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

细胞内每时每刻进行着许多化学反应。细胞代谢：意义：细胞代谢是细胞生命活动的基础。化学中要想使一个化学反应顺利进行，一般需要怎样的条件？细胞内外是一个常温常压、PH近中性的液体环境。细胞代谢需要在温和的条件下高效有序进行，离不开酶的作用。加热、加压、强酸、强碱等1.5.1降低化学反应活化能的酶本节聚焦：1.设计对照实验，探究酶的作用和作用机理2.探索酶的本质3.酶的特性4.探究影响酶活性的因素5.影响酶促反应速率的因素及曲线哪种条件下H2O2的分解速率最快？1.你认为该实验应设计几组？至少需要几只试管？2.该如何控制变量？3.该实验以什么现象作为实验观察的指标？如何设计实验证明？一、酶在细胞代谢中的作用资料1：药用过氧化氢溶液的说明书上关于过氧化氢的贮藏说明为“密闭、在荫凉处（温度不超过20℃）保存”。资料2：过氧化氢在储运过程中有特殊的要求，严禁与FeCl3等金属化合物混存混运。资料3：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。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。实验目的比较H2O2在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用实验原理2H2O22H2O+O2反应条件材料用具①新鲜的质量分数为20%肝脏研磨液②新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液③质量分数为3.5%的FeCl3溶液用具：量筒、试管、滴管、酒精灯、卫生香等1.常温2.加热3.Fe3+是无机催化剂4.新鲜的肝脏中的过氧化氢酶实验现象判断H2O2的分解快慢依据：O2的产生量①点燃的卫生香的复燃情况②气泡冒出情况一、酶在细胞代谢中的作用组别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滴结果气泡数卫生香复燃实验结论加热、加FeCl3和H2O2酶都能加快H2O2的分解速率过氧化氢酶比Fe+的催化效率更高（4）为什么要选用新鲜的猪肝？（5）为什么要将猪肝制成研磨液？（6）滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能否共用一个吸管？保证过氧化氢酶的数量和活性。使肝细胞破裂从而释放出过氧化氢酶，增大酶与过氧化氢的接触面积。不能，影响实验的准确性(1)1、2对比？(2)1、3和1、4对比？(4)3、4号对比？

加热能促进H2O2的分解Fe3+和H2O2酶都能催化H2O2的分解与无机催化剂Fe3+相比，H2O2酶催化效率更高步骤试管编号变量分析1234一H2O2浓度3%3%3%3%剂量2ml2ml2ml2ml二反应条件常温90℃FeCl3肝脏研磨液观察气泡产生卫生香燃烧结论不明显不复燃变亮较多不复燃少量复燃大量对照组实验组加热、加FeCl3和H2O2酶都能加快H2O2的分解速率过氧化氢酶比Fe+的催化效率更高自变量因变量无关变量对照实验因变量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4.对照实验：1.自变量：2.因变量：3.无关变量：科学方法：控制变量和设计对照实验人为控制的对实验对象进行处理的变量除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素因自变量改变而变化的变量5.实验中遵循的原则：对照原则单一变量原则

科学性原则等量原则（无关变量相同且适宜）活化能：一、酶在细胞代谢中的作用加热、加FeCl3和H2O2酶加快H2O2分解速率的机理相同吗？常态活跃状态终态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。加热：加FeCl3和H2O2酶：为分子提供能量降低化学反应的活化能酶降低活化能的作用更显著①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是

段。②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是

段。③表示酶降低的活化能是

段。1.酶的作用：降低化学反应的活化能2.酶的作用机理：催化3.酶作用的意义：使细胞代谢在温和条件下快速进行acbcab向上移一、酶在细胞代谢中的作用若将酶变成无机催化剂，则b在纵轴上移动情况是

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少数酶是RNA切赫奥尔特曼二、酶的本质1.关于酶本质的探索酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。核糖体、细胞核氨基酸、核糖核苷酸细胞内、细胞外、体外合成原料：合成场所：作用场所：来源：作用：作用机理：本质：活细胞催化降低反应的活化能多数蛋白质、少数RNA2.酶的本质3.鉴定酶本质的方法X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。请设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。X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RNAB.减法原理A.试剂检测法用RNA酶处理甲酶和乙酶，测定该酶的活性，与本实验进行相互对照甲酶：核酶，本质为RNA乙酶：本质为蛋白质对照组加一定量蛋白质溶液，实验组加等量待测酶液，都加入双缩脲试剂，看是否成紫色1.判断下列说法是否正确：课堂训练2.如图表示过氧化氢分解前后的能量变化，其中曲线A、B分别表示没有酶催化和有酶催化时的反应过程。下列叙述错误的是()A.图中H表示没有酶催化时反应所需的活化能B.图中h表示酶催化时反应所需的活化能C.若将过氧化氢酶换为Fe3＋，则H-h值减小D.在加热时，H和h值都将减小3.生物体内许多化学反应需要酶的催化,下列关于酶的叙述,正确的是(

)A.酶只有在生物体内才能起催化作用B.所有酶都含有C、H、O、N四种化学元素C.人体内的酶进行催化过程中，酶本身不变,所以酶不会发生自我更新D.酶都在核糖体上合成BD成分:酶(蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶等),清洁剂等用法：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。【思考】洗衣粉为什么要加酶？加了哪些酶，各有什么作用？温水30~40℃效果最佳的原因？酶的催化效率很高。是无机催化剂的107—1013倍。保证细胞内反应快速进行。未加酶加入酶加入无机催化剂产物量平衡点时间t1t2t3酶和无机催化剂都能提高反应速率，缩短达到化学反应平衡所需时间,但不改变化学反应的平衡点。①含义②意义1.高效性:三、酶的特性酶发生形变以适应底物口腔里有唾液淀粉酶，为何牙缝里的肉丝很长时间还没被消化?？2.专一性:一种酶只能催化一种或一类化学反应。保证细胞内反应有序进行。酶具有专一性的曲线思考：如何设计实验验证酶的专一性？不同底物加相同的酶相同底物加不同的酶①含义②意义③原因锁匙学说诱导契合学说材料：淀粉溶液，蔗糖溶液，淀粉酶溶液，蔗糖酶溶液，斐林试剂，碘液唾液淀粉酶不会催化蛋白质水解。2号淀粉

1号蔗糖

+淀粉酶淀粉是否水解1号淀粉

+蔗糖酶

+淀粉酶2号淀粉淀粉是否水解碘液或斐林试剂斐林试剂实验步骤一二三现象结论1号加入2滴淀粉酶溶液变蓝不变蓝淀粉只能被淀粉酶水解，不能被蔗糖酶水解取两支试管，编号1、2，各加入2mL淀粉溶液方案一底物相同、酶不同2号加入2滴蔗糖酶溶液反应5min后，向两支试管中加入等量的碘液实验1：验证酶具有专一性1.本实验中能否用斐林试剂来检测？若可以，现象是？能，1号出现砖红色沉淀，2号无砖红色沉淀。方案二酶相同、底物不同实验步骤一二三四现象结论无砖红色沉淀砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。加入淀粉酶溶液2滴，振荡，60℃的水浴5min2号加入2mL蔗糖溶液加入斐林试剂振荡60℃水浴2min1号加入2mL淀粉溶液取两支试管，编号1、22.本实验中能否用碘液来检测？为什么？不能，不管蔗糖是否水解，加入碘液都不会出现蓝色。酶通常在一定pH范围和一定温度范围内才能起作用，而且在某一pH、某一温度下作用最强。低温、最适pH下保存酶制剂人在发高烧时，常常不思饮食，是什么原因？唾液淀粉酶酸性条件下失活。高烧使酶的活性减弱①含义②原因过酸、过碱或温度过高，会破坏酶的空间结构，使酶永久失活。低温使酶活性受抑制，但酶不失活3.酶的作用条件温和：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（胃液PH为0.9—1.5）以后，却发现唾液（PH为6.2—7.4）不再具有催化淀粉分解的功能，为什么？酶活性：指酶催化特定化学反应的能力。酶促反应速率：可用单位时间内反应物的消耗量或产物的生成量表示。四、探究影响酶活性的因素酶活性：1.如何探究温度对酶活性的影响？你将设定哪几个温度？3.怎样保证酶促反应温度在设定数值？2.探究温度选择淀粉还是H2O2作为实验材料？为什么否，因为酸本身也能催化淀粉水解，会对实验结果造成干扰。酶促反应速率：可用单位时间内反应物的消耗量或产物的生成量表示。指酶催化特定化学反应的能力。4.探究PH你将设定哪几个PH？如何将溶液PH调到设定的数值？5.探究PH能否选淀粉？为什么？不选H2O2，因为H2O2本身受热易分解，会对实验结果造成干扰。选淀粉。将酶和底物预热到同一温度在混合，保证反应一开始就达到预设温度，不会因为混合改变温度。1.分组编号2.加相同底物，控制成不同的T/PH3.平衡无关变量4.将相应T/PH的酶和底物混合5.检测、分析，得出结论步骤：“梯度法”探究T/pH对酶活性的影响实验步骤一二三四五六实验现象结论加入0℃保温的淀粉酶2滴蓝色在各自的温度条件下反应约5min各加入两滴碘液振荡不变蓝温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶活性蓝色各加入2mL淀粉溶液1号2号3号0℃保温60℃保温100℃保温加入60℃保温的淀粉酶2滴加入100℃保温的淀粉酶2滴不能，菲林试剂需要水浴加热，本实验要严格控制温度。1.能否用斐林试剂进行鉴定？为什么？2.60℃是不是该酶的最适温度？3.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。不是，温度梯度过大。实验2：探究温度对酶活性的影响实验步骤一二三四五实验现象结论各加入3%过氧化氢2mL几乎无气泡反应约5min，记录气泡产生情况较多气泡几乎无气泡各加入肝脏研磨液2滴1号2号3号加蒸馏水1mL等量的HCl溶液等量的NaOH溶液过酸、过碱会影响酶的活性，适宜pH下酶的催化效率最高1.步骤三、四能否颠倒？为什么？否，若颠倒，在达到相应的pH环境之前过氧化氢就已开始分解，导致实验失败。实验3：探究PH对酶活性的影响1.先控制T/PH，再将底物和酶混合。2.探究T,不用H2O2和斐林试剂。3.探究PH,不用淀粉。注意事项：2.“对比法”验证酶具有催化作用3.“对比法”验证酶具有高效性4.“对比法”验证酶具有专一性加等量相同底物，对照组加蒸馏水，实验组加等量的酶，比较反应速率。1.“试剂检测法”验证酶的本质对照组加一定量蛋白质溶液，实验组加等量待测酶液，都加入双缩脲试剂，看是否成紫色与酶相关的实验总结加等量相同底物，对照组加无机催化剂，实验组加等量的酶，比较反应速率。不同底物加相同的酶相同底物加不同的酶5.“梯度法”探究pH/T对酶活性的影响1.分组编号2.加相同底物，控制成不同的T/PH3.平衡无关变量4.将相应T/PH的酶和底物混合5.检测、分析，得出结论步骤：酸能催化淀粉水解，1.先控制PH/T再将底物和酶混合。2.探究T,不用H2O2和斐林试剂。3.探究PH,不用淀粉。H2O2受热易分解,斐林试剂需要水浴加热。注意：1.温度五、影响酶促反应速率的因素及曲线的因素影响酶活性的因素：温度、pH、酶抑制剂、酶激活剂（1）最适温度时酶的活性最强，高于或低于最适温度，酶的催化作用减弱。(2)高温使酶变性失活；低温酶的活性受到抑制，升高温度活性可恢复。低温（0-4。C）最适PH条件下保存酶。原因：低温酶的活性弱，空间结构稳定（3）T1和T2温度不同，酶活性相同。2.PHba（1）最适pH下，酶活性最强，高于或低于最适PH，酶的催化作用减弱。（3）ab两点，PH不同，酶活性相同。（2）PH过大或者过小，都会使酶变性，永久失活T2T1温度的变化不会影响酶的最适pHpH的变化不会影响酶的最适温度（4）不同的酶，最适PH不同。（胃蛋白酶为1.5，胰蛋白酶为8—9）温度、pH、酶抑制剂、酶激活剂、酶浓度和底物浓