51降低化學反應活化能的酶第1課時課件高一上學期生物人教版必修1

降低化學反應活化能的酶-1第1節(jié)與生活聯(lián)系：談談自己生活中接觸過哪些用品含有酶？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(nèi)，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(nèi)的肉塊消失了。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(zhì)使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的推測？是胃內(nèi)的化學物質(zhì)將肉塊分解了。收集胃內(nèi)的化學物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。斯帕蘭札尼的實驗說明，食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某種物質(zhì)。胃液中有大量的鹽酸，推測鹽酸是分解食物的物質(zhì)。1835年，德國科學家施旺，通過實驗發(fā)現(xiàn)，胃腺分泌物中有一種物質(zhì)，將它與鹽酸混合后，對肉類的分解能力遠遠大于鹽酸的單獨作用，這種物質(zhì)就是胃蛋白酶。細胞代謝離不開酶。一、酶的作用和本質(zhì)細胞代謝：細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝。細胞代謝離不開酶。細胞代謝是細胞生命活動的基礎。代謝中會產(chǎn)生代謝廢物，甚至是對細胞有害的物質(zhì)，如過氧化氫。細胞中含有過氧化氫酶，能將過氧化氫及時分解為氧氣和水，解除對細胞的毒害。過氧化氫在加熱或氯化鐵溶液的催化下，也能被分解成

和

。加熱、氯化鐵溶液、過氧化氫酶三種條件下，過氧化氫被分解的速率一樣嗎？氧氣水

H2O2O2H2O＋酶在細胞代謝中的作用1.探究·實踐：比較過氧化氫在不同條件下的分解①實驗原理新鮮肝臟中有較多的H2O2酶。質(zhì)量分數(shù)為3.5%的FeCl3溶液和質(zhì)量分數(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H2O2酶分子數(shù)的25萬倍。2H2O22H2O+O2↑不同條件②實驗目的通過比較過氧化氫在不同條件下的分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用。1.常溫2.加熱3.加FeCl34.加過氧化氫酶.③材料用具新鮮的質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟(如豬肝、雞肝)研磨液質(zhì)量分數(shù)為3%的FeCl3溶液新配制的體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液a.材料：b.用具：量筒、試管、滴管、試管架、衛(wèi)生香、火柴、酒精燈試管夾、大燒杯、三腳架、石棉網(wǎng)、溫度計試管編號1234加入物質(zhì)處理不處理

加2滴

溶液加2滴

液現(xiàn)象基本

產(chǎn)生有_______氣泡產(chǎn)生有______氣泡產(chǎn)生，并使衛(wèi)生香燃燒有_______氣泡產(chǎn)生，并使衛(wèi)生香猛烈燃燒2mL3%H2O2溶液90℃水浴加熱FeCl3肝臟研磨少量較多大量④實驗過程及結(jié)果3號4號1號2號3號4號1.與1號試管相比，2號試管出現(xiàn)了什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？??討論2號試管放出的氣泡多，這一現(xiàn)象說明加熱促進過氧化氫酶的分解，提高反應速率。2.在細胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應速率嗎？不能。3.3號和4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？說明FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。4.3號試管與4號試管相比，哪支試管中反應速率快？這說明什么？為什么說酶對細胞內(nèi)化學反應的順利進行至關(guān)重要？??討論4號試管的反應速率比3號試管快得多。說明過氧化氫比Fe3+的催化效率高得多。細胞內(nèi)每時每刻都在進行成千上萬種化學反應，這些化學反應需要在常溫、常壓下高效地進行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以酶對于細胞內(nèi)化學反應的順利進行至關(guān)重要。1與2對照：________________________________________________加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。(為反應提供能量)1與3對照：________________________________________________FeCl3在常溫下能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。(催化作用)1與4對照：______________________________________________

____________過氧化氫酶在常溫下能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。(催化作用)⑤實驗分析3與4對照：⑤實驗分析過氧化氫酶比FeCl3的催化效率高。⑥實驗結(jié)論酶和無機催化劑一樣，都能催化化學反應，并且酶的催化效率遠高于無機催化的催化效率。高效性科學方法控制變量和設計對照實驗實驗過程中遵循的原則：單一變量原則、對照原則、無關(guān)變量相同且適宜原則1.單一變量原則單一變量:實驗過程中除自變量的因素外，其余因素(無關(guān)變量)都保持一致。自變量：實驗中

的變量。因變量：隨

而變化的變量。無關(guān)變量：除自變量外，實驗中還存在一些

，對

造成影響。人為控制的對實驗對象進行處理的自變量實驗結(jié)果可變因素變量:實驗過程中可以變化的因素。2.對照原則對照的類型：空白對照、自身對照、條件對照、相互對照(對比)對照實驗：除自變量以外，其余因素（無關(guān)變量）都保持不變的實驗。對照實驗一般要設置

組與

組。對照實驗2、3、4為相互對照。1號試管即為空白對照試管編號1234加入物質(zhì)處理不處理

加2滴

溶液加2滴

液現(xiàn)象基本無氣泡產(chǎn)生有_______氣泡產(chǎn)生有_______氣泡產(chǎn)生，并使衛(wèi)生香燃燒有_______氣泡產(chǎn)生，并使衛(wèi)生香猛烈燃燒對照組實驗組實驗過程：2mL3%H2O2溶液90℃水浴加熱FeCl3肝臟研磨過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣,在H2O2酶的作用下分解速率最快。對照實驗變量無關(guān)變量自變量因變量少量較多大量3.對照實驗設計的一般步驟對照實驗的目的是排除無關(guān)變量的干擾，從而確定自變量與因變量的關(guān)系。自變量因變量無關(guān)變量(適宜且相等)(控制)(檢測)一般步驟：第一步：分組編號，統(tǒng)一處理；第二步：分組施加自變量第三步：一段時間后，檢測因變量根據(jù)實驗目的和器材，分析實驗的自變量，找出主要的無關(guān)變量，明確因變量的檢測方法。常態(tài)分子活躍狀態(tài)分子容易發(fā)生化學反應難以發(fā)生化學反應獲得能量活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需的能量2.酶的作用機理192.酶催化的機理(1)活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍態(tài)所需要的能量。2.酶催化的機理(1)活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍態(tài)所需要的能量。ad:bd:ac:無催化劑時化學反應所需的活化能。無機催化劑催化時化學反應所需的活化能。酶降低的活化能①②

加熱曲線？加熱能提高反應物分子的能量，不能降低活化能。abcd2.酶催化的機理(1)活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍態(tài)所需要的能量。①②

與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。高效性酶能增加產(chǎn)物的生成量嗎？未加催化劑無機催化劑酶催化時間產(chǎn)物量與無機催化劑相比:不改變反應的平衡點，只是縮短了到達平衡點的時間，酶和無機催化劑在反應前后數(shù)量和性質(zhì)不發(fā)生改變，一段時間內(nèi)可以重復利用。(二）酶的本質(zhì)探索歷程巴斯德之前：發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關(guān)。發(fā)酵與活細胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某種物質(zhì)其作用引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起到催化作用，就像在活酵母細胞中一樣。巴斯德李比希畢希納①對酵母菌發(fā)酵的探索發(fā)現(xiàn)了起催化作用的物質(zhì)——酶釀酶②對酶本質(zhì)的探索薩姆納：從刀豆中提純脲酶，并證明其化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA具有催化功能，稱為核酶。薩姆納之后科學家們獲得胃蛋白酶，胰蛋白酶等許多酶的結(jié)晶，并證明這些酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)。切赫、奧爾特曼發(fā)現(xiàn)了絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)RNA。(二）酶的本質(zhì)探索歷程1.巴斯德和李比希的觀點各有什么積極的意義？各有什么局限性？巴斯德認為發(fā)酵與活細胞有關(guān)，是合理的；認為發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質(zhì)在起作用，是不正確的。畢希納認為引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，是合理的；認為這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解才能發(fā)揮作用，是不正確的。2.在科學發(fā)展過程中出現(xiàn)爭論是正常的。巴斯德和李比希之間出現(xiàn)爭論的原因是什么？這一爭論對后人進一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？巴斯德是微生物學家，特別強調(diào)生物體或細胞的作用；李比希是化學家，傾向于從化學的角度考慮問題。他們的爭論促使后人把對酶的研究目標集中在他們爭論的焦點上，使科學研究更加有的放矢。3.薩姆納歷時9年才證明脲酶是蛋白質(zhì)，并因此榮獲諾貝爾化學獎。你認為他取得成功靠的是什么樣的精神品質(zhì)？4.請給酶下一個比較完整的定義。薩姆納歷時9年，用正確的科學方法，堅持不懈、百折不饒的科學精神，將酶提純出來。成功屬于不畏艱苦的人。定義：酶是

產(chǎn)生的具有

作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是

，少數(shù)

也具有催化功能。活細胞催化蛋白質(zhì)RNA問題:所有的酶都來自活細胞？酶一定在細胞內(nèi)起催化作用？有的酶可以人工合成或改造作用場所：細胞內(nèi)或細胞外本質(zhì)合成原料合成場所來源功能作用場所絕大多數(shù)是________，少數(shù)是______。_________或____________。_________或_________________?；罴毎?凡是活細胞都能合成，不考慮紅')催化作用蛋白質(zhì)RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體細胞核（轉(zhuǎn)錄形成）胞內(nèi)(呼吸酶)，胞外，體外(洗衣粉)（降低活化能）?酶本質(zhì)的探索正確理解有關(guān)酶的本質(zhì)和作用項目錯誤說法正確理解產(chǎn)生場所具有分泌功能的細胞才能產(chǎn)生活細胞(不考慮哺乳動物成熟的紅細胞等)化學本質(zhì)蛋白質(zhì)有機物(大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA)作用場所只在細胞內(nèi)起催化作用可在細胞內(nèi)、細胞外、體外發(fā)揮作用溫度影響低溫和高溫均使酶變性失活低溫只抑制酶的活性，不會使酶變性失活；高溫使酶變性失活作用酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能酶只起催化作用來源有的可來源于食物等酶只在生物體內(nèi)合成二、拓展應用1.在本節(jié)“探究·實踐”中，有同學在原有實驗的基礎上增加了5號和6號試管，向其中分別加入2mL過氧化氫溶液后，再向5號試管內(nèi)加入2滴煮沸過的肝臟研磨液，向6號試管內(nèi)加入2滴蒸餾水。這樣做的目的是什么？加入2滴煮沸過的肝臟研磨液的5號試管,可以與加入新鮮的肝臟研磨液的4號試管做對照;同理,加入2滴蒸餾水的6號試管可以作為3號試管和4號試管的對照組。3.給你一份某種酶的結(jié)晶，你能設計實驗檢測它是不是蛋白質(zhì)嗎?請簡略寫出實驗步驟。想一想，在薩姆納之前，為什么很難鑒定酶的本質(zhì)?在薩姆納之前,之所以很難鑒定酶的本質(zhì),主要是因為細胞中酶的提取和純化非常困難。某種酶+雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色→該酶是蛋白質(zhì)不出現(xiàn)紫色→該酶是RNA方案1某種酶+蛋白酶加入酶的底物底物沒有被催化→該酶是蛋白質(zhì)底物被催化→該酶是RNA方案2(1)酶能提高化學反應的活化能，使化學反應順利進行(

)(2)酶能催化H2O2分解，是因為酶使H2O2得到了能量(

)(3)無關(guān)變量是與實驗結(jié)果無關(guān)的變量(

)(4)在一個實驗中，因變量的檢測指標往往不是唯一的(

)×××√(5)能產(chǎn)生激素的細胞一定能產(chǎn)生酶（）。(6)能產(chǎn)生酶的細胞一定能產(chǎn)生激素（）?！痢台動嘘P(guān)酶的正確敘述是（）①是有分泌功能細胞產(chǎn)生的②有的從食物獲得，有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來③凡是活細胞，都能產(chǎn)生酶④酶大都是蛋白質(zhì)