【課件】5.1.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課件-高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

1、5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶問(wèn)題探討1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼做了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過(guò)一段時(shí)間后，他把小籠子取出來(lái)，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)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(nèi)？便于取出實(shí)驗(yàn)材料(肉塊)，排除物理消化對(duì)肉塊的影響，確定其是否發(fā)生了化學(xué)消化。問(wèn)題探討1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼做了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過(guò)一段時(shí)間后，他把小籠子取出來(lái)，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。討論斯帕蘭扎尼在研究鷹的消化作用2.是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的推測(cè)？是胃內(nèi)的化學(xué)

2、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。一、酶的作用和本質(zhì)細(xì)胞代謝：概念：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。場(chǎng)所：主要是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞代謝離不開(kāi)酶，為什么細(xì)胞代謝離不開(kāi)酶？（一）酶在細(xì)胞代謝中的作用實(shí)驗(yàn)原理H2O2水浴加熱、FeCI3中的Fe3+、肝臟研磨液中的過(guò)氧化氫酶均可影響H2O2分解為H2O和O2的速率。新鮮的組織(如新鮮的肝臟研磨液、土豆片)中含豐富的過(guò)氧化氫酶。2H2O22H2O + O2 實(shí)驗(yàn)：比較H2O2在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)：比較H2O2在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)材料：新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的

3、過(guò)氧化氫溶液 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液。 經(jīng)計(jì)算，質(zhì)量數(shù)為3.5%的FeCl3溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+數(shù)，大約是每滴研磨液中過(guò)氧化氫酶分子數(shù)的25萬(wàn)倍。量筒、試管、滴管、試管架、試管夾、大燒杯、三腳架、石棉網(wǎng)、溫度計(jì)、衛(wèi)生香、火柴（一）酶在細(xì)胞代謝中的作用2號(hào)1號(hào)3號(hào)4號(hào)對(duì)照組實(shí) 驗(yàn) 組 2mL 過(guò)氧化氫溶液常溫90水浴2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香復(fù)燃分 組 編 號(hào) 相相 同 處 理不 同 處 理結(jié) 論實(shí)驗(yàn)：比較H2O2在不同條件下的分解3號(hào)4號(hào)1號(hào)2 2號(hào)不明顯少量較多大量觀察產(chǎn)生氣泡的多少變亮復(fù)燃觀察衛(wèi)生香的燃燒情況

4、2號(hào)1號(hào)3號(hào)4號(hào)對(duì)照組實(shí) 驗(yàn) 組 2mL 過(guò)氧化氫溶液常溫90水浴2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液不明顯少量較多大量變亮復(fù)燃?xì)馀莓a(chǎn)生衛(wèi)生香復(fù)燃分 組 編 號(hào) 相 同 處 理不 同 處 理結(jié) 論實(shí)驗(yàn)：比較H2O2在不同條件下的分解1與2對(duì)照：加熱可以促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解。(為反應(yīng)提供能量)1與3對(duì)照：FeCl3有催化作用1與4對(duì)照：過(guò)氧化氫酶具有催化作用3與4對(duì)照：過(guò)氧化氫酶比FeCl3的催化效率高。實(shí)驗(yàn)結(jié)論酶和無(wú)機(jī)催化劑一樣，都具有催化作用，并且酶的降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。2.控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)自變量定義：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，人為控制的對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行處理的因素叫做自變量。實(shí)例：過(guò)氧化氫

5、分解的不同條件因變量定義：因自變量改變而變化的變量叫做因變量。實(shí)例：過(guò)氧化氫分解的速率無(wú)關(guān)變量實(shí)驗(yàn)中除因變量外的一些對(duì)因變量造成影響的可變因素，叫做無(wú)關(guān)變量。實(shí)例：過(guò)氧化氫的濃度，反應(yīng)時(shí)間等。決定影響3.對(duì)照原則對(duì)照實(shí)驗(yàn)：除作為自變量的因素外，無(wú)關(guān)變量都保持一致，并將結(jié)果進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)。對(duì)照的類型：空白對(duì)照、自身對(duì)照、條件對(duì)照、相互對(duì)照(對(duì)比)2.酶催化的機(jī)理+表示沒(méi)有加催化劑時(shí)化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能。+表示加無(wú)機(jī)催化劑化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能。(1)活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍態(tài)所需要的能量。2.酶催化的機(jī)理表示加酶時(shí)化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能。表示加無(wú)機(jī)催化劑時(shí)降低化學(xué)反應(yīng)的活

6、化能。+表示加酶時(shí)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。(2)酶催化的機(jī)理酶與無(wú)機(jī)催化劑催化的機(jī)理相同，都能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，但是酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。(二）酶的本質(zhì)探索歷程巴斯德之前：發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)。發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中某種物質(zhì)其作用引起發(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)起到催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣。巴斯德李比希畢希納對(duì)酵母菌發(fā)酵的探索探索歷程對(duì)酶本質(zhì)的探索薩姆納：從刀豆中提純脲酶，并證明其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)少數(shù)RNA具有催化功能，稱為核酶。薩姆納之后科學(xué)

7、家們獲得胃蛋白酶，胰蛋白酶等許多酶的結(jié)晶，并證明這些酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。切赫、奧爾特曼(二）酶的本質(zhì)酶的概念：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物；其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。注意酶只起催化作用，不起傳遞信息、調(diào)節(jié)的作用，也不提供能量。酶可以在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用（呼吸酶），可以在細(xì)胞外發(fā)揮作用(如：消化酶)。酶也可以在體外發(fā)揮作用(如：加酶洗衣粉中的酶)酶的基本單位是氨基酸或核糖核苷酸。酶的合成場(chǎng)所是核糖體或者細(xì)胞核酶是一種生物催化劑；酶顯著降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能。學(xué)會(huì)確定自變量，控制無(wú)關(guān)變量，觀察和檢測(cè)因變量；學(xué)會(huì)設(shè)置對(duì)照組，明確對(duì)照組在實(shí)驗(yàn)中的意義。小 結(jié)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，還有少量的RNA。1 1.酶在反應(yīng)中的作用2 .酶的化學(xué)本質(zhì)3.學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)1.甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時(shí)間的關(guān)系如圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是( )A.甲酶能夠抗該種蛋白酶降解 B.甲酶不可能是具有催化功能的RNAC.乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì) D.乙酶活性的改變是因?yàn)槠浞肿咏Y(jié)構(gòu)的改變B2.關(guān)于“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是（ ）A.實(shí)驗(yàn)中所用肝臟必須是新