51降低化学反应活化能的酶第1课时课件高一上学期生物人教版必修1

降低化学反应活化能的酶-1第1节与生活联系：谈谈自己生活中接触过哪些用品含有酶？问题探讨1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用1.为什么要将肉块放在金属笼内？便于取出实验材料(肉块)，排除物理消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学消化。2.是什么物质使肉块消失了？3.怎样才能证明你的推测？是胃内的化学物质将肉块分解了。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。斯帕兰札尼的实验说明，食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某种物质。胃液中有大量的盐酸，推测盐酸是分解食物的物质。1835年，德国科学家施旺，通过实验发现，胃腺分泌物中有一种物质，将它与盐酸混合后，对肉类的分解能力远远大于盐酸的单独作用，这种物质就是胃蛋白酶。细胞代谢离不开酶。一、酶的作用和本质细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢离不开酶。细胞代谢是细胞生命活动的基础。代谢中会产生代谢废物，甚至是对细胞有害的物质，如过氧化氢。细胞中含有过氧化氢酶，能将过氧化氢及时分解为氧气和水，解除对细胞的毒害。过氧化氢在加热或氯化铁溶液的催化下，也能被分解成

和

。加热、氯化铁溶液、过氧化氢酶三种条件下，过氧化氢被分解的速率一样吗？氧气水

H2O2O2H2O＋酶在细胞代谢中的作用1.探究·实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解①实验原理新鲜肝脏中有较多的H2O2酶。质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，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。2H2O22H2O+O2↑不同条件②实验目的通过比较过氧化氢在不同条件下的分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。1.常温2.加热3.加FeCl34.加过氧化氢酶.③材料用具新鲜的质量分数为20%的肝脏(如猪肝、鸡肝)研磨液质量分数为3%的FeCl3溶液新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液a.材料：b.用具：量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计试管编号1234加入物质处理不处理

加2滴

溶液加2滴

液现象基本

产生有_______气泡产生有______气泡产生，并使卫生香燃烧有_______气泡产生，并使卫生香猛烈燃烧2mL3%H2O2溶液90℃水浴加热FeCl3肝脏研磨少量较多大量④实验过程及结果3号4号1号2号3号4号1.与1号试管相比，2号试管出现了什么不同的现象？这一现象说明什么？🤔讨论2号试管放出的气泡多，这一现象说明加热促进过氧化氢酶的分解，提高反应速率。2.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？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。4.3号试管与4号试管相比，哪支试管中反应速率快？这说明什么？为什么说酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要？🤔讨论4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢比Fe3+的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。1与2对照：________________________________________________加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(为反应提供能量)1与3对照：________________________________________________FeCl3在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(催化作用)1与4对照：______________________________________________

____________过氧化氢酶在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(催化作用)⑤实验分析3与4对照：⑤实验分析过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高。⑥实验结论酶和无机催化剂一样，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。高效性科学方法控制变量和设计对照实验实验过程中遵循的原则：单一变量原则、对照原则、无关变量相同且适宜原则1.单一变量原则单一变量:实验过程中除自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致。自变量：实验中

的变量。因变量：随

而变化的变量。无关变量：除自变量外，实验中还存在一些

，对

造成影响。人为控制的对实验对象进行处理的自变量实验结果可变因素变量:实验过程中可以变化的因素。2.对照原则对照的类型：空白对照、自身对照、条件对照、相互对照(对比)对照实验：除自变量以外，其余因素（无关变量）都保持不变的实验。对照实验一般要设置

组与

组。对照实验2、3、4为相互对照。1号试管即为空白对照试管编号1234加入物质处理不处理

加2滴

溶液加2滴

液现象基本无气泡产生有_______气泡产生有_______气泡产生，并使卫生香燃烧有_______气泡产生，并使卫生香猛烈燃烧对照组实验组实验过程：2mL3%H2O2溶液90℃水浴加热FeCl3肝脏研磨过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样,在H2O2酶的作用下分解速率最快。对照实验变量无关变量自变量因变量少量较多大量3.对照实验设计的一般步骤对照实验的目的是排除无关变量的干扰，从而确定自变量与因变量的关系。自变量因变量无关变量(适宜且相等)(控制)(检测)一般步骤：第一步：分组编号，统一处理；第二步：分组施加自变量第三步：一段时间后，检测因变量根据实验目的和器材，分析实验的自变量，找出主要的无关变量，明确因变量的检测方法。常态分子活跃状态分子容易发生化学反应难以发生化学反应获得能量活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量2.酶的作用机理192.酶催化的机理(1)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。2.酶催化的机理(1)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。ad:bd:ac:无催化剂时化学反应所需的活化能。无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。酶降低的活化能①②

加热曲线？加热能提高反应物分子的能量，不能降低活化能。abcd2.酶催化的机理(1)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。①②

与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。高效性酶能增加产物的生成量吗？未加催化剂无机催化剂酶催化时间产物量与无机催化剂相比:不改变反应的平衡点，只是缩短了到达平衡点的时间，酶和无机催化剂在反应前后数量和性质不发生改变，一段时间内可以重复利用。(二）酶的本质探索历程巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某种物质其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酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起到催化作用，就像在活酵母细胞中一样。巴斯德李比希毕希纳①对酵母菌发酵的探索发现了起催化作用的物质——酶酿酶②对酶本质的探索萨姆纳：从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是蛋白质发现少数RNA具有催化功能，称为核酶。萨姆纳之后科学家们获得胃蛋白酶，胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证明这些酶的化学本质是蛋白质。切赫、奥尔特曼发现了绝大多数酶是蛋白质，少数RNA。(二）酶的本质探索历程1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极的意义？各有什么局限性？巴斯德认为发酵与活细胞有关，是合理的；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。毕希纳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才能发挥作用，是不正确的。2.在科学发展过程中出现争论是正常的。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？巴斯德是微生物学家，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目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。3.萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他取得成功靠的是什么样的精神品质？4.请给酶下一个比较完整的定义。萨姆纳历时9年，用正确的科学方法，坚持不懈、百折不饶的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。定义：酶是

产生的具有

作用的有机物，其中绝大多数酶是

，少数

也具有催化功能。活细胞催化蛋白质RNA问题:所有的酶都来自活细胞？酶一定在细胞内起催化作用？有的酶可以人工合成或改造作用场所：细胞内或细胞外本质合成原料合成场所来源功能作用场所绝大多数是________，少数是______。_________或____________。_________或_________________。活细胞(凡是活细胞都能合成，不考虑红')催化作用蛋白质RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体细胞核（转录形成）胞内(呼吸酶)，胞外，体外(洗衣粉)（降低活化能）￭酶本质的探索正确理解有关酶的本质和作用项目错误说法正确理解产生场所具有分泌功能的细胞才能产生活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)化学本质蛋白质有机物(大多数为蛋白质，少数为RNA)作用场所只在细胞内起催化作用可在细胞内、细胞外、体外发挥作用温度影响低温和高温均使酶变性失活低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活作用酶具有调节、催化等多种功能酶只起催化作用来源有的可来源于食物等酶只在生物体内合成二、拓展应用1.在本节“探究·实践”中，有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管，向其中分别加入2mL过氧化氢溶液后，再向5号试管内加入2滴煮沸过的肝脏研磨液，向6号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目的是什么？加入2滴煮沸过的肝脏研磨液的5号试管,可以与加入新鲜的肝脏研磨液的4号试管做对照;同理,加入2滴蒸馏水的6号试管可以作为3号试管和4号试管的对照组。3.给你一份某种酶的结晶，你能设计实验检测它是不是蛋白质吗?请简略写出实验步骤。想一想，在萨姆纳之前，为什么很难鉴定酶的本质?在萨姆纳之前,之所以很难鉴定酶的本质,主要是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。某种酶+双缩脲试剂出现紫色→该酶是蛋白质不出现紫色→该酶是RNA方案1某种酶+蛋白酶加入酶的底物底物没有被催化→该酶是蛋白质底物被催化→该酶是RNA方案2(1)酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行(

)(2)酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量(

)(3)无关变量是与实验结果无关的变量(

)(4)在一个实验中，因变量的检测指标往往不是唯一的(

)×××√(5)能产生激素的细胞一定能产生酶（）。(6)能产生酶的细胞一定能产生激素（）。×√▌有关酶的正确叙述是（）①是有分泌功能细胞产生的②有的从食物获得，有的在体内转化而来③凡是活细胞，都能产生酶④酶大都是蛋白质