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文档简介
第五章细胞的能量供给和利用第1节降低反响活化能的酶1教学目标:1、说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性〔教学重点和难点〕2、通过阅读分析“关于酶本质的探索〞的资料,认同科学是在不断的探索和争论中前进的3、进行有关的实验和探究,学会控制自变量,观察和检测因变量的变化,以及设置对照组和重复实验〔教学难点〕21.这个实验要解决什么问题?阅读并思考:问题探讨:斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用〔课本P78〕2.是什么物质使肉块消失了?鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学消化。胃内的化学物质将肉块分解了。3.怎样才能证明你的推测?3一、酶的作用及化学本质细胞代谢:细胞中每时每刻都进行着许多化学反响。细胞在代谢中也会产生一些有害的物质,如过氧化氢,幸好细胞中含有一种物质,能将过氧化氢及时分解,变成水和氧气。这种物质就是过氧化氢酶。CCOOHHNR1R2OHHCNH2COHH+→R1CNH2C
HOCOOHCHNR2H氨基酸的脱水缩合4可不可以利用过氧化氢来探究酶的作用?过氧化氢在什么条件下可以分解?加热、无机催化剂如何设计实验才能说明酶与其它过氧化氢分解方法的区别呢?通过比照不同条件下过氧化氢的分解速度设计实验时应该注意什么问题?对照、等量原那么5步骤试管编号说明1234一二
结果结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液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响条件自变量因变量无关变量8滴大量复燃变量
H2O2
浓度剂量剂量气泡产生卫生香燃烧6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比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液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响条件自变量因变量无关变量对照组实验组对照实验71思考:与1号试管相比,2号试管出现的不同现象是?这一现象说明什么?2号试管放出气泡多。这一现象说明加热能促进过H2O2的分解,提高反响速率。2H2O22H2O+O2↑90°C水浴2比较过氧化氢在不同条件下的分解速率8433号和4号试管未加热,也有大量气泡产生,这说明什么问题?FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的H2O2酶都能降低H2O2的活化能,加快H2O2分解的速率。2H2O22H2O+O2↑H2O2酶2H2O22H2O+O2↑FeCl3催化剂催化剂比较过氧化氢在不同条件下的分解速率9资料:质量分数为3.5%的FeCl3溶液与质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液相比,每滴FeCl3溶液中的Fe3+数大约是每滴研磨液中H2O2酶分子数的25万倍。43相比3号和4号试管,哪支试管的反响速率快?这说明什么问题?4号试管的反响速率比3号试管快的多。说明过H2O2酶比Fe3+降低该反响活化能的能力更强,说明酶催化效率更高。比较过氧化氢在不同条件下的分解速率102H2O22H2O+O2↑能量常态分子活跃状态(有利于化学反应的进行)活化能活化能:分子从常态转化为容易发生化学反响的活泼状态所需要的能量称为活化能。回忆上述实验,为什么加热可以提高反响速度?1、酶催化作用本质11加热提高分子能量Fe3+降低活化能酶显著降低活化能正是由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和的条件下快速进行!1、酶催化作用本质12酶降低化学反响活化能1、酶催化作用本质132、关于酶本质的探索⑴1857年,法国微生物学家巴斯德提出:酿酒中的发酵是由于
的存在,没有
的参与,糖类不可能变成酒精。活酵母细胞活细胞酵母细胞死亡并裂解⑵德国化学家李比希坚持认为:引起发酵的是
但这些物质只有在
后才能发挥作用。的某些物质酵母细胞中⑶德国化学家毕西纳得到,参加葡萄糖后变成酒,他将引起发酵的物质称为。酵母细胞提取液酿酶14⑷美国科学家萨姆纳用
作溶剂,得到
的结晶,这种结晶溶于水后能够催化
分解成
,然后他用多种方法证明该物质是
。丙酮
脲酶尿素
氨和二氧化碳蛋白质⑸后来,科学家又相继获得
、
等许多酶的结晶,并证明这些酶都是
。胃蛋白酶胰蛋白酶蛋白质RNA
⑹20世纪80年代,美国科学家切赫和奥特曼发现少数
也具有生物催化功能。酶是活细胞产生的一类具有催化功能的有机物大多数为蛋白质,少数为RNA2、关于酶本质的探索151、酶具有高效性3443少量肝脏研磨液说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率为什么4号试管的反响速率比3号试管快得多?二、酶的特性16酶的具有高效性事实上,酶的催化效率一般是无机催化剂的
倍。107
~1013酶的高效性保证了细胞内化学反响的顺利进行和能量供给的稳定意义:二、酶的特性17探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉和蔗糖都是非复原性糖,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。麦芽糖、葡萄糖、果糖均属复原性糖。复原性糖能够与斐林试剂发生氧化复原反响,生成砖红色的沉淀。
现在给你淀粉酶溶液,要观察淀粉酶能催化哪种糖水解,应该如何设计这个实验?你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢?2、酶具有专一性18淀粉溶液蔗糖溶液实验步骤一二三现象结论参加淀粉酶2滴,振荡,试管下半部浸入60℃左右的热水中,反响5min2号试管中参加2mL蔗糖溶液参加斐林试剂振荡约60℃水浴2min1号试管中参加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。探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用19每一种酶只能催化化学反响。细胞代谢能够有条不紊地进行,与酶的
是分不开的。
2、酶具有专一性一种或一类4000专一性目前发现的酶有多种,它们分别催化不同的化学反响。二、酶的特性203.酶需要适宜的条件(1).温度对酶活性的影响原理:设计思路:结果分析及结论:淀粉麦芽糖淀粉酶碘液碘液变蓝不变蓝根据是否出现蓝色及蓝色的深浅可判断酶的活性温度30405060708090操作现象到达相应的温度后,在一定量的淀粉溶液中参加适量酶,相应温度下保温一段时间后滴加碘液蓝色越深说明酶的活性越低看溶液是否变蓝及其深浅二、酶的特性21在最适温度的两侧,反应速率都比较较高的温度容易使酶的遭到破坏而失去。每种酶都有自己的低活性最适温度空间结构动物体内的酶最适温度在35-40度之间,植物的是40-50度,低温会降低酶活性,高温可使酶完全失活。3.酶需要适宜的条件22(2).PH对酶活性的影响原理:设计思路:结果分析及结论:PH3456789操作现象分别参加等量的3%的H2O2溶液,用盐酸或NaOH溶液调整PH后分别滴加等量的新鲜肝脏研磨液.H2O2在过氧化酶催化下分解产生氧气会形成气泡观察气泡的多少或是用带火星的木条气泡越多或使木条燃烧越旺那么酶活性越高3.酶需要适宜的条件23过氧化氢酶在最适合的pH下,酶的活性
最高空间结构在过酸过碱的条件下,都会使酶的遭到破坏而失去。活性动物体内的酶最适PH在6.5-8之间(胃蛋白酶例外是1.5,植物的在4.5-6.5之间,过酸过碱都会使酶完全失活。3.酶需要适宜的条件24
高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗?
不同,过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,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。25思考: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?设置对照实验。26★影响酶促反响速率的因素:1、温度3、酶的浓度:反响速率随酶浓度的升高而加快。4、底物浓度:在一定浓度范围内,反响速率随浓度的升高而加快,但达到一定浓度,反响速率不再变化酶促反应速率酶的浓度酶促反应速率底物浓度酶量一定2、pH5.激活剂和抑制剂底物充足相关拓展:271.通过以上实验总结生物实验设计应遵循的一般原那么.小结:2.酶和一般催化剂的比较.对照原那么单一变量原那么(自变量,因变量,无关变量)共性酶的特点用量少而催化效率高反响前后其性质和数量均不发生变化可降低反响的活化能高效性专一性在温和的条件下发挥作用281.将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内,〔pH值为2.0〕,保存于37℃的水浴锅内。过一段时间后,容器内剩余的物质是()A.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B.唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水A课堂反响:292.图中能正确反映某种动物消化酶的催化反响速度与温度之间关系的曲线是()②课堂反响:303.以下有关酶的表达,正确的选项是〔〕①是有分泌功能的细胞产生的②有的从食物中获得,有的从体内转化而来③但凡活细胞都能产生酶④绝大多数酶是蛋白质⑤有的酶是蛋白质,有的是固醇⑥酶在代谢中有多种功能⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用⑧酶只是起催化作用⑨酶只在细胞内发挥作用A.①②⑤ B.③⑦⑨ C.③④⑧ D.④⑤⑥C课堂反响:314.用加酶洗衣粉洗衣服时,〔〕水洗衣效果好。A.热B.温C.冷B5.人患感冒发
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