【公开课】降低化学反应活化能的酶课件高一上学期生物人教版（2019）必修1

第五章细胞的能量供应和利用降低化学反应活化能的酶姜撞奶是以水牛奶为原料，利用生姜中的生姜蛋白酶，使牛奶凝固而成，是典型植物蛋白酶型新鲜奶酪。其口感香醇爽滑，甜中带有姜汁辛辣味，风味奇特，名扬珠江三角、港澳地区以及东南亚。什么是蛋白酶？蛋白酶发挥什么样的作用？它的作用受哪些因素的影响？你如何设计实验证明你的观点？一.酶的发现历程(1)18世纪末：斯帕兰扎尼证明鹰胃液中有一种能消化肉的物质；(2)19世纪：巴斯德认为酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果；

李比希认为酒精发酵最多只需要酵母菌中的某种物质参与而已；(3)1897年：毕希纳发现促使酒精发酵的是酵母菌中的某种物质，这种物质后来被

为“酿酶”；(4)1926年：萨姆纳分离得到脲酶结晶，才弄明白酶的本质是蛋白质；(5)20世纪80年代初，科学家又发现极少数特殊的酶是RNA。资料分析思考并回答：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？②从毕希纳的实验可以得出什么结论？③酶的化学本质是什么？④酶是由什么产生的？巴斯德认为发酵与活细胞有关，是合理的；认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用，是不正确的。李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质，是合理的；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，是不正确的毕希纳的实验说明，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绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA由活细胞产生二.酶在细胞代谢中的作用概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。意义：细胞代谢是细胞生命活动的基础。酶在细胞代谢中能起到什么样的作用？探究·实践比较过氧化氢在不同条件下的分解（2）

材料用具1、材料：新鲜的质量分数为20%的肝脏（猪/鸡肝）研磨液2、用具：量筒，试管，滴管，试管架，卫生香，火柴等3、试剂：新配制的3%H2O2溶液,质量分数为3.5%的FeCl3溶液探究·实践比较过氧化氢在不同条件下的分解自变量因变量H2O2→H2O＋O2↑设计实验（思路）：对等量的过氧化氢分别进行加热、加入等量的FeCl3、猪肝研磨液（过氧化氢酶）的处理，比较不同条件下气泡的产生速率。（1）

实验分析科学方法控制变量和设计对照实验随自变量改变而变化的变量对实验结果造成影响的可变因素一般不做处理（空白对照），起对照作用对照原则（对照组和实验组）等量原则（控制无关变量）自变量：因变量：无关变量：对照组：实验遵循的原则：对照实验：单一变量原则（自变量）实验中人为控制的对实验对象进行处理的因素除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验。（3）

实施实验探究·实践比较过氧化氢在不同条件下的分解第一组2mlH2O2+不做处理观察现象第二组2mlH2O2+加热第三组2mlH2O2+2滴FeCl3

第四组2mlH2O2+2滴猪肝研磨液观察现象观察现象观察现象无明显变化少量气泡产生较多气泡产生大量气泡产生自变量因变量无关变量对照组实验组对照组实验组对照性原则第一组与第二组对照第一组与第三组对照第一组与第四组对照第三组与第四组对照加热能加快过氧化氢分解加FeCl3能加快过氧化氢分解加过氧化氢酶能加快过氧化氢分解过氧化氢酶的催化效率更高单一变量原则观察现象加热能促进H2O2的分解,酶和无机催化剂都能催化化学反应，并且酶的催化效率远高于无机催化的催化效率归纳酶具有催化作用（4）

得出结论未加催化剂无机催化剂酶催化时间产物浓度酶与无机催化剂均能够使反应速率加快，缩短达到平衡点的时间。但是只改变反应速率，不改变反应平衡点。合作探究：阅读P78，小组讨论以下问题，时间3min（1）在常态下，几乎所有H202分子都不易分解，为什么加热后，一小部分则可以分解？因为加热使H202分子获得了能量反应物分子：常态活跃态发生反应生成物活化能单位时间内达到活跃态的反应物分子数量越多反应速率就越快！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（2）无机催化剂和酶是通过怎样的途径加快化学反应速率的?降低化学反应所需要的活化能，使活跃态的分子增多（3）为什么酶的催化效率比无机催化剂快?酶更显著地降低了化学反应所需要的活化能（4）为什么说酶对于细胞代谢的顺利进行至关重要?细胞的正常代谢需要在温和的条件下快速进行化学反应，而酶满足以上要求。加热：为反应物分子提供能量FeCl3：降低化学反应的活化能过氧化氢酶：降低化学反应的活化能(1)有酶催化的反应曲线是

。(2)ac段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的

。(3)ab段的含义是________________。(4)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点在纵轴上将移动到

对应位置。

③酶降低的活化能活化能②酶的来源：活细胞产生酶的化学本质：大多数是蛋白质，少数是RNA酶的功能：具有催化作用酶的定义?①酶的定义是：酶是

产生的具有

作用的

，其中绝大多数酶是

，少数酶是

。②合成酶的原料有：

。③合成酶的部位有：

。④酶的作用原理是：

。⑤酶的作用部位是：

。活细胞催化有机物蛋白质RNA氨基酸和核糖核苷酸核糖体和细胞核降低化学反应所需的活化能细胞内、细胞外、体外三.酶的特性1.酶具有高效性加FeCl3

加H2O2酶H2O2

酶与Fe3+催化效果的比较：①每滴FeCl中Fe3+大约是每滴猪肝研磨液中H2O2

酶分子数的25万倍；②加入H2O2

酶的试管产生气泡的速率明显高于加入FeCl的试管。得出结论：与无机催化剂相比，酶具有高效性大量实验数据表明，酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍意义：(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。三.酶的特性2.酶具有专一性思考：①图中A、B、C、D分别代表什么？②图示内容能反映出酶具有什么特性？③如何设计实验验证你的观点？请说出实验思路。④请选择下列药品设计实验并说出实验原理：

质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液，质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，质量分数为3%的蔗糖溶液，碘液，斐林试剂。探究·实践淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验步骤一二三四实验现象结论加入新鲜淀粉酶溶液2滴，振荡，试管下半部分浸入37℃的水浴中，反应5min。加入斐林试剂振荡水浴加热1号试管中加入2mL淀粉溶液无变化砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。取两支洁净试管，编号1、22号试管中加入2mL蔗糖溶液自变量因变量无关变量1.预测实验可能出现哪几种现象？2.如果同时提供了蔗糖酶，还可以怎样设计实验？思考：实验步骤一二三四实验现象结论1号试管加入2滴淀粉酶溶液向两支试管中各加入2mL淀粉溶液变蓝不变蓝淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。取两支洁净试管，编号1、2方案二底物相同、酶不同2号试管加入2滴蔗糖酶溶液反应5min后，向两支试管中加入等量的碘液本实验能不能用斐林试剂鉴定？（可以）取材分组编号分组处理检测结果观察记录分析得出结论对照实验步骤：思考：三.酶的特性2.酶具有专一性每一种酶只能催化一种或一类化学反应。比如：①脲酶——只能催化尿素分解。

②过氧化氢酶——只能催化过氧化氢分解。

③二肽酶——可以催化所有的二肽分解意义：保证了细胞代谢能够有条不紊地进行锁钥学说：活性中心诱导契合学说：目前发现的酶有4000多种,它们分别催化不同的化学反应三.酶的特性3.酶的作用条件温和用一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。通常以单位时间内底物减少的量或产物生成的量来表示酶活性的大小。酶的活性：酶的活性的表示：酶催化特定化学反应的能力。资料分析1.威白污渍爆炸盐(独有三重复合酶配方）洗衣小绝招：①洗前浸泡三十分钟，效果更佳②若衣服太脏，可适当增加用量③用温水浸泡效果更好，但水温不要超过60℃2.我们知道口腔温度和体温差不多，而当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，却发现，唾液不再具有催化淀粉分解的功能。（提示：唾液PH6.2－7.4,胃液PH0.9－1.5）由此推测，哪些因素会影响酶的作用？你如何设计实验证明你的观点？新配制的质量分数为2%的淀粉酶溶液，新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液，缓冲液(能在加入少量酸或碱时抵抗pH改变的溶液)，质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，体积分数为3%的过氧化氢溶液。物质的量浓度为0.01mol/L的盐酸，物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH溶液，热水，蒸馏水，冰块，碘液，斐林试剂。任务：请根据下面提供的材料，选择合适的药品设计实验进行探究探究温度对酶活性的影响淀粉、淀粉酶①实验材料：碘液②检测试剂：不选用H2O2作为反应底物的原因？不选用斐林试剂进行鉴定的原因?（H2O2不稳定，受热易分解）（斐林试剂检测需要水浴加热，温度是干扰条件）问题:如何更好地控制温度这个自变量？探究PH对酶活性的影响H2O2、H2O2酶①实验材料：不选用淀粉作为反应底物的原因？问题:先往试管加入酶溶液还是底物？（淀粉在酸性条件下会被水解）（先加入酶溶液，固定好酶的活性，再加底物）（先到达温度，再混合酶和底物）探究·实践探究温度对酶活性的影响试管编号试管1试管1′试管2试管2′试管3试管3′实验步骤一2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液二放入0℃冰水中水浴5min放入37℃温水中水浴5min放入100℃热水中水浴5min三将1与1′试管内的液体混合后继续在0℃冰水内放置10min将2与2′试管内的液体混合后继续在37℃温水内放置10min将3与3′试管内的液体混合后继续在100℃热水内放置10min四取出试管各加入两滴碘液，振荡实验现象实验结论呈蓝色无蓝色出现呈蓝色酶的催化作用需要适宜的温度，温度过高或过低都会影响酶的活性温度（t/℃）0最适温度失活空间结构被破坏空间结构不被破坏

低温抑制活性ABC1.温度对酶促反应速率的影响动物体内的酶最适温度在35~40℃；植物体内的酶最适温度在40~50℃；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。酶制剂适合在低温下储存在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快在最适温度时，酶促反应速率最快AB段：B点：BC段：超过最适温度，酶促反应速率随温度升高而减慢，直至酶失活。如何找到酶的最适温度？思路：等梯度温度下将肉块和蛋白酶放到一起。思路：如何获得更加准确的最适温度？温度15℃25℃35℃45℃55℃65℃肉块消失时间3h2h0.8h0.8h1.8h4h温度35℃37℃39℃41℃43℃45℃肉块消失时间0.8h0.7h0.4h0.6h0.7h0.8h此为预实验，能确定酶最适温度的范围；最适温度一定在______________之间。此为

实验，能确定酶最适温度是39℃吗？35℃～45℃正式不能拓

展探究·实践探究PH对酶活性的影响实验步骤一取三支试管，编号1、2、3。

二三支试管都加入1mL肝脏研磨液，振荡三1号试管中加入1mL蒸馏水2号试管中加入等量1mL盐酸溶液3号试管中加入等量1mLNaOH溶液四三支试管都加入2mLH2O2溶液，振荡，反应实验现象

实验结论产生少量气泡产生少量气泡产生大量气泡酶的催化作用需要适宜的pH

,

pH偏高或偏低都会影响酶的活性2.PH对酶促反应速率的影响不同生物体内酶的最适PH不同：动物体内最适PH为6.5-8.0例外：胃蛋白酶最适PH为1.5植物体内最适PH为4.5-6.5细菌和真菌：差别较大在一定pH范围内，酶促反应速率随pH的升高而加快在最适PH时，酶促反应速率最快AB段：B点：BC段：超过最适PH，酶促反应速率随PH升高而减慢，直至酶失活。最适PH失活失活空间结构被破坏0ABCVPH①在最适pH条件下，酶活性最高（如B点）。pH偏高和偏低，酶活性都会明显降低。②过酸（如A点）、过碱（如C点）都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。空间结构被破坏小

结影响酶促反应速率的因素1、温度2、pH3、酶的调节剂（激活剂和抑制剂）①竞争性抑制剂②非竞争性抑制剂小

结影响酶促反应速率的因素不改变酶的活性，影响酶与底物的接触面积酶促反应速率酶的浓度4、酶的浓度反应速率随酶浓度的高而加快酶促反应速率底物浓度5、底物浓度酶量一定在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而