降低化學反應活化能的酶高一上學期生物人教版必修1

5.1降低化學反應活化能的酶（第一課時：酶的作用和本質）5.1降低化學反應活化能的酶小雞啄食沙粒物理性消化胃只有物理性消化，沒有化學性消化嗎？斯帕蘭札尼的實驗巧妙之處：排除物理性消化干擾，說明肉塊消失是化學性消化的結果。一、細胞代謝核糖體氨基酸脫水縮合線粒體二氧化碳和水合成有機物葉綠體分解有機物，釋放能量細胞中每時每刻進行的許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝。2H2O22H2O+O2過氧化氫酶哪些措施加快過氧化氫分解的速度？升溫、加催化劑實驗目的比較H2O2在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用原理和意義實驗原理2H2O22H2O+O2反應條件材料用具①新鮮的質量分數(shù)為20%肝臟研磨液；②新配制的體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液；③質量分數(shù)為3.5%的FeCl3溶液；用具：量筒、試管、滴管、酒精燈、衛(wèi)生香等1.常溫2.加熱3.Fe3+是無機催化劑4.新鮮的肝臟中的過氧化氫酶實驗現(xiàn)象判斷H2O2的分解快慢依據(jù)：O2的產(chǎn)生量①點燃的衛(wèi)生香的復燃情況②氣泡冒出情況二、酶在細胞代謝中的作用二、酶在細胞代謝中的作用步驟試管編號1234一H2O2

濃度3%3%3%3%劑量2ml2ml2ml2ml二反應條件常溫90℃2滴FeCl32滴肝臟研磨液觀察氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒實驗結論二、酶在細胞代謝中的作用室溫90℃水浴加熱2滴3.5%FeCl32滴肝臟研磨液123434一、酶在細胞代謝中的作用對照分析得出結論：1.

和

對照，說明升溫可加快過氧化氫的分解。2.

和

對照，說明FeCl3可加快過氧化氫的分解。3.

和

對照，說明過氧化氫酶可加快過氧化氫的分解。4.4號對比3號產(chǎn)生氣泡多，說明？

1號2號1號3號1號4號過氧化氫酶催化效率高。實驗結論：科學方法：控制變量和設計對照實驗人為控制的對實驗對象進行處理的因素自變量除作為自變量的因素外，其余因素（無關變量）都保持一致，并將結果進行比較的實驗；對照實驗一般要設置對照組和實驗組對照實驗除自變量外，實驗過程中還存在一些對實驗結果造成影響的可變因素無關變量因自變量改變而變化的變量因變量一、酶在細胞代謝中的作用步驟試管編號變量分析1234一H2O2

濃度3%3%3%3%劑量2ml2ml2ml2ml二反應條件常溫90℃FeCl3肝臟研磨液觀察氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結論無關變量自變量因變量不明顯不復燃變亮較多不復燃少量復燃大量討論：無關變量對實驗結果沒有影響嗎？該實驗的無關變量還有哪些？對照組實驗組討論：該實驗的對照組和實驗組分別是什么？相同適宜科學方法：變量分析加熱、Fe3+、酶都能加快反應速率，與無機催化劑相比，酶的催化效率更高加熱為什么能加快過氧化氫分解？3號、4號試管沒有加熱，為什么也有大量氣泡產(chǎn)生？活化能：分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。加熱：為分子提供了能量Fe3+：降低化學反應的活化能酶：同無機催化相比，酶能更顯著地降低化學反應的活化能，因而催化效率更高。二、酶在細胞代謝中的作用模型構建升溫、Fe3+、過氧化氫酶的作用機理圖酶降低的活化能酶催化過程所需的活化能無酶催化過程下，所需的活化能①表示無酶催化時反應進行所需要的活化能是

段。②表示有酶催化時反應進行所需要的活化能是

段。③表示酶降低的活化能是

段。ACBCAB降低化學反應活化能合作探究考考你！1．如圖表示過氧化氫分解前后的能量變化，其中曲線A、B分別表示沒有酶催化和有酶催化時的反應過程。下列敘述錯誤的是(

)A.圖中H表示沒有酶催化時反應所需的活化能B.圖中h表示酶催化時反應所需的活化能C.若將過氧化氫酶換為Fe3＋，則H-h值減小D.在加熱時，H和h值都將減小D考考你！2．在其他條件不變而酶濃度增加時，下列圖中能正確表示生成物量變化的是（圖中虛線為酶濃度增加后的變化曲線）（）C注意：酶加快反應速度，縮短反應時間，但不改變產(chǎn)物的量一、酶在細胞代謝中的作用步驟試管編號1234一H2O2濃度3%劑量2ml二反應條件常溫加熱FeCl3肝臟研磨液劑量2滴結果氣泡多少不明顯少量較多大量點燃衛(wèi)生香不復燃不復燃變亮復燃討論：1.為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)？2.是什么物質使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的推測？排除物理性消化干擾胃內(nèi)的化學物質收集胃內(nèi)的化學物質，看看這些物質在體外是否能將肉塊分解斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關發(fā)酵與活細胞有關，沒有活細胞的參與，糖類不可能變成酒精引起發(fā)酵的是酵母細胞中的某些物質，只有在細胞死亡并裂解后才發(fā)揮作用酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起作用，就像在活酵母細胞中一樣畢希納酶是蛋白質薩姆納少數(shù)RNA

也具有生物催化功能切赫和奧爾特曼巴斯德法國微生物學家李比希德國化學家一、酶的本質三、酶的本質閱讀教材P79-80，請完成連線：切赫奧特曼刀豆刀豆子二、酶的本質酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質，少數(shù)為RNA。生理功能來源化學本質考考你！1．甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性(酶催化特定化學反應的能力)與處理時間的關系如圖所示。下列分析錯誤的是（

）A.甲酶的化學本質為蛋白質B.甲酶能夠不被該種蛋白酶降解C.乙酶活性的改變是因為其分子結構的改變D.甲酶可能是具有催化功能的RNAA鑒定酶本質的方法A.酶解法X酶+蛋白酶加入酶的底物底物沒有被催化→該酶是蛋白質底物被催化→該酶是RNAB.試劑檢測法可利用雙縮脲試劑與蛋白質作用產(chǎn)生紫色反應原理。考考你！2.生物體內(nèi)許多化學反應需要酶的催化,下列關于酶的敘述,正確的是(

)A.酶只有在生物體內(nèi)才能起催化作用B.所有酶都含有C、H、O、N四種化學元素C.人體內(nèi)的酶進行催化過程中，酶本身不變，所以酶不會發(fā)生自我更新D.酶都在核糖體上合成B酶的概念：正確說法錯誤說法來源具有分泌功能的細胞產(chǎn)生，有的來源于食物化學本質蛋白質合成原料氨基酸合成場所核糖體作用場所只在細胞內(nèi)起催化作用生理功能酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能活細胞都能產(chǎn)生(人的成熟紅細胞除外)有機物(多數(shù)是蛋白質，少數(shù)為RNA)氨基酸或核糖核苷酸核糖體或細胞核在細胞內(nèi)、細胞外，或生物體外發(fā)揮作用酶只有催化作用活細胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機物小結：酶的作用和本質5.1降低化學反應活化能的酶（第二課時：酶的特性）三、酶的特性酶具有高效性酶具有專一性酶的作用條件較穩(wěn)和

資料1：每滴FeCl3溶液中的Fe3+數(shù)，大約是每滴研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。但3號試管的火焰燃燒程度沒有4號試管猛烈。說明什么？

如何設計實驗證明酶的高效性？1.酶具有高效性【合作探究】以時間為橫坐標，產(chǎn)物的量為縱坐標，請畫出在“加酶、加無機催化劑、未加催化劑”三種條件下的化學反應速率曲線。請嘗試分析生活現(xiàn)象：口腔里有唾液淀粉酶，而塞進牙縫里的肉絲很長時間還沒被消化，可能原因是什么？資料2：無機催化劑催化的化學反應范圍比較廣。例如，酸既能催化蛋白質水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉水解。酶是否也有這樣的特點？如何證明酶具有專一性？2.酶具有專一性每一種酶只能催化一種或一類化學反應。合作探究分小組，用所給的材料、用具討論出實驗方案，并簡要記錄。材料：淀粉溶液，蔗糖溶液，淀粉酶溶液，蔗糖酶溶液，斐林試劑，碘液用具：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、火柴等實驗步驟一二三四預期結果實驗結論方案一酶相同、底物不同實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結論加入淀粉酶溶液2滴，振蕩，試管下半部分浸入60℃的水浴中，反應5min。2號試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑振蕩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。取兩支試管，編號1、2不選碘液鑒定的原因是什么？碘液無法檢測蔗糖是否被水解注實驗：探究酶具有專一性實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結論1號試管加入2滴淀粉酶溶液向兩支試管中各加入2mL淀粉溶液變藍不變藍淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。取兩支試管，編號1、2方案二底物相同、酶不同2號試管加入2滴蔗糖酶溶液反應5min后，向兩支試管中加入等量的碘液注能不能用斐林試劑鑒定？？（可以）實驗：探究酶具有專一性方案一總結：酶專一性的實驗設計思路方案二底物相同、酶不同酶相同、底物不同實驗組：底物1+相應酶液對照組：等量底物2+等量相同酶溶液檢測底物被分解檢測底物沒被分解實驗組：底物+酶溶液1對照組：等量相同底物+等量酶溶液2檢測底物被分解檢測底物沒被分解1.某一酶促反應過程如圖所示，①-⑤表示不同物質，下列有關敘述錯誤的是（）A．①可表示蔗糖酶B．②可表示麥芽糖C．③為酶-底物復合物D．該過程可體現(xiàn)酶的專一性考考你！B鎖鑰學說：注意：化學反應前后，酶的數(shù)量和性質保持不變。2.專一性每一種酶只能催化一種或一類反應。保證了細胞代謝能夠有條不紊地進行。①內(nèi)容②意義③原因

酶有一定的空間結構，酶在反應中與底物的關系就像鑰匙和鎖的關系，它們的空間結構必須相互結合形成復合物才能發(fā)生反應。2.實驗：探究酶具有專一性資料一：實驗證明用加酶洗衣粉時，溫水的洗滌效果要比冷水好。資料二：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閱讀上述材料，你能得出什么結論？3.酶的作用條件較溫和酶通常在一定溫度范圍和一定pH范圍內(nèi)才能起作用如何設計實驗探究溫度和PH對酶活性（P82）的影響？實驗：探究溫度對酶活性的影響分小組，用所給的材料、用具討論出實驗方案，并簡要記錄。材料：淀粉，淀粉酶（工業(yè)淀粉酶，最適溫度60℃），碘液，斐林試劑；H2O2溶液，新鮮的肝臟研磨液;熱水，冰塊用具：試管、量筒、小燒杯、大燒杯、滴管、試管夾、酒精燈等實驗步驟一二三四五六實驗現(xiàn)象結論加入0℃保溫的淀粉酶2滴藍色在各自的溫度條件下反應約5min各加入兩滴碘液振蕩不變藍溫度對酶的活性有影響，溫度偏低或偏高都會降低酶活性藍色各加入2mL淀粉溶液1號2號3號0℃保溫60℃保溫100℃保溫加入60℃保溫的淀粉酶2滴加入100℃保溫的淀粉酶2滴1.實驗是如何保溫的？為什么要這樣操作？先將酶和底物放到相應溫度中一段時間后再混合，再在各自控制的溫度下保溫一段時間。確保反應在預設溫度下進行實驗：探究溫度對酶活性的影響思考·討論2.為什么不能用過氧化氫酶和過氧化氫來探究溫度對酶活性的影響？縮小溫度梯度，重復進行上述實驗。3.為什么一般不用斐林試劑對實驗結果進行檢測？該實驗的自變量是溫度，用斐林試劑檢測時需要水浴加熱，這樣會干擾自變量。4.如何進一步探究淀粉酶的最適溫度？因為過氧化氫本身受熱易分解，會對實驗結果造成干擾。1.能否先將酶和底物混合后再保溫？為什么？不能，應先將酶和底物放到相應溫度中一段時間后再混合，再在各自控制的溫度下保溫一段時間。確保反應在預設溫度下進行實驗：探究溫度對酶活性的影響實驗：探究PH對酶活性的影響分小組，用所給的材料、用具討論出實驗方案，并簡要記錄。材料：肝臟研磨液，H2O2溶液；淀粉，淀粉酶；HCl溶液，NaOH溶液，蒸餾水等用具：試管、量筒、滴管，pH試紙等實驗步驟一二三四五實驗現(xiàn)象結論各加入3%過氧化氫2mL幾乎無氣泡反應約5min，記錄氣泡產(chǎn)生情況較多氣泡幾乎無氣泡各加入肝臟研磨液2滴1號2號3號加蒸餾水1mL等量的HCl溶液

等量的NaOH溶液過酸、過堿會影響酶的活性，適宜pH下酶的催化效率最高1.為什么選肝臟研磨液，而不選淀粉酶？酸性條件下淀粉會分解2.步驟三、四能否顛倒？為什么？若顛倒，在達到相應的pH環(huán)境之前過氧化氫就已開始分解，導致實驗失敗。實驗：探究PH對酶活性的影響思考·討論2.能否先加底物和酶，再加鹽酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH？不能，否則在達到相應的pH環(huán)境之前過氧化氫就已開始分解，導致實驗失敗。1.探究PH對酶活性的影響時，為什么不選淀粉作為底物？酸性條件下淀粉會分解實驗：探究PH對酶活性的影響3.如何進一步探究過氧化氫酶的最適PH？縮小PH梯度，重復進行上述實驗?？伎寄?！

1.若除酶外所有試劑均已預保溫，則在測定酶活力的試驗中，下列操作順序合理的是（

）A．加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量B．加入底物→加入酶→計時→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量C．加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量D．加入底物→計時→加入酶→加入緩沖液→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量C注意：先保溫/調(diào)PH，再混合低溫使酶活性受抑制，但酶的空間結構穩(wěn)定，溫度恢復，酶活性可恢復。（低溫保存）高溫使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。(高溫變性)1.酶的活性最高，催化效率最高的溫度稱為酶的最適溫度。2.在低于最適溫度的范圍內(nèi),酶的活性隨著溫度的升高而升高。3.當超過最適溫度，酶的活性隨著溫度的升高而降低，甚至失活。失活抑制t/℃最適溫度酶促反應速率構建數(shù)學模型：繪制溫度影響酶活性的曲線，并描述溫度變化與酶活性的關系。1.探究酶專一性實驗的實驗思路？實驗中自變量和因變量分別是？2.探究溫度對酶活性影響的實驗（淀粉酶）中（1）自變量是什么？如何控制自變量？（2）因變量是什么？如何檢測？（3）無關變量有哪些？如何排除無關變量對實驗結果的干擾3.本實驗為何不選用過氧化氫酶？4.簡述溫度對酶活性的影響（低溫、高溫、最適溫度）課前三分鐘酶的活性最強，催化效率最高的pH稱為酶的最適pH。在低于最適pH的范圍內(nèi),酶的活性隨著pH的升高而升高。當超過最適pH，酶的活性隨著PH的升高而降低，甚至失活。PH最適PH強酸、強堿會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。(蛋白質變性)酶促反應速率構建數(shù)學模型：繪制PH影響酶活性的曲線，并描述PH變化與酶活性的關系。綜上所述，酶的保存條件？3.酶的作用條件較溫和①含義

酶通常在一定pH范圍和一定溫度范圍內(nèi)才能起作用，而且在某一pH、某一溫度下作用最強。②意義

保證細胞代謝能夠在溫和條件下高效進行。③原因

過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。低溫使酶的活性抑制，但酶的空間結構穩(wěn)定，在適宜溫度下酶的活性會升高。因此，酶制劑適宜在低溫和適宜的pH下保存。1.下圖表示最適溫度下反應物濃度對酶所催化的化學反應速率的影響。(1)請解釋在A、B、C三點時該化學反應的狀況。A點：隨著反應底物濃度的增加，反應速率加快。B點：反應速率在此時達到最高。C點：反應速率不再隨反應底物濃度的增加而升高,維持在相對穩(wěn)定的水平。考考你！2.下圖表示最適溫度下反應物濃度對酶所催化的化學反應速率的影響。(2)如果從A點開始溫度升高10℃，曲線會發(fā)生什么變化?為什么?請畫出變化后的曲線。如果A點時溫度升高10℃，曲線上升的幅度變小，因為圖中原曲線表示在最適溫度下催化速率隨底物濃度的變化。溫度高于或低于最適溫度，反應速率都會變慢。2.下