降低化学反应活化能的酶含形象动画学习教案

1、降低(jingd)化学反应活化能的酶 含形象动画第一页，共56页。物理性消化(xiohu)是指牙齿的咀嚼、舌的搅拌、胃肠的蠕动、胆汁对脂肪的乳化等，它将食物磨碎，改变食物的形态，但不改变食物的分子结构和化学性质的一个物理过程。化学消化(xiohu)是指通过消化(xiohu)酶的作用，将不溶于水的淀粉、蛋白质和脂肪分解成可溶于水的小分子有机物的过程。 第1页/共55页第二页，共56页。 斯帕兰札尼对鹰的消化(xiohu)研究1783年，意大利科学家斯帕兰札尼设计了一个(y )巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间他把小笼子取出来发现笼内的肉块消失了。问题(wnt

2、)探讨第2页/共55页第三页，共56页。第3页/共55页第四页，共56页。讨论一：这个实验(shyn)要解决什么问题？答：鸟类的胃是否只有(zhyu)物理性消化，没有化学性消化。讨论二：是什么物质(wzh)使肉块消失了？ 答：是胃内的化学物质将肉块分解了。讨论三：怎样才能证明你的推测？答：收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。 第4页/共55页第五页，共56页。自学课本7882页的内容，完成(wn chng)下列问题：一、酶在细胞代谢中的作用二、酶的本质和作用原理三、关于(guny)酶本质的探索历程第5页/共55页第六页，共56页。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为

3、细胞代谢(dixi)。你能想到的细胞中的化学反应有哪些呢？第6页/共55页第七页，共56页。思考叶绿体的生理 功能是什么？光合作用(gungh-zuyng)叶绿体：CO2+H2O 有机物 +O2光能 酶第7页/共55页第八页，共56页。思考线粒体的生理功能是什么？线粒体: 有机物+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量氧气酶有氧呼吸作用(h x zu yn)第8页/共55页第九页，共56页。思考核糖体的生理功能是什么？合成(hchng)蛋白质核糖体： 氨基酸 多肽酶脱水缩合核糖体第9页/共55页第十页，共56页。叶绿体：CO2+H2O 有机物 +O2光能 酶线粒体: 有机物+6H2O+O2

4、 6CO2+12H2O+能量氧气酶核糖体： 氨基酸 蛋白质酶缩合脱水CCOOHHNR1R2OHHCNH2C OHH+R1CNH2C HOCOOHCHNR2H 对于细胞来说，能量的获得和利用都必须通过化学反应，细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的基础。 细胞内的化学反应大都(ddu)需要在一种特殊的催化剂酶的催化下才能顺利地进行，因此，细胞代谢实质上是细胞内高度有序的酶促反应的总称。 第10页/共55页第十一页，共56页。动植物在代谢(dixi)中产生的过氧化氢，对机体是有毒的。机体通过过氧化氢酶，催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。铁离子也可催化这一反

5、应。二、酶在细胞代谢(dixi)中的作用第11页/共55页第十二页，共56页。一、酶的作用(zuyng)和本质1、酶在细胞(xbo)代谢中的作用2 H2O2 2 H2O + O21、常温下反应2、加热(ji r)3、Fe3+做催化剂4、过氧化氢酶加入试管直接观察酒精灯水浴加热滴加FeCl3溶液猪肝研磨液1.常温 2.加热 3.FeCl3 4.加肝液无机催化剂细胞中的生物催化剂第12页/共55页第十三页，共56页。细胞(xbo)为什么选择过氧化氢酶做催化剂呢？第13页/共55页第十四页，共56页。步骤试管编号1234 一 H2O2 浓度 剂量2ml二 剂量结果气泡产生卫生香燃烧结论（1）比较(b

6、jio)过氧化氢在不同条件下的分解2ml2ml2ml3%3%3%3%常温(chngwn)90FeCl3肝脏(gnzng)研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样反应条件第14页/共55页第十五页，共56页。第15页/共55页第十六页，共56页。酶在细胞代谢(dixi)中的作用 2H2O22H2O+O2质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液 1滴质量分数为3.5%的氯 化铁溶液 1滴生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1无机催化剂： Fe3+Fe3+的相对数量：25万催化剂第16页/共55页第十七页，共56页。加热、Fecl3、过氧化

7、氢(u yn hu qn)酶促进了过氧化氢(u yn hu qn)的分解吗？ 是的它们的作用原理相同吗？第17页/共55页第十八页，共56页。酶在细胞代谢(dixi)中的作用第18页/共55页第十九页，共56页。能量(nngling)反应(fnyng)过程酶使活化能降低(jingd)没有酶催化有酶的催化第19页/共55页第二十页，共56页。第20页/共55页第二十一页，共56页。（2）酶在细胞(xbo)代谢中的作用活化能： 分子(fnz)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称为活化能。各条件使反应(fnyng)加快的本质：加热： Fe3+：酶：提高分子的能量降低化学反应的活化能更

8、显著地降低化学反应的活化能第21页/共55页第二十二页，共56页。催化剂（无机催化剂、酶）没有(mi yu)供给能量，而是降低反应的活化能，促进反应进行，缩短完成时间，本身不被消耗，反应结果与没有(mi yu)催化剂一致。无机(wj)催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。正是酶的催化作用，细胞代谢才能在温和(wnh)的条件下快速进行。 第22页/共55页第二十三页，共56页。（1）酶的发现(fxin)2、酶的本质(bnzh)酶的探索(tn su)历程第23页/共55页第二十四页，共56页。巴斯德之前(zhqin)巴斯德李比希毕希纳萨姆纳切赫和奥特曼第24页/共55页第二十五页

9、，共56页。巴斯德之前(zhqin)巴斯德李比希毕希纳萨姆纳切赫和奥特曼发酵(f jio)是纯化学反应，与生命活动无关 发酵与活细胞(xbo)有关，发酵是整个细胞(xbo)而不是细胞(xbo)中的某些物质在起作用 引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡后才能发挥作用 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，就象在活酵母细胞中一样 酶是蛋白质少数的RNA具有催化作用第25页/共55页第二十六页，共56页。（2）酶的定义(dngy) 酶是活细胞产生(chnshng)的一类具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。第26页/共55页第二十七页，共

10、56页。1、与1号试管相比，2号试管出现(chxin)什么不同现象？ 这一现象说明什么？2、在细胞内，能通过加热来提高反应(fnyng)速率吗？ 2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热(ji r)能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。不能 3、3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。 实验讨论（比较过氧化氢在不同条件下的分解）第27页/共55页第二十八页，共56页。4、3号和4号试管相比，哪支试管听反应(fnyng)速率快？这说明什么？4号试管(shgun)的反应速率比3号试管(shgun)快得多。细胞内

11、每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以(suy)说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。5、为什么说酶对于细胞反应的顺利进行至关重要？说明：过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。第28页/共55页第二十九页，共56页。实验讨论：1、巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？ 巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用(zuyng)是不正确的；李比希认为引起发酵的细胞中的某些物质是合理的，但认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用(zuyng)是不正确的

12、。2、科学发展中出现争论是正常的。试分析巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么，这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用(zuyng)？第29页/共55页第三十页，共56页。 巴斯德是生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有放矢。3、从毕希纳的实验可以得出什么结论？ 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，就像在活细胞中一样。4、萨姆纳历时九年才证明(zhngmng)脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原因是什么？ 用正确的科学方法，坚

13、持不懈，百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。第30页/共55页第三十一页，共56页。步骤试管编号 说明1234 一 H2O2 浓度 剂量 二 剂量 结果气泡产生卫生香燃烧结论2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温(chngwn)90FeCl3肝脏(gnzng)研磨液2滴清水(qn shu)2滴清水 2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样反应条件自变量因变量无关变量对照实验对照组实验组实验操作：对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。人为改变的变量随着自变量的变化而变化的变量。指与自变量同时影响因变量的变化、但与

14、研究目的无关的变量。第31页/共55页第三十二页，共56页。二、酶的特性(txng)一、一、酶能催化生物化学反应，催化效率比无机催化剂高得多。研究(ynji)发现，酶的催化效率是无机催化剂催化效率的1071013倍。因此，酶具有高效性。二、酶具有专一性第32页/共55页第三十三页，共56页。探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 原理：淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解为葡萄糖和果糖(gutng)。麦芽糖、葡萄糖、果糖(gutng)均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。三、酶的特性(txng)提出问题 做

15、出假设 设计实验 进行(jnxng)实验分析结果、得出结论。第33页/共55页第三十四页，共56页。淀粉溶液蔗糖溶液实验步骤一二三实验现象结论加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60左右(zuyu)的热水中，反应5min2号试管(shgun)中加入2mL蔗糖溶液加入(jir)斐林试剂 振荡约60水浴2min1号试管中加入2mL淀粉溶液白色无变化棕色砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用第34页/共55页第三十五页，共56页。每一种酶只能催化(cu hu)一种或一类化学反应第35页/共55页第三十六页，共56页。每一种酶只能催化(cu hu) 化学反

16、应。细胞代谢(dixi)能够有条不紊地进行，与酶的 是分不开的。 酶具有(jyu)专一性一种或一类 专一性锁和钥匙学说第36页/共55页第三十七页，共56页。 从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件，比如唾液淀粉酶37左右最好。能不能设计一个实验，来证明(zhngmng)温度会影响酶的活性？酶活性：酶对化学反应(huxu fnyng)的催化效率。请你来探究(tnji)第37页/共55页第三十八页，共56页。科学(kxu)探究步骤提出(t ch)问题作出假设(jish)设计实验进行实验分析结果表达与交流（温度/pH 会影响酶的活性吗？）（温度/pH 会影响酶的活性）（设计方案、预期结果）

17、（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：）（总结，写实验报告并适当交流）影响酶活性的条件第38页/共55页第三十九页，共56页。温度(wnd)对酶活性的影响试管编号 1 1 2 2 3 32%淀粉酶1ml1ml1ml3%可溶性淀粉2ml2ml2ml水浴3分钟 冰水 60 沸水 对应试管混合均匀水浴5分钟 冰水 60 沸水斐林试剂 1ml 1ml 1ml摇匀混合， 60水浴1min预期结果无砖红色沉淀砖红色沉淀无砖红色沉淀实验结果实验结论淀粉酶在60时活性最强自变量因变量第39页/共55页第四十页，共56页。温度(wnd)对酶活性的影响试管编号 1 1 2 2 3 32%淀粉酶2ml2m

18、l2ml3%可溶性淀粉2ml2ml2ml水浴3分钟 冰水 60 沸水 对应试管混合均匀水浴5分钟 冰水 60 沸水滴加碘液 2滴 2滴 2滴预期结果蓝色不变蓝蓝色实验结果蓝色不变蓝蓝色实验结论淀粉酶在60时活性最强自变量因变量第40页/共55页第四十一页，共56页。在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐(zhjin)增强；达到(d do)最适温度时，酶的活性最高；超过最适温度时，随着温度的继续升高(shn o)，酶的活性逐渐下降。酶活性受温度影响示意图温度过高会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活v/mmolT第41页/共55页第四十二页，共56页。pH对酶活性的影响(yngxing)第4

19、2页/共55页第四十三页，共56页。影响(yngxing)酶活性的因素：如PH值第43页/共55页第四十四页，共56页。pH对酶活性的影响(yngxing)试管编号 1 2 3 2淀粉酶 1ml 1ml 1ml pH蒸馏水1mLNaOH1mLHCL1mL3可溶性淀粉2ml2ml2ml 摇匀混合，放置在60水浴中反应5min滴加碘液2滴2滴2滴预期结果不变蓝蓝色蓝色实验结果 结论淀粉酶在中性(zhngxng)条件中活性最强自变量因变量第44页/共55页第四十五页，共56页。pH对酶活性的影响(yngxing)试管编号 1 2 3 2淀粉酶 1ml 1ml 1ml pH3可溶性淀粉 斐林试剂 预期

20、结果 实验结果 结论蒸馏水1mL5%NaOH1mL5%HCL1mL2ml2ml2ml1mL摇匀混合，放置(fngzh)在60水浴中反应5min砖红色(hngs)沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀淀粉酶在中性条件中活性最强1mL1mL摇匀混合， 60水浴1min自变量因变量第45页/共55页第四十六页，共56页。/mmol. s-1最适pH0pH酶活性受pH影响示意图 一般地，动物体内(t ni)的酶最适pH在6.58.0之间；但是胃蛋白酶的最适pH为1.5; 植物体内(t ni)的酶最适pH在4.56.5之间；pH对酶活性的影响(yngxing)酶促反应速率最快时的环境(hunjng)pH称为该酶促

21、反应的最适pH。PH过高、过低酶失活第46页/共55页第四十七页，共56页。 高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响(yngxing)其本质相同吗？ 不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏(phui)，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。第47页/共55页第四十八页，共56页。酶的特性：具有高效性具有专一性作用条件(tiojin)较温和 要有合适的温度 要有合适的pH总结(zngji)：比较过氧化氢(u yn hu qn)酶和Fe3的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 温度对淀粉酶活性的影响pH对过氧化氢(u yn hu qn)酶活性的影响 第48页

22、/共55页第四十九页，共56页。本节小结(xioji)酶在细胞代谢(dixi)中的作用酶的本质(bnzh)酶的特性活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。降低化学反应的活化能高效性 比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率专一性 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用作用条件温和： 适宜的温度和PH值第49页/共55页第五十页，共56页。3.如果实验失败了，应该(ynggi)怎样做？检查实验步骤是否(sh fu)出错，重复实验。思考(sko)：1.课本建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，为什么？因为温度对唾液淀粉酶活性的影响较大，pH对过氧化氢酶的影响较大。这样做实验的现象才明显。2.在测定淀粉酶的专一性时，为什么要用到蔗糖溶液？7设置对照实验。第50页/共55页第五十一页，共56页。影响(yngxing