【生物】降低化学反应活化能的酶课件 2020-2021学年高一上学期生物人教版必修1

5.1降低化学反应活化能的酶第5章细胞的能量供应和利用学习目标1、说明酶的作用、本质和特性2、说明温度和pH对酶活性的影响3、在探究实验中学会控制变量和设置对照实验。01酶的作用和本质新课导入讨论：1.为什么要将肉块放在金属笼内？2.是什么物质使肉块消失了？3.怎样才能证明你的推测？排除物理性消化干扰胃内的化学物质收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否能将肉块分解斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用问题探讨

CO2+H2O

有机物+O2(光合作用）光能酶细胞中的化学反应

细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。叶绿体:氨基酸多肽(蛋白质的合成）脱水缩合酶核糖体：线粒体:有机物+O2CO2+H2O+能量（有氧呼吸）酶一、酶在细胞代谢中的作用2H2O22H2O+O2↑1、过氧化氢在体外分解需要什么条件？资料：细胞代谢是细胞生命活动的基础，但代谢也会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢，体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发（包括头发）变白，会加速人体衰老。加热加催化剂（如FeCl3)2、细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？一、酶在细胞代谢中的作用过氧化氢酶（一）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验）过氧化氢在常温、加热、铁离子或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气。

通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。2H2O22H2O+O2常温②加热③Fe3＋

④过氧化氢酶如何判断过氧化氢被分解的快慢？①观察单位时间内产生气泡的多少②观察带火星的卫生香的复燃情况1.实验原理:2.实验目的：新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（含较多的过氧化氢酶）质量分数为3.5%的FeCl3溶液新配制的体积分数为3%的H2O2溶液卫生香、火柴……3.材料用具（一）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验）特别注意：“新鲜的肝脏”“研磨液”“新配制H2O2”——H2O2酶数量多、活性强——增加H2O2酶与反应物的接触面积——H2O2常温下会分解，久置会导致溶液浓度不准确试管编号步骤1234一3%H2O2溶液二

反应条件

三观察气泡产生带火星的卫生香常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴2滴2ml2ml2ml2ml请观察教材P77面图片，描述各支试管的实验现象。（一）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验）1号2号4号3号肝脏研磨液FeCl390℃水浴实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解P77常温试管编号步骤1234一3%H2O2溶液二

反应条件

三观察气泡产生带火星的卫生香实验结论常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴2滴2ml2ml2ml2ml不复燃不复燃变亮复燃几乎无气泡产生有较少气泡有较多气泡有大量气泡（一）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验）过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快1）与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？自主探究1：小组讨论以下问题。1234常温90℃水浴3.5%FeCl3溶液20%肝脏研磨液加热能促进H2O2的分解,提高反应速率；2）在细胞内，能够通过加热来提高反应速率吗？不能；因为加热会杀死细胞。4）3号试管Fe3+数比4号试管H2O2酶高25万倍，但4号反应速率更快,这说明什么？自主探究1：小组讨论以下问题。1234常温90℃水浴3.5%FeCl3溶液20%肝脏研磨液过氧化氢酶比Fe3+

的催化效率高得多。3）3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？FeCl3中的Fe3+

和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过H2O2分解的速率。除自变量外，实验中还存在的一些也可对实验结果造成影响的其它变量，如反应浓度和时间。随着自变量的改变而变化的变量。如实验中H2O2的分解速率。人为控制的对实验对象进行处理的因素。如实验中的温度和催化剂。变量：实验中的变化因素Y=a+f(x)自变量因变量无关变量自变量：因变量：无关变量：实验方法：控制变量和设计对照实验（相同条件a）（结果Y）（不同条件X）自身对照：空白对照：相互对照：实验方法：控制变量和设计对照实验对照实验：除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将实验结果进行比较的实验。对照实验一般要设对照组和实验组。指不给对照组做任何实验处理，通常加入等量的清水、蒸馏水或生理盐水；如本实验①与③④之间指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不另设对照组；如植物质壁分离和质壁分离复原实验。指不另设对照组，而是几个实验组之间相互对照，“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中的有氧和无氧实验组。实验设计原则单一变量原则：实验设计时，除了要观察的变量发生变化外，其他变量都应保持一致。对照原则：设计对照实验一般要设置对照组和实验组。等量原则：各组加入的试剂要等量。科学性原则试管编号步骤1234一3%H2O2溶液二

反应条件

三观察气泡产生带火星的卫生香实验结论常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴2滴2ml2ml2ml2ml不复燃不复燃变亮复燃几乎无气泡产生有较少气泡有较多气泡有大量气泡过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快2滴清水2滴清水变量无关变量自变量因变量对照原则等量原则单一变量原则对照组实验组（二）酶的作用原理作用原理一样吗？加热能促进过氧化氢的分解，是因为加热使过氧化氢分子得到了能量，从常态变成了容易分解的活跃状态。活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃态所需要的能量。（二）酶的作用原理加热H2O2(常态)H2O2(活跃状态)能量加热活化能Fe3+和过氧化氢酶

没有给过氧化氢分子提供能量，而是降低了过氧化氢反应的活化能。（二）酶的作用原理思考2：Fe3+和酶为反应提供了能量吗？表：在20℃测得的过氧化氢分解的活化能条件活化能/kJ·mol-1没有催化剂催化

用Fe3+催化

用过氧化氢酶催化75

43

29活化能（二）酶的作用原理加热加压：加大油门催化剂：穿山隧道活化能：分子从

转变为容易发生化学反应的

所需要的能量。1.加热：

2.Fe3+：3.酶：降低化学反应所需的活化能常态活跃态为化学反应所需提供能量（二）酶的作用原理更显著地降低化学反应的活化能

酶催化反应的意义：由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速有序地进行。(2)酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行(

)(3)酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量(

)(4)无关变量是与实验结果无关的变量(

)(5)在一个实验中，因变量的检测指标往往不是唯一的(

)1、判断：×××√课堂习题：(1)酶在催化生化反应前后本身性质会发生变化（）×酶只能缩短到达化学反应平衡所需要的时间，不改变化学反应的平衡点，本身在反应前后无变化。（2）酶促反应所需活化能：______,酶降低的活化能：______.不使用催化剂曲线：_______

无机催化剂曲线：________使用酶作催化剂曲线：________曲线B曲线AE2—E32.下图所示为酶催化反应的机理与过程，图中E1、E2、E3都是活化能，请据图回答：ABC(1)请将这三种活化能分别与不使用催化剂、使用无机催化剂、使用酶作催化剂三种条件进行对应。曲线CE3课堂习题：3．（2020·大荔县同州中学高三月考）下图是有关于酶作用相关的图像及曲线，其中E表示相关能量。下列描述错误的是（）A．用加热的方法不能降低化学反应的活化能，但会为反应物提供能量B．图中ac段表示无催化剂催化时反应进行所需要的活化能C．若将酶变为无机催化剂，则b点在纵轴上向上移动D．加酶催化化学反应时降低的活化能可以用E2表示

随堂检测：D二、酶的本质阅读教材P79页，关于酶本质的探索什么是酶？二、酶的本质巴斯德之前发酵是纯化学反应，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酶是有机物定义：酶是

产生的具有

的有机物，其中绝大多数酶是

，少数的酶是

。活细胞蛋白质催化作用二、酶的本质RNA酶的来源酶的作用酶的本质合成场所合成原料作用场所氨基酸或核糖核苷酸活细胞产生催化大多数是蛋白质，少数是RNA有的在核糖体，有的在细胞核或拟核细胞内、外及生物体外均能发挥作用溶菌酶含片加酶洗衣粉消化液体外3）二、酶的本质酶的分布体内：细胞内1）2）体内：细胞外1.下列关于酶的叙述，不正确的是（）A.绝大多数酶的化学本质是蛋白质B.能够催化脂肪酶水解的酶是脂肪酶C.酶的催化效率高是因为其降低活化能的作用显著D.酶催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的

随堂检测：B02酶的特性资料1：在研究酶性质的过程中，大量数据表明酶的催化效率一般是无机催化剂的107～1013倍。

这对细胞有什么意义？酶具有高效性的意义：

（1）保证了细胞内化学反应的顺利进行。（2）保证了细胞内能量供应的稳定。酶具有高效性由上述资料可以看出来酶具有什么特性？酶高效性的曲线催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。

一、酶具有高效性资料2：无机催化剂酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉的水解；蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解；口腔里面有唾液淀粉酶，可塞进牙缝里肉丝两天后仍然不能被水解消化由上述资料可以看出酶的催化有什么特点？酶具有专一性一种酶只能催化一种或一类化学反应

能力提升如果给你淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液以及其它必需的实验器具，请你设计一个证明酶具有专一性的实验（或实验思路）方案一同种酶、不同底物①底物1+酶溶液②等量底物2

+等量相同酶溶液方案二同种底物、不同酶①底物+酶溶液1②等量相同底物

+等量酶溶液2

二、酶具有专一性实验原理：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉酶能让淀粉水解成还原性糖，还原性糖能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。淀粉酶不能让蔗糖水解，所以与斐林试剂反应不能生成砖红色沉淀。实验目的：探究淀粉酶是否只催化特定的化学反应

二、酶具有专一性——探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用

二、酶具有专一性——实验步骤一二三四实验现象结论取两支试管，编号1、21号试管加入2mL

溶液淀粉2号试管加入2mL

溶液蔗糖两支试管都加入

，振荡，60℃水浴保温5min。2mL淀粉酶溶液两支试管加入

振荡沸水浴煮沸1min2mL斐林试剂

砖红色沉淀

无砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉的水解，而不能催化蔗糖的水解。酶具有专一性2.上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？不能，因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。3.该实验的自变量和因变量分别是什么？本实验的设计思路是什么？你还有其他设计思路吗？

自变量：底物的种类；因变量：底物是否被淀粉酶水解。本实验设计思路：探究同一种酶是否能催化不同底物水解。另一种设计思路：探究不同种类的酶能否催化一种底物的水解。2.(2019·北京高一期末)下图为酶作用的模式图，根据图中所示，下列叙述错误的是A.若甲为肽酶，乙是二肽，则丙、丁为氨基酸B.此反应为分解反应C.此反应中甲、乙为反应物，丙、丁为产物D.物质甲具有专一性√大本P535.(2019·山东泰安一中高一月考)某学生为了验证酶的专一性，做了如下一组实验：取甲、乙两试管，分别加入2mL淀粉糊，甲试管内又加入了2mL唾液，两试管同时在37℃的温水中保温10min后取出，各加入了0.5mL碘液，发现只有乙试管内呈蓝色反应。此学生的实验步骤中有一个错误，请你指出A.乙试管应置于低温或室温B.乙试管不做任何处理C.乙试管应加与唾液等量的其他种类的酶，如蔗糖酶D.应再加一支试管，内加2mL淀粉糊、2mL唾液，放在冰块中√123453．某研究小组欲探究影响过氧化氢分解的因素，做了如下两个实验。相应的实验结果如图所示（实验1、实验2均在适宜条件下进行，在实验2开始时加入一定量的过氧化氢酶），请分析回答下列问题：（1）实验1、2中的自变量分别为__________________。（2）实验2结果反映，bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是________________________。（3）实验1中过氧化氢酶和Fe3+的作用原理是__________________。通过实验1可以得出什么结论？______