降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修一

5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

1.說明酶在細(xì)胞代謝中的作用、本質(zhì),特性。2．進(jìn)行有關(guān)的實驗和探究，學(xué)會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設(shè)置對照組和重復(fù)實驗。問題探討問題探討1.該實驗要解決什么問題？2.肉塊為什么會消失？3.怎樣證明你的猜測？斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學(xué)性消化？被胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)分解。收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)能否在體外講肉塊分解。葉綠體：光能

酶線粒體:氧氣酶核糖體：酶縮合脫水CO2+H2O（CH2O)+O2C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氨基酸

多肽

想一想：葉綠體、線粒體、核糖體有什么生理功能？問題1：酶在細(xì)胞代謝中起什么作用？催化

問題2：實驗室中哪些方法可以加快反應(yīng)速度？加熱、催化劑一、酶在細(xì)胞代謝中的作用1.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。（1）細(xì)胞代謝的實質(zhì)：各種化學(xué)反應(yīng)的總稱.（2）細(xì)胞代謝的意義：細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ).實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗?zāi)康模和ㄟ^比較在不同條件下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用和意義實驗原理：過氧化氫在高溫或Fe離子或過氧化氫酶的作用下，都可以被分解為水和氧氣酶在細(xì)胞代謝中的作用實驗方法：比較過氧化氫在不同條件下分解速率帶火星的衛(wèi)生香實驗材料：3.5%Fecl3溶液H2O+O2H2O2H2O+O2常溫H2O2H2O+O2加熱H2O2H2O+O2FeCL3H2O2H2O2酶過氧化氫在這幾種不同條件下的分解速度有什么差別呢？思考與討論：2.實驗:比較過氧化氫在不同條件下的分解2H2O22H2O+O2高溫/Fe3＋/過氧化氫酶（1）實驗原理：通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用和意義。（2）實驗?zāi)康模翰襟E試管編號說明12343%的

H2O2溶液2ml2ml2ml2ml反應(yīng)條件常溫90℃2滴FeCl32滴肝臟研磨液實驗現(xiàn)象結(jié)論無關(guān)變量自變量因變量對照組實驗組對照實驗實驗組實驗組單一變量原則原則（3）實驗步驟：試管編號1234第一步每支試管加2ml過氧化氫溶液第二步不處理90℃水浴滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝臟研磨液實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論1min分鐘后，將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香放在液面的上方酶能催化生物化學(xué)反應(yīng)，催化效率比無機(jī)催化劑高得多。1）與1號試管相比，2號試管產(chǎn)生的氣泡多，這一現(xiàn)象說明了什么？2號試管，加熱能促進(jìn)H2O2的分解,提高反應(yīng)速率；2）3、4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明了什么？Fe3+

和過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率，3）3號試管和4號試管相比，4號試管中的反應(yīng)速率快,這說明了什么？過氧化氫酶比Fe3+

的催化效率高得多試一試對現(xiàn)象的分析步驟試管編號

說明1234

一H2O2濃度

二

結(jié)果氣泡產(chǎn)生帶火星木條結(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鮮肝研磨液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)燃反應(yīng)條件自變量因變量無關(guān)變量變量對照組實驗組對照實驗等量性原則單一變量原則等量性原則無關(guān)變量人為改變的變量隨自變量的變化而變化的變量1.高溫可以加快過氧化氫分解2.FeCl3能催化過氧化氫分解3.過氧化氫酶能催化過氧化氫分解4.過氧化氫酶的催化效率比FeCl3高3.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)所需的能量稱為活化能。酶為什么能催化生物化學(xué)反應(yīng)？H2O2(常態(tài))

H2O2(活躍狀態(tài))能量活化能反應(yīng)物產(chǎn)物………………活化能反應(yīng)進(jìn)程能量加熱（1）加熱在化學(xué)反應(yīng)中的作用：結(jié)論：加熱可以給反應(yīng)物提供能量。75無催化劑29有機(jī)催化劑(酶)54無機(jī)催化劑活化能(kJ.mol-1)條件反應(yīng)物產(chǎn)物………………活化能反應(yīng)進(jìn)程能量（2）催化劑在化學(xué)反應(yīng)中的作用：..…………

無機(jī)催化劑……..有機(jī)催化劑結(jié)論：催化劑降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能。原理：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。(3)意義：正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速進(jìn)行。二.酶的本質(zhì)閱讀教材P81頁,關(guān)于酶本質(zhì)的探索⑴巴斯德以前：發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng),與生命活動無關(guān)。對比巴斯德和李比希觀點(diǎn)的比較1803—1873(德國)

化學(xué)家通過對化學(xué)變化的研究認(rèn)為糖類變成酒精就是一個化學(xué)反應(yīng)

結(jié)論:引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用1822—1895(法國)微生物學(xué)家通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)發(fā)酵的過程中有酵母菌

結(jié)論：發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，沒有活細(xì)胞的參與，糖類是不可能變成酒精的酵母細(xì)胞研磨不含酵母細(xì)胞的提取液加水?dāng)嚢杓訅哼^濾加入葡萄糖③現(xiàn)象：冒出氣泡④結(jié)論：酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣。將酵母細(xì)胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶①1860—1917(德國):

化學(xué)家②過程：(4)畢希納：(5)薩姆納：（美國）①

1926年從刀豆中提取脲酶結(jié)晶，脲酶是一種蛋白酶20世紀(jì)30年代,相繼提出了多種酶的蛋白結(jié)晶②

結(jié)論:酶是一類具有催化作用的蛋白質(zhì)(6)切赫和奧特曼：(美國)發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作用結(jié)論：酶是具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣薩姆納酶是蛋白質(zhì)李比希少數(shù)RNA也具有生物催化功能（核酶）切郝、奧特曼二、酶的本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)基本單位合成場所來源生理功能作用原理絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)少數(shù)酶是RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體細(xì)胞核活細(xì)胞（哺乳動物成熟的紅細(xì)胞不能合成）催化作用降低化學(xué)反應(yīng)的活化能②配置無關(guān)變量；1)實驗設(shè)計遵循原則：2)實驗步驟設(shè)計的內(nèi)容：①設(shè)計對照原則②單一變量原則③設(shè)定自變量，設(shè)置好實驗組和對照組；④檢測因變量，觀察記錄實驗結(jié)果。①分組編號②配置無關(guān)變量；③設(shè)定自變量，設(shè)置好實驗組和對照組；④檢測因變量，觀察記錄實驗結(jié)果。1.同一個體內(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、種類無差異，數(shù)量相同

D、種類無差異，數(shù)量不同B2.細(xì)胞內(nèi)合成酶的主要的場所是（）

A.細(xì)胞質(zhì)B.線粒體

C.核糖體D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)C課堂練習(xí):3.下列有關(guān)酶的敘述錯誤的是A.組成大多數(shù)酶的基本單位是氨基酸B.少數(shù)的酶是RNAC.每種酶都具有高效性，專一性D.酶都具有消化功能D課堂練習(xí)4．下列有關(guān)對照實驗設(shè)置的敘述中，錯誤的是

A．要設(shè)置對照組和實驗組

B．自變量要始終保持相同

C．無關(guān)變量要始終相同且適宜

D．要遵循單因子變量原則B5．同無機(jī)催化劑相比，酶具有更高的催化效率的原因是

A．降低反應(yīng)的活化能的作用更顯著

B．能供給反應(yīng)物能量

C．改變了反應(yīng)的途徑

D．能降低反應(yīng)活化能A三、酶的特性

酶是具有催化作用的有機(jī)物，與無機(jī)催化劑相比，有哪些不同的特點(diǎn)呢？1、酶具有高效性比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率3443少量肝臟研磨液酶的催化效率是無機(jī)催化劑的107~1013倍。探究：淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用

現(xiàn)在給你淀粉酶溶液，要觀察淀粉酶能否催化蔗糖和淀粉水解，應(yīng)該如何設(shè)計這個實驗？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？提醒：麥芽糖、葡萄糖、果糖為還原性糖淀粉溶液蔗糖溶液實驗步驟一二三實驗現(xiàn)象結(jié)論加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反應(yīng)5min2號試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑振蕩約60℃水浴2min1號試管中加入2mL淀粉溶液無變化磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解探究：淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用酶的特性

專一性目前發(fā)現(xiàn)的酶有________多種，它們分別

催化不同的化學(xué)反應(yīng)。2、酶具有專一性每一種酶只能催化____________化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行，與酶的

_______是分不開的。一種或一類4000專一性從上面進(jìn)行的實驗我們看出進(jìn)行實驗需要一定的條件，比如淀粉酶在60℃左右最好。能不能設(shè)計一個實驗，來證明溫度會影響酶的活性？酶活性：酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率。淀粉溶液實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論探究：溫度對淀粉酶活性的影響1號試管2號試管3號試管加入淀粉酶2mL，振蕩試管各加入2mL淀粉溶液藍(lán)色保持0℃冰水中保溫約5min加熱至100℃，保溫約5min加熱至60℃，保溫約5min各加入兩滴碘液振蕩無明顯現(xiàn)象只有在一定溫度下酶的催化效率最好藍(lán)色溫度對酶活性的影響0最適溫度t/℃υ/mmol.s-13、溫度對酶活性的影響在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較_____;低溫：______酶的活性，升溫可以恢復(fù)。高溫：破壞了酶的__________，使酶失去______且不可恢復(fù)。低活性空間結(jié)構(gòu)在最適溫度下，酶的活性_____。抑制最高過氧化氫溶液實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論探究：pH對過氧化氫酶活性的影響1號試管2號試管3號試管加入新鮮的肝臟碾磨液2mL，振蕩試管各加入2mL過氧化氫溶液,觀察現(xiàn)象無明顯變化pH＝7pH=12pH＝22—3min后將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香分別放入試管中只有在適合的pH下酶的催化效率最好復(fù)燃無明顯變化pH對酶活性的影響υ/mmol.s-1最適pH0pH4、pH對酶活性的影響在最適合的pH下，酶的活性

在過酸過堿的條件下，都會使酶的遭到破壞而失去且不可恢復(fù)。最高空間結(jié)構(gòu)活性5：酶的特性：1.具有高效性2.具有專一性3.作用條件較溫和①要有合適的溫度：②要有合適的pH：6：影響酶促反應(yīng)速率的因素：1．溫度3．酶的濃度：反應(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快。4．底物濃度：在一定濃度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快，但達(dá)到一定濃度，反應(yīng)速率不再變化2．pH酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定酶促反應(yīng)速率酶的濃度底物無限2、在測定胃蛋白酶的活性時，將溶液pH值由10降到2的過程中，胃蛋白酶的活性將（）A、不斷上升B、沒有變化

C、先升后降D、先降后升課堂鞏固B1、催化脂肪酶水解的酶是（）A肽酶B蛋白酶C脂肪酶D淀粉酶B3、在植物細(xì)胞工程中常常要去掉細(xì)胞壁，在不損傷植物細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，下列哪種物質(zhì)可用于去除細(xì)胞壁（）A、蛋白酶B、纖維素酶C、鹽酸D、淀粉酶B4、關(guān)于酶的特性，下列表述中錯誤的一項是

()

A.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物B.化學(xué)反應(yīng)前后，酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量不變C.酶的催化效率很高，但易受溫度和酸堿度影響D.一旦離開活細(xì)胞，酶就失去催化能力D5、酶的基本組成單位是（