗(yàn)步驟：（）實(shí)驗(yàn)步驟：（小組討論小組討論）探究：影響酶活性的條件探究：影響酶活性的條件溫度溫度步驟步驟試管試管1 1試管試管2 2試管試管3 3試管試管4 4試管試管5 5試管試管6 62mL2mL淀粉溶淀粉溶液液+ + + +2 2滴淀粉酶滴淀粉酶溶液溶液+ + + +分別保溫分別保溫2min2min6060水浴水浴冰浴（冰?。?0）沸水?。ǚ兴。?00100）試管試管1 1、2 2溶液混合溶液混合試管試管3 3、4 4溶

14、液混合溶液混合試管試管5 5、6 6溶液混合溶液混合分別保溫分別保溫5min5min6060水浴水浴冰浴（冰?。?0）沸水浴（沸水?。?00100）加入加入2 2滴碘液，滴碘液，振蕩振蕩，觀察顏色變化，觀察顏色變化作用條件溫和作用條件溫和酶酶的特性的特性溫度過(guò)高、過(guò)酸過(guò)堿都會(huì)使酶失活，但低溫只會(huì)使酶活溫度過(guò)高、過(guò)酸過(guò)堿都會(huì)使酶失活，但低溫只會(huì)使酶活性降低，所以性降低，所以低溫適用于保存酶低溫適用于保存酶。抑制抑制最適溫度最適溫度失活失活失活失活失活失活最適最適pHpH1.1.酶酶濃度濃度2.2.底物底物濃度濃度酶的濃度酶的濃度反反應(yīng)應(yīng)速速率率底物的濃度底物的濃度反反應(yīng)應(yīng)速速率率底物底物足夠足夠

15、酶濃度酶濃度一定一定影響酶促反應(yīng)的其他因素影響酶促反應(yīng)的其他因素結(jié)論：結(jié)論：影響酶促反應(yīng)的因素：影響酶促反應(yīng)的因素：(1)(1)溫度、溫度、pHpH：影響酶活性：影響酶活性(2)(2)酶濃度與底物濃度：影響酶與底物的接觸面積酶濃度與底物濃度：影響酶與底物的接觸面積各條件影響酶活性的原理各條件影響酶活性的原理低溫低溫過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高不破壞酶的不破壞酶的空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)酶的酶的空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)遭到破壞遭到破壞酶的活性酶的活性很低很低酶的活性酶的活性永久喪失永久喪失在適宜的溫度下，在適宜的溫度下，酶的活性酶的活性可以恢復(fù)可以恢復(fù)在適宜的溫度下，酶在適宜的溫度下，酶的活性的活性

16、不可以恢復(fù)。不可以恢復(fù)。因此，酶制劑適宜在因此，酶制劑適宜在低溫低溫下保存。下保存。酶的酶的專一性專一性每一種酶只能催化每一種酶只能催化一種一種或一類或一類的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)酶的催化效率是無(wú)機(jī)催酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的化劑的10107 7 -10 -101313 倍倍酶的酶的高效性高效性 酶的作用條酶的作用條 件較件較溫和溫和酶所催化的反應(yīng)一般是酶所催化的反應(yīng)一般是在比較在比較溫和的條件溫和的條件下進(jìn)下進(jìn)行的。行的。本節(jié)小結(jié)：本節(jié)小結(jié)：練習(xí)與拓展：練習(xí)與拓展：1、現(xiàn)將胃蛋白酶置于、現(xiàn)將胃蛋白酶置于PH值為值為10的溶液中一段時(shí)間后，的溶液中一段時(shí)間后，把溶液的把溶液的PH值逐漸降低，下列有

17、關(guān)該酶活性變化的值逐漸降低，下列有關(guān)該酶活性變化的圖正確的是（圖正確的是（ ）PH值降低值降低酶的活性酶的活性10BPH值降低值降低酶的活性酶的活性10CPH值降低值降低酶的活性酶的活性10APH值降低值降低酶的活性酶的活性10DC 2、將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉、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)整酶和適量水混合裝入一容器內(nèi)，調(diào)整pH至至2.0，保，保存在存在370C的水浴鍋內(nèi)。過(guò)一段時(shí)間后，容器內(nèi)剩的水浴鍋內(nèi)。過(guò)一段時(shí)間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)是：余的物質(zhì)是： （ ） A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水、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、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、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、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水A3、在下圖中哪一曲線能正確表示溫度對(duì)人體、在下圖中哪一曲線能正確表示溫度對(duì)人體 轉(zhuǎn)氨酶催化效率的影響轉(zhuǎn)氨酶催化效率的影響 。催化效率催化效率溫度溫度10 20 30催化效率催化效率溫度溫度10 20 30催化效率催化效率溫度溫度10 20 30催化效率催化效率溫度溫度10 20 30ABCDC小結(jié)：降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶小結(jié)：降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（1 1）酶的本質(zhì)）酶的本質(zhì)（2 2）酶的特性）酶的