5.1降低化学反应活化能的酶课件-高一上学期生物人教版必修1

第五章细胞的能量供应和利用第5.1.1节降低化学反应活化能的酶本节目标01酶的作用和本质设计对照实验0203酶的特性问题探讨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。讨论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。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。讨论斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用2.是什么物质使肉块消失了？是胃内的化学物质将肉块分解了。酶果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。来源功能化学本质绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA。②酶发挥作用场所：细胞内、外，生物体内外均可。注意：①一般说来，活细胞都能产生酶；③酶在反应前后数目不变结构不变，可循环使用。化学本质绝大多数是______少数是______合成原料__________________合成场所来源作用场所生理功能具有生物__________蛋白质RNA氨基酸核糖核苷酸催化作用核糖体细胞核(真核细胞)活细胞都能产生酶细胞内外或生物体内外均可细胞代谢离不开酶。酶1酶2酶3酶11酶5酶6酶12酶8酶9酶10酶14酶7酶13酶15酶16酶17酶18细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称细胞代谢。细胞代谢：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。幸好细胞中有过氧化氢酶，能将过氧化氢分解成氧气和水。01酶在细胞代谢中的催化作用实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解2H2O2

2H2O+O2高温/Fe3＋/过氧化氢酶↑讨论1．1号试管和2号试管相比，说明了什么？

12常温90℃水浴3.5%FeCl3溶液20%肝脏研磨液342mLH2O2溶液实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解加热能加速H2O2的分解FeCl3能加速H2O2的分解2．1号试管和3号试管相比，说明了什么？探究·实践比较过氧化氢在不同条件下的分解1234常温90℃水浴3.5%FeCl3溶液20%肝脏研磨液4．3号试管和4号试管相比，说明了什么？

3．1号试管和4号试管相比，说明了什么？酶能加速H2O2的分解酶跟FeCl3相比，酶加速H2O2分解的效果更明显5．1号试管在实验中起到了_________作用。对照探究·实践比较过氧化氢在不同条件下的分解1234常温90℃水浴3.5%FeCl3溶液20%肝脏研磨液

6．一定要选用新鲜的肝脏，为什么？7．2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多？新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶，不新鲜的肝脏研磨液中该酶的活性较低。一样多，几支试管的H2O2溶液的体积和浓度都相同8．在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？不能活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。H2O2(常态)能量H2O2(活跃状态，易发生反应)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。各条件使反应加快的本质：加热：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道酶催化的机理图中①表示：图中②表示：图中④表示：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。酶催化时化学反应所需的活化能。图中③表示：图中⑤表示：无机催化剂降低的活化能酶降低的活化能正是因为酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行。1.下列说法正确的有？A.酶只能在细胞内起作用B.酶能提供使反应开始所必需的活化能C.酶在催化过程中不断被消耗D.酶都是在核糖体上合成的E.凡是活细胞都能产生酶F.分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶G.酶是细胞代谢所必需的EFG2、下列关于生物体内酶的叙述中正确的是()①是由分泌功能的细胞产生的

②有的从食物中获得,有的在体内转化而来

③凡是活细胞都能产生酶

④绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA⑤有的酶是蛋白质,有的酶是固醇

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A．①②⑤B．②③⑦C．③④⑧D．④⑤⑥C3.下图为H2O2在不同条件下分解的曲线图，图中①②③④表示的条件分别是(

)A.H2O2酶催化FeCl3催化加热自然条件B.加热自然条件H2O2酶催化FeCl3催化C.加热FeCl3催化自然条件H2O2酶催化D.自然条件加热FeCl3催化H2O2酶催化答案

D实验过程中遵循的原则：单一变量原则、对照原则、1.单一变量原则①变量:实验过程中变化的因素称为变量。单一变量原则: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。实验变量自变量因变量无关变量（人为控制的对实验对象进行处理的因素）（因自变量改变而变化的变量）（除自变量外的一些对实验结果造成影响的可变因素）自变量因变量无关变量(相同适宜)(控制)(检测)02控制变量和设计对照实验组别对照组实验组变量1234过氧化氢浓度3%3%3%3%剂量2mL2mL2mL2mL反应条件常温90℃FeCl32滴肝脏研磨液2滴结果产生气泡无气泡少量较多大量卫生香燃烧情况不复燃不复燃变亮复燃无关变量无关变量自变量因变量因变量分析本实验的变量单一变量原则: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。试管123淀粉溶液2mL2mL2mL温度37℃温水0℃100℃淀粉酶溶液1mL1mL1mL碘液１滴１滴１滴结果现象不变蓝变蓝变蓝探究温度对淀粉酶活性的影响无关变量自变量无关变量无关变量因变量单一变量原则: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。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2号试管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林试剂振荡约60℃水浴2min1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。探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用自变量因变量无关变量无关变量2.对照原则一般要设置对照组和实验组对照组：一般不进行人为处理，处于自然状态下。实验组：需要对实验对象进行人为处理，控制自变量不同。1号试管为对照组，2、3、4号试管为实验组对照组的意义：排除无关变量对实验结果的干扰。对照的类型：空白对照、自身对照、条件对照、相互对照(对比)空白对照不给对照组做任何实验处理，这里的”空白”绝不是什么影响因素都不给予，而是针对实验组所要研究的实验因素给与空白。1号试管即为空白对照自身对照对照组和实验组都在同一研究对象上进行。不另设对照组。(不同处理的前后对照)紫色洋葱鳞片叶外表皮滴加3%的蔗糖溶液，低倍镜观察滴加清水后，低倍镜观察→→制成装片，低倍镜观察。→相互对照不另设对照组，而是几个实验组之间相互对照，其中的每一组既是实验组也是其他组的对照组。条件对照虽给对照组施以某种实验因素的处理。但这种处理是作为对照因素的，不是所要研究的实验因素。这种处理不包括实验研究给定的的自变量。目的是更有效的比较实验组和对照组的结果。空白对照：幼小蝌蚪不处理实验组：幼小蝌蚪饲喂甲状腺激素条件对照组：幼小蝌蚪饲喂甲状腺抑制剂条件对照就是实验组的基础上施加一定条件的组。目的是与实验组形成对照。关于酶本质的探索过程03巴斯德之前萨姆纳巴斯德李比希毕希纳切赫和奥尔特曼

发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵必需有活细胞参与引起发酵是细胞中某些物质,且只在酵母菌死亡裂解后才发挥作用活细胞粉碎后所得的物质作用和活的酵母细胞作用一样证明脲酶是蛋白质证明少量RNA也具有催化作用03关于酶本质的探索过程化学本质绝大多数是______少数是______合成原料__________________合成场所来源作用场所生理功能具有生物__________作用原理蛋白质RNA氨基酸核糖核苷酸催化作用降低化学反应的活化能反应前后，酶的化学性质和数量保持不变。核糖体细胞核(真核细胞)一般来说，活细胞都能产生酶细胞内外或生物体内外均可自变量因变量活化能蛋白质RNA小结1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是（）A.酶不能脱离生物体起作用B.酶只有释放到细胞外才起作用C.所有的酶都是蛋白质D.酶是具有催化作用的有机物2.酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特点是（）A.能为反应物提供能量B.能降低化学反应的活化能C.能在温和条件下催化化学反应D.催化化学反应更高效DD课堂练习3.如图是在不同条件下，化学反应的速率曲线，其中1、2和3代表的反应条件是（

）A．无机催化剂酶未加催化剂

B．酶无机催化剂未加催化剂C．未加催化剂酶无机催化剂

D．酶未加催化剂无机催化剂B第五章细胞的能量供应和利用第5.1.2节降低化学反应活化能的酶情境导入大家有用过加酶洗衣粉吗？为什么少量的洗衣粉就可以洗多件衣物？包装上还标注了用温水洗，难道温度会影响酶的活性吗？1、酶具有高效性2、酶具有专一性3、酶的作用条件较温和01酶的特性特性1：高效性①内容：与无机催化剂相比，酶的催化效率高，是无机催化剂107~1013倍②意义：保证了细胞内化学反应的顺利进行③原因：与无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的活化能高效性abc时间产物浓度a加酶b加无机催化剂c不加催化剂__________对比说明酶具有高效性。a、b、ca、c对比说明酶具有___________。催化作用①内容：一种酶只能催化一种或一类反应。②意义：保证了细胞内化学反应有序进行特性2：专一性曲线解读：酶A可催化底物水解，酶B则与“无酶”相同，说明酶催化具有专一性。口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化?专一性酶-底物复合物锁钥学说：认为整个酶分子的天然构象具有刚性结构，酶表面具有特定的形状。E与S的结合如同一把钥匙对一把锁一样。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2号试管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林试剂振荡约60℃水浴2min1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。探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用特性3：酶的作用条件“较温和”高温高压强酸强碱。。。酶的活性受温度的影响酶的活性受PH的影响试管123淀粉溶液2mL2mL2mL温度37℃温水0℃100℃淀粉酶溶液1mL1mL1mL碘液１滴１滴１滴结果现象不变蓝变蓝变蓝实验1：探究温度对淀粉酶活性的影响无关变量自变量无关变量无关变量因变量1、该实验第二步和第三步能否调换？2、该实验能否得到酶的最适温度？如果不能，应如何设计实验？3、在本实验中，材料能否使用H2O2溶液及H2O2酶？4、本实验中，检测试剂能否选用斐林试剂？试管123淀粉溶液2mL2mL2mL温度37℃温水0℃100℃淀粉酶溶液1mL1mL1mL碘液１滴１滴１滴结果现象不变蓝变蓝变蓝实验1：探究温度对淀粉酶活性的影响3.作用条件温和温度反应速率最适温度ABCAB：在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快B：在最适温度时，酶促反应速率最快BC：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。探究温度对酶活性的影响（区间）抑制失活3.作用条件温和探究温度对酶活性的影响温度反应速率最适温度ABC高温破坏酶的空间结构，使酶永久失活低温使酶结构稳定，可在低温保存酶等蛋白质制品思考：感冒发烧的你为什么不想吃饭呢？自变量因变量无关变量无关变量实验2：探究pH对淀粉酶活性的影响步骤实验操作内容试管1试管2试管31等量过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴2不同pH的溶液1mL蒸馏水1mL盐酸1mLNaOH3等量的H2O2溶液2mL2mL2mL4观察现象大量气泡大量气泡大量气泡探究pH对酶活性的影响pH反应速率最适pHABCAB：在一定pH范围内，酶促反应速率随pH的升高而加快B：在最适pH时，酶促反应速率最快BC：超过最适pH后，酶促反应速率随pH升高而减慢，直至酶失活。（区间）3.作用条件温和失活失活7pH20134568910胃蛋白酶胰蛋白酶11121314反应速率最适pH：唾液的pH为6.2-7.4;胃液的pH为0.9-1.5；小肠液的pH为7.6我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，唾液淀粉酶还有催化淀粉分解的功能吗？胃液中的蛋白酶随食糜进入小肠后还有催化功能吗？知识迁移1刚采摘的玉米立即放入沸水中片刻，可保持甜味，为什么？煮沸后相关酶失活，还原糖不能转化为淀粉，保持甜味。知识迁移2长途运输的海鲜为什么要放冰块？低温微生物体内的酶活性受抑制，防止腐败。练习与拓展：1、现将胃蛋白酶置于PH值为10的溶液中一段时间后，把溶液的PH值逐渐降低，下列有关该酶活性变化的图正确的是（）PH值降低酶的活性10BPH值降低酶的活性10CPH值降低酶的活性10APH值降低酶的活性10DC2、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，调整pH至2.0，保存在370C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A1.温度.pH3.底物浓度

2.酶的浓度02影响酶促反应速率的因素在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正相关。酶浓度反应速率底物充足①酶浓度①酶浓度a底物有限bcab：在一定的酶浓度范围内，随酶浓度的增加，反应速率增加酶浓度反应速率0b：当酶浓度增大到某一值时，反应速率达到最大值，不再增加②底物浓度abcab：在一定底物浓度范围内，随底物浓度的增加，反应速率增加Mb：当底物浓度增大到某一值时，反应速率达到最大值，不再增加酶浓度一定底物浓度反应速率O活化能因变量自变量本节小结RNA蛋白质定义酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物结果酶作用后性质不变，不会消失酶的特性高效性、专一性、作用条件温和降低化学反应活化能的酶成分：蛋白酶0.2%，清洁剂15%。用法：洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内一段时间，使用温水30~40℃效果最佳。切勿用60℃以上的热水。注意：切勿用于丝质及羊毛衣料；用后须彻底清洗双手。探究

一般洗衣粉不易清除衣物上的奶渍,但加酶洗衣粉则可以,某加酶洗衣粉包装袋上印有以下资料:1、加酶洗衣粉中，蛋白酶的含量（0.2%）那么低，能有效去除奶渍吗？2、为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料？3、为什么要强调“使用温水30~40℃效果最佳，切勿用60℃以上的热水。”酶活性受什么因素影响？能。酶具有高效性。丝质及羊毛衣料的主要成分是蛋白质，蛋白质可以被洗衣粉中的蛋白酶专一性水解温度课后习题一、概念检测1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。