5.1降低化學反應活化能的酶課件高一上學期生物人教版必修1

第1節(jié)降低化學反應活化能的酶一酶的作用和本質第5章細胞的能量供應和利用問題探討

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。2.是什么物質使肉塊消失了？是胃內的化學物質將肉塊分解了。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。斯帕蘭扎尼在研究鷹的消化作用3.怎樣才能證明你的推測？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。斯帕蘭扎尼的實驗證明：食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某種物質。胃酸中含有大量鹽酸，推測鹽酸是使食物分解的物質施旺發(fā)現(xiàn)胃腺分泌物中有一種物質，將它與鹽酸混合后，分解能力遠大于鹽酸單獨作用，這種物質就是胃蛋白酶。細胞中每時每刻都進行著的許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝。思考：化學中我們要想使一個化學反應快速順利進行，可以怎么做？加熱、催化劑

1、酶的作用比較過氧化氫在不同條件下的分解比較H2O2在不同條件下的分解1、肝臟中有較多過氧化氫酶，每滴FeCl3中的Fe3+大約是每滴肝臟研磨液中過氧化氫分子數(shù)的25萬倍2、H2O2在常溫條件下可自行緩慢分解3、H2O2在高溫條件下分解速度加快4、H2O2可被Fe3+催化分解5、H2O2可被H2O2酶催化分解實驗原理2H2O22H2O+O2高溫/Fe3＋/過氧化氫酶實驗原理：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實驗現(xiàn)象(氣泡）不明顯少量較多燃燒最多劇烈燃燒不處理90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液結論：H2O2在不同條件下的分解速率不同，在H2O2酶的作用下分解速率最快。和1號試管相比，2號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？在細胞內,能通過加熱來提高反應速率嗎

3號和4號試管未經(jīng)加熱，也有大量的氣泡產(chǎn)生，這說明什么？3號和4號試管相比，哪支試管中的反應速率快？這說明什么？

加熱能促進過氧化氫分解不能，溫度過高會造成生物的細胞死亡Fe3+和過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解,起催化作用過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高的多試管編號1234第一步每支試管加2ml過氧化氫溶液第二步實驗現(xiàn)象(氣泡）實驗結論不明顯少量較多復燃最多快速復燃不處理90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液無關變量單一變量原則因變量自變量對照組實驗組對照實驗酶能催化生物化學反應，催化效率比無機催化劑高得多。研究發(fā)現(xiàn)，酶的催化效率是無機催化劑催化效率的107~1013倍。思考：酶是如何催化生物化學反應的呢？酶為什么能催化生物化學反應？

常態(tài)：在一個化學反應體系中，反應開始時，反應物分子平均能量較低，稱為常態(tài)。激發(fā)態(tài)（活躍狀態(tài)）：當反應物分子獲得能量參與反應時，其內部的能量高于常態(tài)能量時，所處的狀態(tài)為激發(fā)態(tài)。

H2O2(常態(tài))H2O2(活躍狀態(tài))能量活化能降低反應的活化能，從而加快化學反應的速率。酶和無機催化劑的作用主要特點參與反應，但不改變反應物和產(chǎn)物的量降低反應所需的活化能，不提供能量本身的量與化學性質不變催化劑在化學反應中的作用反應物產(chǎn)物………………活化能反應進程能量..…………

酶和無機催化劑能量反應過程酶比無機催化劑多降低的活化能無機催化劑催化有酶催化同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。正是由于酶的催化作用，細胞代謝能在溫和條件下快速進行。巴斯德之前巴斯德發(fā)酵與活細胞有關，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某些物質起作用引起發(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)揮作用畢希納酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣薩姆納脲酶是蛋白質李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能酶(Enzyme)的定義:絕大多數(shù)酶是蛋白質，少數(shù)的酶是RNA。酶是活細胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機物。來源功能本質注意：酶在細胞內外都可以發(fā)揮作用?。?！1．下列關于過氧化氫的敘述中，正確的是()A．在沒有催化劑時過氧化氫不會分解成水和氧氣B．過氧化氫和水一樣無色無味，對細胞無害C．Fe3+和過氧化氫酶都能加速過氧化氫的分解D．從最終結果看，在有催化劑存在時，過氧化氫分解反應會進行得更徹底課堂練習：C2．下列有關對照實驗設置的敘述中，錯誤的是()A.要設置對照組和實驗組B.自變量要始終保持相同C.無關變量要始終相同且適宜D.要遵循單因子變量原則3．同無機催化劑相比，酶具有更高的催化效率的原因是()。A.降低反應的活化能的作用更顯著B.能供給反應物能量C.改變了反應的途徑D.能降低反應活化能ＢＡ二酶的特性什么是酶？酶是由活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物?；瘜W反應需要提供能量，使參加化學反應的分子從常態(tài)變?yōu)榛钴S狀態(tài)，那么酶是否提供了能量而加快了反應速率呢？降低化學反應活化能請大家回憶H2O2在不同條件下的分解的實驗！

比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率為什么4號試管的反應速率比3號試管快得多？說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率(活性)高得多。3443少量肝臟研磨液氯化鐵溶液過氧化氫溶液過氧化氫溶液過氧化氫溶液過氧化氫溶液1、酶具有高效性事實上，酶的催化效率一般是無機催化劑的107～1013倍。酶具有高效性的意義：酶的高效性保證了細胞內化學反應的快速順利進行。資料1

無機催化劑,例如酸既能催化蛋白質的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。

蛋白酶只能催化蛋白質水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解?？谇焕镉型僖旱矸勖?，可塞進牙縫里的肉絲兩天后還沒被消化。由上述資料大膽的提出問題，作出你的假設。探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用作出假設：淀粉酶只能催化淀粉的水解，而不能催化蔗糖的水解。實驗材料及器具：質量分數(shù)為2%的新配制的淀粉酶、3%的可溶性淀粉溶液、3%的蔗糖溶液、斐林試劑，試管，燒杯，量筒，滴管，溫度計，試管夾，三腳架，石棉網(wǎng)，酒精燈，火柴,熱水1號試管2號試管實驗步驟一二三實驗結果結論分別加入淀粉酶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淀粉溶液藍色無變化或者藍色棕色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

2、酶具有專一性反應底物反應產(chǎn)物某類酶

ce、db威白污漬爆炸鹽(獨有三重復合酶配方）威白教你洗衣小絕招：①洗前浸泡三十分鐘，效果更佳②若衣服太臟，可適當增加用量③用溫水浸泡效果更好，但水溫不要超過60℃由上述資料大膽的提出問題，作出你的假設。資料2作出假設：溫度會影響酶的活性作出假設：溫度會影響酶的活性實驗材料及器具：質量分數(shù)為2%的α－淀粉酶溶液（或唾液淀粉酶）、新鮮的質量分數(shù)為20％的肝臟研磨液、質量分數(shù)為3%的可溶性淀粉溶液、3％的過氧化氫溶液、斐林試劑、碘液、試管，大燒杯，量筒，滴管，溫度計，試管夾，三腳架，石棉網(wǎng)，酒精燈，火柴，熱水，蒸餾水，冰塊1、選擇淀粉酶還是H2O2酶作為實驗材料？淀粉酶。因為H2O2受溫度影響也會分解2、我要設計幾組實驗？選擇幾個溫度？3、觀察指標怎么確定，選擇什么樣的鑒定試劑？碘液，看是否變藍三組，高溫，低溫和常溫！問題聚焦：1號試管組別實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結論2號試管3號試管加入2滴等量新鮮的唾液淀粉酶溶液（經(jīng)溫處理），振蕩，反應5分鐘試管各加入2ml淀粉溶液淺藍保持0℃冰水中保持在100℃沸水中保持在37℃溫水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活性最高藍色探究溫度對淀粉酶活性的影響在最適溫度下，反應速率最快，在其兩側，反應速率都比較

，較高的溫度容易使酶的

遭到破壞，蛋白質變性，而永久失去

。每種酶都有自己的低活性最適溫度空間結構動物：35---40攝氏度植物40--50攝氏度細菌、真菌差別較大υ/mmol.s-1最適溫度0t/℃口腔溫度和體溫差不多，而當我們口腔中的唾液淀粉酶進入胃中以后，卻發(fā)現(xiàn)，唾液不再具有催化淀粉分解的功能，胃中的蛋白酶隨食糜進入小腸后也不再具有催化功能。經(jīng)測定，唾液的pH為6.2—7.4，胃液的pH為0.9—1.5，小腸液的pH為7.6。資料3由上述資料大膽的提出問題，作出你的假設。實驗材料及器具：質量分數(shù)為3%的H2O2溶液、過氧化氫酶溶液、5%的HCl、5%的NaOH、試管，大燒杯，量筒，滴管，試管夾作出假設：PH會影響酶的活性1號試管組別實驗步驟一二三實驗現(xiàn)象帶火星的衛(wèi)生香結論2號試管3號試管加入等量的3%的過氧化氫溶液試管各加入等量的過氧化氫酶溶液燃燒很弱1mL0.01mol/L的HCl1mL0.01mol/L的NaOH1mL蒸餾水無氣泡大量氣泡只有在一定PH下酶的活性最高無氣泡探究PH對過氧化氫酶活性的影響劇烈燃燒燃燒很弱在最適合的pH下，酶的活性

最高空間結構在過酸過堿的條件下，都會使酶的

遭到破壞,蛋白質變性，酶永久失去

。活性動物體里的酶最適PH大多在6.5--8.0之間，（但胃蛋白酶為1.5，胰液中的酶為8--9）植物體里的酶最適PH大多在4.5--6.5之間υ/mmol.s-1最適pHpH03、酶的作用條件較溫和酶一般在比較溫和的條件下催化化學反應的進行。酶的特性：具有高效性具有專一性作用條件較溫和要有合適的溫度要有合適的pH總結pH對過氧化氫酶活性的影響比較過氧化氫酶和Fe3＋的催化效率淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用溫度對淀粉酶活性的影