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13

网红糯甜的玉米将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85℃水中热汤处理2min，可较好保持甜味。这是为什么？破坏了酶（将可溶性糖转化为淀粉的酶）细胞如何获取和利用能量？有机物合成有机物分解物质代谢光合作用细胞呼吸ATP酶能量源头太阳能5.1降低化学反应活化能的酶氨基酸脱水缩合酶葡萄糖脱水缩合酶核苷酸脱水缩合酶1、定义：细胞中发生的化学反应这些化学反应在细胞中是如何顺利进行的呢？蛋白质多糖核酸2、特点：一般都需要酶的催化一般伴随着能量的释放和存储在水环境中进行反应条件温和酶作为生物催化剂，有什么特点呢？一、细胞代谢二、对照实验1、什么是变量，自变量，因变量，无关变量？2、什么是对照实验？3、设计实验应遵循那些原则？一般包含对照组和实验组，对实验结果进行空白对照或相互对照，进而得出实验结论对照原则、单一变量原则、平行重复原则科学方法：实验设计需要注意的几点问题(1)设置对照实验目的：减小无关变量对实验结果的影响，增强实验结果的可信度和说服力。如何设置对照组呢？1）不做任何实验处理。（空白对照）2）实验与对照在同一对象上进行。(自身对照)3）该组实验结果作为其他组实验结果的标准对照。(2)控制单一变量原则变量：实验过程中可以变化的因素。如：FeCl3、肝脏研磨液、H2O2分解速率变量自变量：人为改变的变量。

如：温度、FeCl3、肝脏研磨液因变量：随自变量的变化而变化的变量。

如：H2O2分解速率无关变量：除自变量外影响实验结果的因素。Fe3+做催化剂过氧化氢酶科学方法：实验设计需要注意的几点问题三、酶的本质发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德李比希毕希纳萨姆纳其他科学家切赫和奥尔特曼发酵与死细胞中的物质有关发酵与活细胞有关死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵脲酶是蛋白质胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质切赫奥尔特曼少数酶是RNA

化学本质来源

功能活细胞产生的具有催化作用的有机物。一类定义：化学本质合成原料合成场所来源作用场所生理功能作用原理绝大多数是蛋白质少数是RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体细胞核(真核生物)一般来说,活细胞都能产生酶细胞内、外或生物体外均可生物催化作用降低化学反应的活化能三、酶的本质资料1：细胞代谢过程中产生过氧化氢，对细胞有毒害作用。细胞中含有过氧化氢酶能够将过氧化氢及时分解，起到解毒的作用。资料2：贮藏条件：遮光、密闭，在阴凉处（不超过20℃）保存。资料3：过氧化氢在储存过程中有特殊要求，严禁与Fe3+等金属化合物混存混运。分析：哪些因素会影响过氧化氢的分解？四、酶的特性比较过氧化氢在不同条件下的分解实验原理：H2O2H2O+O2适宜条件实验目的：实验器材：量筒、试管、酒精灯、卫生香、烧杯等。含有过氧化氢酶Fe3+可催化过氧化氢分解通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义实验材料：新鲜的20%肝脏研磨液、新配制的过氧化氢溶液、FeCl3溶液

如何判断过氧化氢被分解的快慢？观察单位时间内产生气泡的多少、观察带火星的卫生香的复燃情况。4.方法步骤2号1号3号4号2mL过氧化氢溶液常温90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝脏研磨液气泡产生卫生香复燃分组编号相同处理不同处理结论不明显少量较多大量变亮复燃说明2号1号3号4号对照组实验组2mL过氧化氢溶液常温90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝脏研磨液不明显少量较多大量变亮复燃气泡产生卫生香复燃分组编号相同处理不同处理结论无关变量自变量因变量空白对照无关变量在对照组和实验组中均要保持

。单一变量原则、（还有平行重复原则……）实验设计应遵循的原则：对照原则相同且适宜4.3号试管和4号试管相比，哪支试管的反应速度快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？2.在细胞内，能通过加热提高反应速率吗？

讨论：1.与1号相比，2号试管出现什么不同的现象？说明什么问题？不能3.3号和4号试管未加热，也有大量气泡产生，这说明什么？酶可以在常温、常压下高效催化。实验结论：加热能促进H2O2的分解；催化剂能加快H2O2的分解；过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高！1、为什么2号管没有加入催化剂也能放出较多的气泡呢？因为加热使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。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称为活化能。2、Fe3+和过氧化氢酶并未给过氧化氢提供能量，为什么也能促使过氧化氢分解呢？二者均能降低活化能讨论：(一)、酶在细胞代谢中的作用75850条件活化能(KJ·mol-1)无催化剂≈75H2O2酶≈8Fe3+≈50H2O2分解所需活化能活化能(KJ·mol-1)空白处理加热处理Fe3+处理酶处理反应所需要的活化能Fe3+降低的活化能酶降低的活化能同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。酶，Fe3+并未供给过氧化氢能量，但降低了化学反应活化能。酶的特性一高效性酶为生活添姿彩溶菌酶溶解细菌的细胞壁含酶牙膏多酶片加酶洗衣粉果胶酶酶的应用与生活的联系1

生活中的酶a、c相比说明酶具有

，a、b相比说明酶具有

，催化剂能

到达化学平衡点的时间，

（改变/不改变）化学反应的平衡点，

（能/不能）改变最终生成物的量。高效性催化作用不改变缩短不能分析曲线情境资料：我们日常吃的食物主要含淀粉、蛋白质和脂肪，多酶片的成分也有淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶。为什么需要多种酶帮助消化？而我们已经知道无机催化剂催化的化学反应范围较广，酶能像无机催化剂那样催化多种化学反应吗?①如何设计实验来证明？实验原理：淀粉和蔗糖都是非还原糖，它们在酶的作用下都能水解成

。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用

鉴定溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。还原糖斐林试剂以淀粉酶为例，探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验原理淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉————还原糖淀粉酶蔗糖————蔗糖淀粉酶水浴加热还原糖+斐林试剂

砖红色沉淀实验目的

如何判断一种酶是否只能催化一种物质？滴加斐林试剂看有无砖红色沉淀；进而推断淀粉酶是否将二者都水解探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应步骤项目试管1试管21注入质量分数3%的可溶性淀粉溶液2注入质量分数3%的蔗糖溶液3注入新鲜的淀粉酶溶液4保温5加斐林试剂6水浴加热7观察颜色变化2mL——2mL2mL2mL60℃保温5min各加入2mL沸水浴1min砖红色无砖红色淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用步骤项目试管1试管21注入质量分数3%的可溶性淀粉溶液2注入质量分数3%的蔗糖溶液3注入新鲜的淀粉酶溶液4保温5加斐林试剂6水浴加热7观察颜色变化

思考：1.实验结论？2.斐林试剂能换成碘液吗？3.还有其他方案验证酶的专一性吗？思路1：不同底物加同一种酶思路2：同一种底物加不同的酶不能酶具有专一性！淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。2mL——2mL2mL2mL60℃保温5min各加入2mL沸水浴1min砖红色无砖红色淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用每一种酶只能催化一种或一类化学反应。细胞代谢有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的。酶的专一性原理模型底物浓度反应速率酶A+底物A酶A(或不加酶)+底物B③分析曲线②酶的专一性的含义、意义和模型阅读材料，总结酶的特性情境资料：多酶片作为药物，我们要从说明书中了解它的注意事项：a.不宜用热水送服b.不能与碱性食物同服

以上注意事项说明酶起催化作用需要怎样的条件？温度影响酶的活性pH影响酶的活性①如何设计实验来证明？酶催化特定化学反应的能力称为

。酶活性可用

表示。衡量酶活性的指标：用

来表示。酶活性在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率探究实验：影响酶活性的条件单位时间内底物减少量或产物生成量实验1：探究温度对酶活性的影响

阅读课本P82-83，思考：1.你会选择哪一种酶及底物作实验材料？为什么？2.你会选择什么温度进行对照？3.本实验的自变量、因变量、无关变量分别是什么？4.底物和产物分别是什么？酶活性大小可用什么来反映？5.选用什么试剂检测？能用斐林试剂吗？为什么？淀粉，麦芽糖碘液淀粉剩余量或麦芽糖生成量选用淀粉酶和可溶性淀粉溶液；因为H2O2在加热条件下分解也会加快。不能斐林试剂需要水浴加热60℃酶活性温度pH、酶的用量、底物的用量、反应时间……6.实验设计思路：底物酶各自在所控制的温度下保温处理一段时间底物与对应温度的酶混合在各自所控制的温度下保温一段时间检测因变量思考：能否混合后再控制温度？不能！7.实验流程：11’22’33’3％可溶性淀粉2ml2ml2ml2％淀粉酶1ml1ml1ml温度

碘液颜色结论冰水中(0℃)60℃水浴沸水浴(100℃)放置5min2滴2滴对应编号的试管混合、摇匀，放置反应5min淀粉酶在60℃中活性强2滴变蓝变蓝不变蓝——————8.60℃是最适合的温度吗？如何进一步探究淀粉酶的最适温度？缩小温度梯度，重复进行上述实验。不一定！阅读课本P82-83，思考：1.你会选择哪一种酶及底物作实验材料？为什么？2.用什么试剂制造不同的PH？3.本实验的自变量、因变量、无关变量分别是什么？4.底物和产物分别是什么？因变量可用什么来反映？5.本实验如何观察和检测？O2和水O2的产生量气泡产生量或卫生香燃烧程度选用过氧化氢酶和过氧化氢溶液因为酸也能催化淀粉的水解。H2O2实验2：探究pH对酶活性的影响酶活性pH温度、酶的用量、底物的用量、反应时间……12320％肝脏研磨液

2滴2滴pH3％过氧化氢2ml

现象

结论1mLpH=7的缓冲液NaOH1mLHCL1mL2滴轻轻混合震荡过氧化氢酶在中性条件下活性强大量气泡少量气泡少量气泡6.实验流程：通过以上两个实验证明：温度和pH都会影响酶的活性，说明酶的作用条件较温和！和无机催化剂相比，酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行。υ/mmol.s-10pH酶活性受pH影响示意图曲线分析：最适pHυ/mmol.s-1酶活性受温度影响示意图t/℃0最适温度曲线分析：t/℃①一定的范围内，随温度（或pH）的升高，酶活性______；

在最适的温度（或pH）条件下，酶活性

；当超过最适温度（或pH）后，酶活性_____________。②不同种类、不同生物的酶，最适温度（或pH）______。增强减弱最终失活不同最高③高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？

酶应该如何保存？

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。④将唾液淀粉酶至于100℃水中处理一段时间，再缓慢降低水的温度直至到0℃，这个过程酶的活性如何变？⑤由左图3可看出，pH的变化

酶的最适温度。酶活性不变，因为酶已失活！不