生物：51《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》課件（新人教版必修1）1

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)活化能的酶酶的作用和本質(zhì)斯帕蘭札尼的實驗討論：1、這個實驗要解決什么問題？2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3、怎樣才能證明你的推測？鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學(xué)性消化是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解了一、細(xì)胞代謝

細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝CCOOHHNR1R2OHHCNH2COHH+→R1CNH2CHOCOOHCHNR2H二、酶在細(xì)胞代謝中的作用

2H2O2

→2H2O+O21、常溫下反應(yīng)2、加熱3、Fe3+做催化劑4、過氧化氫酶豬肝研磨液加入試管直接觀察酒精燈水浴加熱滴加FeCl3溶液※實驗設(shè)計原則1、對照原則2、單一變量原則步驟試管編號說明1234一

H2O2濃度劑量二劑量結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結(jié)論比較過氧化氫在不同條件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明顯少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反應(yīng)條件自變量因變量無關(guān)變量y=k·xy=kx+z8滴大量復(fù)燃變量步驟試管編號說明1234一

H2O2濃度劑量二劑量結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結(jié)論比較過氧化氫在不同條件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明顯少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反應(yīng)條件自變量因變量無關(guān)變量對照組實驗組對照實驗控制變量與對照實驗1、自變量：實驗中人為控制改變的變量。2、因變量：隨自變量而變化的變量。3、無關(guān)變量：除自變量外，實驗過程中可能還會存在的一些可變因素，對實驗結(jié)果造成影響。4、對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗叫做對照實驗。5、對照實驗一般要設(shè)置對照組與實驗組。

P79在本實驗中應(yīng)該注意哪些事項？1.實驗時肝臟必須要新鮮。肝臟如果不新鮮，實驗效果不好。因為酶是蛋白質(zhì)，如果取材過早，肝細(xì)胞內(nèi)的過氧化氫酶等有機(jī)物就會在腐生細(xì)菌的作用下分解，使組織中酶的數(shù)量減少且活性降低。2.要使用肝臟的研磨液，這樣可加大肝細(xì)胞內(nèi)過氧化氫酶與試管中過氧化氫的接觸面積，從而加速過氧化氫的分解。3.滴加氯化鐵和肝臟研磨液不能合用一支滴管。原因是酶的催化效率具有高效性，少量酶帶入氯化鐵溶液中也會影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致得出錯誤的結(jié)論。4.由于反應(yīng)速度快，要注意觀察實驗的現(xiàn)象。5.過氧化氫具有一定的腐蝕性，使用時不要讓其接觸皮膚。

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二、酶在細(xì)胞代謝中的作用

二、酶在細(xì)胞代謝中的作用各條件使反應(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)的活化能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)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。酶的功能作用機(jī)理：1、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、酶在生化反應(yīng)中起的催化的作用，主要是降低了反應(yīng)的活化能，酶在反應(yīng)前后質(zhì)量和性質(zhì)不變化結(jié)論：

正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和的條件下快速進(jìn)行。請同學(xué)們閱讀P81-P82的資料分析，填寫以下空白。三、酶的本質(zhì)關(guān)于酶的本質(zhì)的探索：⑴1857年，法國微生物學(xué)家巴斯德提出：釀酒中的發(fā)酵是由于

的存在，沒有

___________的參與，糖類不可能變成酒精。⑵德國化學(xué)家李比希堅持認(rèn)為：引起發(fā)酵的是

，但這些物質(zhì)只有在后才能發(fā)揮作用。⑶德國化學(xué)家畢西納得到

，加入葡萄糖后變成酒，他將引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為

。酵母細(xì)胞活細(xì)胞酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)酵母細(xì)胞死亡不含酵母細(xì)胞的提取液釀酶關(guān)于酶的本質(zhì)的探索：⑷美國科學(xué)家薩姆納用

作溶劑，得到

的結(jié)晶，這種結(jié)晶溶于水后能夠催化

分解成

，然后他用多種方法證明該物質(zhì)是

。⑸后來，科學(xué)家又相繼獲得

、

等許多酶的結(jié)晶，并證明這些酶都是

。⑹20世紀(jì)80年代，美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)

也具有生物催化功能。丙酮脲酶尿素氨和二氧化碳蛋白質(zhì)胃蛋白酶胰蛋白酶蛋白質(zhì)RNA三、酶的本質(zhì)討論：1、巴斯德和李比希的觀點各是什么？有什么積極意義？各有什么局限性？2、巴斯德和李比希出現(xiàn)爭論的原因是什么？這一爭論對后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？畢希納實驗3、從畢希納實驗可以得出什么結(jié)論？4、薩姆納研究哪種酶？你認(rèn)為他成功的主要原因是什么？5、切赫和奧特曼有什么新發(fā)現(xiàn)？6、酶的本質(zhì)是什么？酶的定義：酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的（來源）具有催化能力的（功能）有機(jī)物（化學(xué)本質(zhì)）生物體內(nèi)的酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，20世紀(jì)末科學(xué)家發(fā)現(xiàn)少數(shù)酶是RNA。廣東省四會市四會中學(xué)方仲揚序號項目試管1231H2O2溶液2mL2mL2mL2肝臟研磨液2滴//3FeCl3溶液/2滴/4蒸餾水//2滴5溫度室溫室溫室溫6結(jié)果現(xiàn)象氣泡多氣泡少無氣泡酶的催化具有高效性廣東省四會市四會中學(xué)方仲揚酶具有高效性結(jié)論：上述實驗說明，過氧化氫酶和Fe3+

的催化效率不同。與無機(jī)催化劑Fe3+相比，過氧化氫酶的催化效率要高許多。酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的107~1013

倍。討論：實驗中為什么要選用新鮮的肝臟？為什么要將肝臟制成研磨液？滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時，可否共用一個吸管？為什么？酶具有專一性[實驗六]探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用序號項目試管12341淀粉溶液2mL2mL//2蔗糖溶液//2mL2mL3淀粉酶2mL//2mL4蔗糖酶/2mL2mL/5斐林試劑2mL2mL2mL2mL6磚紅色沉淀有無無有酶的催化具有專一性廣東省四會市四會中學(xué)方仲揚4.實驗探究出影響酶活性的條件

a.酶的確定：淀粉酶不適合做研究pH對酶活性的影響的實驗，是由于在堿性條件下，碘與淀粉的反應(yīng)不能進(jìn)行；氧化氫酶不適合做研究溫度對酶活性的影響的實驗，是由于溫度能影響過氧化氫分解反應(yīng)的速度。課本P83b.實驗原理：用淀粉和淀粉酶做實驗時，可利用加碘液后看溶液是否變藍(lán)來判斷淀粉是否水解，從而了解淀粉酶的活性；用過氧化氫酶做實驗時，可根據(jù)產(chǎn)生氣泡的數(shù)量和速度來判斷酶的活性。c.變量的確定：本實驗的自變量是溫度或pH，因變量是酶的活性。溫度的控制可用冰塊降溫或水浴加熱，用溫度計隨時測量；pH的控制可加入強酸或強堿，用pH試紙進(jìn)行測量。d.對照組的設(shè)置：應(yīng)將溫度或pH調(diào)到該酶的最適溫度或pH水平上，其他條件與實驗組相同。e.實驗組的設(shè)置：探究pH對酶活性的影響，實驗組至少要設(shè)置2組，一組pH明顯高于對照組，一組pH明顯低于對照組，其他條件實驗組和對照組均相同。探究溫度對酶活性的影響，實驗組至少要設(shè)置2組，一組溫度明顯高于對照組，一組溫度明顯低于對照組，其他條件實驗組和對照組均相同。1號2號3號1‘號2’號3’號實驗步驟一2ml3%H2O22mlH2O22mlH2O21ml5%HCL1mlH2O1ml5%NaOH二分別加2滴20%肝臟研磨液三分別將1與1’，2與2’，3與3’試管混合均勻?qū)嶒灛F(xiàn)象結(jié)論幾乎無氣泡

幾乎無氣泡大量氣泡過氧化氫酶在酸性和堿性中，失去活性。酶的催化作用需要適宜的pH，偏高或偏低都會失去活性項目試管１２３淀粉溶液2mL2mL2mL淀粉酶溶液1mL1mL1mLHCl1mL

//蒸餾水/1mL/NaOH//1mL加碘后變色不變變藍(lán)變藍(lán)酶的催化需要適宜的PH值廣東省四會市四會中學(xué)方仲揚試管123淀粉溶液2mL2mL2mL溫度冰水水浴37℃沸水水浴淀粉酶溶液1mL1mL1mL碘液１滴１滴１滴結(jié)果現(xiàn)象不變藍(lán)色藍(lán)色酶的催化需要適宜的溫度廣東省四會市四會中學(xué)方仲揚0

最適溫度

t/OCV/mmol·s-106最適pH10pHV/mmol·s-1酶需要適宜的條件

高溫、低溫以及過酸和過堿，都影響淀粉酶的活性，淀粉酶的催化作用需要適宜的溫度和pH。如圖所示：酶的活性受溫度影響示意圖酶的活性受pH影響示意圖結(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，酶的活性都會明顯降低。過酸、過堿和高溫，都能使酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性，且不可逆。

酶的特性高效性：只要少許酶就能催

化大量底物發(fā)生反應(yīng)專一性：一種酶只能催化一

種或一類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)需要適宜條件：適宜的，

適宜的。溫度PH值廣東省四會市四會中學(xué)方仲揚課堂小結(jié)細(xì)胞代謝設(shè)計實驗的原則：單一變量原則

對照實驗原則酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能，提高化學(xué)反應(yīng)速率的作用酶的本質(zhì)練一練：1．酶在水解過程中，通常能得到氨基酸，這說明（）A．酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的B．酶是生物催化劑C．酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)D．酶的基本組成單位是多肽C2、在37℃、pH=6.8時，用過氧化氫酶催化過氧化氫分解，比用FeCl3做催化劑強得多，這說明酶的哪一項特性（）A．專一性B．高效性C．多樣性D．需要適宜條件B3、將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量的水混合裝入一容器內(nèi)，調(diào)整pH至2.0，保存于37℃的水浴鍋內(nèi)。過一段時間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)是（）

A淀粉、胃蛋白酶