必修一5-1酶的作用和本质(第一课时).

1、 酶的作用和本质第五章第一节第五章第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶 第一课时第一课时 蒜胺酸酶蒜胺酸酶氨基酸氨基酸次磺酸次磺酸硫代丙醛硫代丙醛-S-S-氧化物氧化物“流泪酶流泪酶”一、细胞代谢一、细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。2H2O2 2H2O + O2任务一：阅读资料，思考哪些因素会促进任务一：阅读资料，思考哪些因素会促进H H2 2O O2 2的分解？的分解？资料资料1 1：细胞代谢过程中会产生过氧化氢，对细胞有毒害作用。：细胞代谢过程中会产生过氧化氢，对细胞有毒害作用。细胞中含有过氧化氢酶能够将过氧化氢及时分解，起到解毒的细胞中含有过

2、氧化氢酶能够将过氧化氢及时分解，起到解毒的作用。作用。资料资料2 2：资料资料3 3：过氧化氢在储运过程中有特殊的要求，严禁与过氧化氢在储运过程中有特殊的要求，严禁与FeFe3+3+等金属化合等金属化合物混存混运。物混存混运。探究实例：过氧化氢的分解探究实例：过氧化氢的分解结论一：结论一：过氧化氢酶过氧化氢酶、高温高温或或FeFe3+3+都都可促进可促进H H2 2O O2 2分解成水和氧分解成水和氧2H2O2 2H2O + O2提出问题：提出问题：在哪种条件下在哪种条件下H2O2分解速率最快？分解速率最快？探究实例：过氧化氢的分解探究实例：过氧化氢的分解1、实验目的、实验目的:通过比较通过比

3、较H2O2在不同条件下分解的在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义2、实验原理、实验原理:H H2 2O O2 2在高温或在高温或Fe3+或过氧化氢酶的或过氧化氢酶的作用下可分解成水和氧作用下可分解成水和氧3、实验步骤、实验步骤:比较过氧化氢在不同条件下的分解快慢比较过氧化氢在不同条件下的分解快慢4、实验结果与结论、实验结果与结论:任务二：任务二：3、实验步骤、实验步骤:1.1.取取4 4支洁净的试管，分别编号为支洁净的试管，分别编号为1 1、2 2 、3 3 、4 4，向各，向各试管内分别加入试管内分别加入2mL2mL过氧化氢溶液，按序号依次放置过

4、氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。在试管架上。2.2.将将2 2号试管放在号试管放在9090左右的水浴中加热，向左右的水浴中加热，向3 3号试管内号试管内滴入滴入2 2滴滴FeClFeCl3 3溶液，向溶液，向4 4号试管内滴入号试管内滴入2 2滴肝脏研磨液滴肝脏研磨液。3.3.仔细观察各试管产生的气泡多少并与仔细观察各试管产生的气泡多少并与1 1号试管作比较号试管作比较。2 23min3min后，将点燃的卫生香分别放入后，将点燃的卫生香分别放入4 4支试管内液支试管内液面的上方，观察哪支试管中的卫生香燃烧猛烈，并将面的上方，观察哪支试管中的卫生香燃烧猛烈，并将结果记录下来。结果记录下来。

5、( (1 1、分组编号、分组编号) )(2(2、实验、实验处理处理) )(3(3、观察记录观察记录) )1 12 23 34 42 2 2 2 浓度浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3对照实验对照实验控制变量：控制变量：自变量自变量（反应条件）（反应条件）人为改变的变量人为改变的变量自变量自变量1 12 23 34 42 2 2 2 浓度浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3对照实验对照实验控制变量：控制变量：（2 2 2 2分解速率）分解速率）因变量因变量随自变量的变化而随自变量的变化而变化的变量变化的变量自变量自变量因变量因变量1 12 23 34

6、 42 2 2 2 浓度浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3对照实验对照实验控制变量：控制变量：（浓度、剂量等）（浓度、剂量等）无关变量无关变量除自变量外，还可能存在除自变量外，还可能存在一些可变因素，对实验结一些可变因素，对实验结果造成影响果造成影响注意：注意：无关变量应保持相同且适宜无关变量应保持相同且适宜因变量因变量无关变量无关变量无关变量无关变量自变量自变量1 12 23 34 42 2 2 2 浓度浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3少量少量大量大量迅速迅速 复燃复燃不明显不明显较多较多复燃复燃 不明显不明显4、实验结果与结论、实验结果与结

7、论:1 12 23 34 42 2 2 2 浓度浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3少量少量大量大量迅速迅速 复燃复燃不明显不明显较多较多复燃复燃 不明显不明显 1 1号试管与号试管与2 2号试管对照，说明什么？号试管对照，说明什么？加热可以加快加热可以加快H H2 2O O2 2分解分解结果分析：结果分析：1 12 23 34 42 2 2 2 浓度浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3少量少量大量大量迅速迅速 复燃复燃不明显不明显较多较多复燃复燃 不明显不明显 1 1号试管与号试管与3 3号试管对照，说明什么？号试管对照，说明什么？FeClFeCl

8、3 3能催化能催化H H2 2O O2 2分解分解结果分析：结果分析：1 12 23 34 42 2 2 2 浓度浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3少量少量大量大量迅速迅速 复燃复燃不明显不明显较多较多复燃复燃 不明显不明显 1 1号试管与号试管与4 4号试管对照，说明什么？号试管对照，说明什么？过氧化氢酶能催化过氧化氢酶能催化H H2 2O O2 2的分解的分解结果分析：结果分析：1 12 23 34 42 2 2 2 浓度浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3少量少量大量大量迅速迅速 复燃复燃不明显不明显较多较多复燃复燃 不明显不明显 3 3号试

9、管与号试管与4 4号试管对照，说明什么？号试管对照，说明什么？过氧化氢酶的催化效率比过氧化氢酶的催化效率比FeClFeCl3 3高高结果分析：结果分析：4、实验结果与结论、实验结果与结论:结论二：结论二：高温高温、过氧化氢酶过氧化氢酶或或FeFe3+3+都可都可促进促进H H2 2O O2 2分解。分解。酶的催化效率最高酶的催化效率最高二、酶在细胞代谢中的作用二、酶在细胞代谢中的作用1 1、酶的作用：、酶的作用：高效的催化作用高效的催化作用2 2、酶的作用机理、酶的作用机理 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。所需要的能量。在在20

10、20测得的测得的H H2 2O O2 2分解的活化能分解的活化能条件条件活化能活化能/kJmol/kJmol没有催化剂催化没有催化剂催化7575用无机催化剂催化用无机催化剂催化5454用过氧化氢酶催化用过氧化氢酶催化2929各条件使反应加快的本质：各条件使反应加快的本质：加热：加热： FeFe3+3+：酶：酶：供给分子能量供给分子能量降低化学反应的降低化学反应的活化能活化能更显著地更显著地降低化学反应的降低化学反应的活化能活化能酶的作用机理酶的作用机理l阅读课本81-82页“资料分析”：(2min)l找出每一位科学家的研究背景、 过程、结论及贡献三、酶的本质三、酶的本质巴斯德之前发酵是纯化学反

11、应，与生命活动无关巴斯德发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用毕希纳酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳脲酶是蛋白质李比希切赫、奥特曼少数RNA也具有生物催化功能萨姆纳萨姆纳1946年获得诺贝尔化学奖年获得诺贝尔化学奖切赫和奥特曼切赫和奥特曼1989年获得诺贝尔化学奖年获得诺贝尔化学奖在科学上没有平坦的大道，在科学上没有平坦的大道， 只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。才有希望达到光辉的顶点。马

12、克思马克思 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。产生场所（来源）：产生场所（来源）：作作 用：用：化学本质：化学本质： 活细胞活细胞催化作用催化作用有机物（多数蛋白质，少数有机物（多数蛋白质，少数RNARNA） 酶所催化的反应叫酶促反应。 酶促反应中被酶作用的物质叫做底物， 经反应生产的物质叫做产物。三、酶的本质三、酶的本质一、酶的本质：二、酶的作用：三、实验设计的一般步骤： 小结：绝大多数是蛋白质，少数是RNA催化作用2 2、实验处理；、实验处理；3 3、观察记录。、观察记录。1 1、分组编号；、分组编号；配置常量配置常量设置自变量设置自变量检测因变量检

13、测因变量( (对照原则，单一变量原则对照原则，单一变量原则) )请请从酶的角度从酶的角度设计设计方法避免落泪方法避免落泪想一想，酶的作用受哪些想一想，酶的作用受哪些因素的影响？因素的影响？探究：别再为探究：别再为“她她”流泪流泪酶对化学反应的催化效率称为酶活性由此你能得出酶具有什么特性?大量实验数据表明：酶的催化效率是无机催化剂的1071013倍资料分析：1份的淀粉酶能催化100万份的淀粉成麦芽糖(一)、酶具有高效性资料分析： 1、研究发现淀粉酶只能催化淀粉分解成 麦芽糖，而不能分解别的物质。 2、二肽酶能将二肽分解成氨基酸确切说:每一种酶只能催化一种或一类化学反应 (二)、酶具有专一 性v细

14、胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 是分不开的。v目前发现的酶有 多种,它们分别催化不同的化学反应。专一性4000 酶A与底物B专一性结合，催化反应的发生，产生了产物C和D。这个模型揭示了酶的专一性。酶需适宜的条件酶需适宜的条件酶需适宜的温度酶需适宜的温度酶需适宜的酶需适宜的PHPH值值1、探究温度对淀粉酶活性、探究温度对淀粉酶活性的影响的影响(1)自变量：自变量：温度温度（已知（已知淀粉酶淀粉酶的适用温度范围是的适用温度范围是50507575）(2)因变量：因变量：(3)无关变量：无关变量：不同温度条件下淀粉酶的活性不同温度条件下淀粉酶的活性实验操作顺序、溶液的量、保温时间、实验操作顺序、溶液

15、的量、保温时间、温度是否达到预设、反应物浓度和量等温度是否达到预设、反应物浓度和量等（0 、60 、100 ）如何检测？如何检测？淀粉淀粉淀粉酶淀粉酶麦芽糖麦芽糖(2)实验用品：实验用品：质量分数为质量分数为3的可溶性淀粉溶液、质量分的可溶性淀粉溶液、质量分数为数为2的的淀粉酶溶液、冰水（淀粉酶溶液、冰水（0）、热水、碘液）、热水、碘液(4)实验原则：实验原则：单一变量原则、等量原则、对照实验原则单一变量原则、等量原则、对照实验原则(1)实验分析实验分析碘液碘液 试 管 (3)具体操作步骤具体操作步骤加入加入淀粉酶淀粉酶溶液溶液分别保温分别保温5分钟分钟加入加入淀粉淀粉溶溶液液1231mL 1

16、mL 1mL0 601002mL 2mL 2mL1滴滴1滴滴1滴滴滴入碘液滴入碘液观察颜色变观察颜色变化化1230 60 100将对应编号的将对应编号的溶液混合溶液混合将将1试管淀粉溶液倒入试管淀粉溶液倒入1号管，号管，2试管的倒入试管的倒入2号管，号管，3试管的倒入试管的倒入3号管，振荡摇匀号管，振荡摇匀0 60100/保温保温5分分钟钟注意：保持各自温度注意：保持各自温度时间不能太短时间不能太短淀粉酶催化淀粉水解淀粉酶催化淀粉水解需要一定时间需要一定时间碘液碘液不能滴加太多不能滴加太多1、探究温度对淀粉酶活性、探究温度对淀粉酶活性的影响的影响 123 1滴滴1滴滴1滴滴滴入碘滴入碘液液观察

17、颜色变观察颜色变化化变蓝变蓝 不变不变蓝蓝变蓝变蓝0 60100保温保温(4)分析实验结果，得出结论分析实验结果，得出结论1、探究温度对淀粉酶活性、探究温度对淀粉酶活性的影响的影响酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的最适温度反应的最适温度0最适温最适温度度t/mmol. s/mmol. s-1 -1酶活性受温度影响酶活性受温度影响示意图示意图在在最适宜温度最适宜温度下，酶的下，酶的活性最高；活性最高；较低的温度会使酶的活较低的温度会使酶的活性都会性都会明显降低。明显降低。低温低温只是抑制酶的活性只是抑制酶的活性，酶，酶分子结构未被破坏，温分子结构未

18、被破坏，温度升高可恢复活性；度升高可恢复活性；较高的温度容易使酶的较高的温度容易使酶的空间结构空间结构遭到不可逆遭到不可逆破破坏坏而彻底而彻底失去活性失去活性。酶的催化作用需要酶的催化作用需要适宜的温适宜的温度度2、探究、探究pH对淀粉酶活性的影对淀粉酶活性的影响响(1)自变量：自变量：pH（已知（已知H H2 2O O2 2酶酶的适用的适用pHpH范围是范围是5.57.0 ）(2)因变量：因变量：(3)无关变量：无关变量：不同不同pH条件下淀粉酶条件下淀粉酶的活性的活性（酸性、中性、碱性酸性、中性、碱性）如何检测？如何检测？过氧化氢过氧化氢酶过氧化氢酶(2)实验用品：实验用品：质量分数为质量

19、分数为3的的H H2 2O O2 2 溶液、适宜浓度的肝溶液、适宜浓度的肝脏研磨液溶液、脏研磨液溶液、 5HCl、5NaOH、蒸馏、蒸馏水、水、(4)实验原则：实验原则：单一变量原则、等量原则、对照实验原则单一变量原则、等量原则、对照实验原则(1)实验分析实验分析 气泡多少实验操作顺序、溶液的量、实验操作顺序、溶液的量、pH是否达到预设、反应物浓度和是否达到预设、反应物浓度和量等量等2H2O+O2/mmol. s/mmol. s-1 -1最适最适pH0pH酶活性受酶活性受pHpH影响示意图影响示意图酶促反应速率最快时的环境酶促反应速率最快时的环境pHpH称为该酶促反称为该酶促反应的应的最适最适

20、pHpH。在最适宜的在最适宜的pHpH值下，酶的活值下，酶的活性最高；性最高；在在过酸或过碱过酸或过碱的条件下，都的条件下，都会使酶的会使酶的空间空间结构结构遭到遭到破坏破坏而而失去活性失去活性。酶的催化作用需要酶的催化作用需要适适宜的宜的pHpH值值1.表示酶高效性的表示酶高效性的曲线曲线（1）催化剂可加快化学反应速率，与）催化剂可加快化学反应速率，与无机催化无机催化 剂相比，剂相比，酶的催化效率更高酶的催化效率更高。 （2）酶）酶只能缩短达到化学反应平衡所只能缩短达到化学反应平衡所需时间需时间,不不 改变化学反应的平衡点。改变化学反应的平衡点。 （3）酶只能催化已存在的化学反应。）酶只能催

21、化已存在的化学反应。三、与酶有关的曲线分三、与酶有关的曲线分析析2、表示酶专一性的、表示酶专一性的曲线曲线 加入酶加入酶B的反应速率与无酶条件下的的反应速率与无酶条件下的反应速率相反应速率相 同，而同，而加入酶加入酶A的反应速率随反应物的反应速率随反应物浓度增大明浓度增大明 显加快，显加快，说明酶说明酶B对此反应无催化作对此反应无催化作用，进一步用，进一步 说明酶具有专一性。说明酶具有专一性。三、与酶有关的曲线分三、与酶有关的曲线分析析3.温度、温度、pH影响酶活性影响酶活性的曲线的曲线（1）在）在一定温度范围内一定温度范围内，随温度的升高，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的酶

22、的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。催化作用逐渐减弱。（2）酶的催化能力的发挥有一个最适）酶的催化能力的发挥有一个最适pH，在低于最适在低于最适pH时，随着时，随着pH的降低，酶的的降低，酶的活性逐渐降低；高于最适活性逐渐降低；高于最适pH时，随着时，随着pH的升高，酶的活性也逐渐下降。的升高，酶的活性也逐渐下降。（3）过酸、过碱、高温都会使酶失活过酸、过碱、高温都会使酶失活，而而低温只是抑制酶的活性低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。被破坏，温度升高可恢复活性。三、与酶有关的曲线分三、与酶有关的曲线分析析4.底物浓度与反应底物浓度与反应

23、速率速率 酶量一定酶量一定的条件下，的条件下，在在一定范一定范 围内围内随着底物浓度的增随着底物浓度的增加，反加，反 应速率也增加，但达到应速率也增加，但达到一定浓一定浓 度后不再增加，原因是度后不再增加，原因是受到受到酶酶 数量和酶活性的限制。数量和酶活性的限制。 三、与酶有关的曲线分三、与酶有关的曲线分析析5.酶浓度与反应速酶浓度与反应速率率底物底物一定一定的条件下，的条件下，在一定范围内在一定范围内随着随着酶浓度的增加，反酶浓度的增加，反应速率也增加，但应速率也增加，但达到一定浓度后不达到一定浓度后不再增加，原因是受再增加，原因是受到到底物浓度的限制。底物浓度的限制。 在在底物充足底物充

24、足、其他、其他条件适宜且固定的条件适宜且固定的条件下，酶促反应条件下，酶促反应速率与酶浓度成正速率与酶浓度成正比。比。 酶浓酶浓度度三、与酶有关的曲线分三、与酶有关的曲线分析析6.综合综合（1）纵坐标为反应物剩余量，剩的越多，）纵坐标为反应物剩余量，剩的越多，生成物越少，反应速率越慢。生成物越少，反应速率越慢。 （2）图示）图示pH=7时，反应物剩余量最少，时，反应物剩余量最少，应为最适应为最适pH。 （3）当当pH改变时，最适温度保持不变改变时，最适温度保持不变。三、与酶有关的曲线分三、与酶有关的曲线分析析细胞细胞代谢代谢与酶与酶细胞代谢的概细胞代谢的概念：念：酶的发现：酶的发现：酶的作用机理：酶的作用机理：酶的概念酶的概念：酶是酶是活细胞产生活细胞产生的具有的具有催化作催化作用用的有机物，的有机物，绝大多数是蛋白绝大多数是蛋白质，少数是质，少数是RNA。酶的特酶的特性：性：专一性专一性高效高效性性作用条件较作用条件较温和温和 知识网络知识网络第一节第一节 降低化学反应活化降低化学反应活化能的酶能的酶细胞内每时每刻进行着许细胞内每时每刻进行着许多化学多化学 反应，统称为细胞代谢。反应，统称为细胞代谢。降低化学反应的活化降低化学反应的活化能。能。2、影影响响