人教版高中生物必修一第五章51降低化学反应活化能的酶

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1、1.5.1 1.5.1 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶2我我饿！饿！我我要要吃吃吃吃吃吃妈妈，我也要吃妈妈，我也要吃第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用问题探问题探讨讨 这个实验要解决这个实验要解决什么题？什么题？ 是什么物质使肉是什么物质使肉块消失了？块消失了？ 怎样才能证明你怎样才能证明你的推测的推测斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用思考思考光合作用光合作用叶绿体：叶绿体：CO2+H2O （CH2O) +O2光能光能 酶酶思考思考线粒体线粒体: C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量能量氧气氧气酶酶有氧呼吸作用有

2、氧呼吸作用思考思考合成蛋白质合成蛋白质核糖体：核糖体： 氨基酸氨基酸 多肽多肽酶酶缩合脱水缩合脱水核糖体核糖体叶绿体：叶绿体：CO2+H2O （CH2O) +O2光能光能 酶酶线粒体线粒体: C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量能量氧气氧气酶酶核糖体：核糖体： 氨基酸氨基酸 多肽多肽酶酶缩合脱水缩合脱水细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为称为细胞代谢细胞代谢细胞中每时每刻都进行着的许多化学细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应，统称为细胞代谢。反应，统称为细胞代谢。 实验原理：实验原理：一、酶的作用和本质：一、酶的作用和本质：2

3、2 H H2 2OO2 2 2 2 H2 2O + O2 2加热加热 /Fe3 /过氧化氢酶过氧化氢酶1 1过氧化氢酶如何获取？过氧化氢酶如何获取？新鲜的质量分数为新鲜的质量分数为20%20%的肝脏研磨液的肝脏研磨液2 2如何衡量如何衡量H H2 2O O2 2分解的快慢？分解的快慢？观察产生气泡的多少，卫生香的燃烧情况观察产生气泡的多少，卫生香的燃烧情况实验步骤实验步骤试管编试管编号号1 12 23 34 4第一步第一步每支试管加每支试管加2ml2ml过氧化氢溶液过氧化氢溶液第二步第二步实验现实验现象象( (气泡）气泡）实验实验结论结论不明显不明显少量少量较多较多复燃复燃最多最多快速复燃快速

4、复燃不处理不处理90水水浴浴2 2滴滴FeClFeCl3 3溶液溶液2 2滴肝脏滴肝脏研磨液研磨液H H2 2O O2 2在不同条件下的分解速率不一样；在在不同条件下的分解速率不一样；在过氧化氢酶的作用下分解速率最快过氧化氢酶的作用下分解速率最快实验实验-讨论讨论1.1.与与1 1号试管相比，号试管相比，2 2号试管出现什么不同的现象，号试管出现什么不同的现象，这一现象说明什么？这一现象说明什么？-2-2号试管放出的气泡多。号试管放出的气泡多。-这说明加热能促进这说明加热能促进H H2 2O O2 2的分解。的分解。2.2.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？在细胞内，能通过加热来提高反应速

5、率吗？-不能。不能。3.33.3号和号和4 4号试管未经加热，也有大量气泡产生，号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？这说明什么？-说明说明FeFe3+3+和和H H2 2O O2 2酶都能加快酶都能加快H H2 2O O2 2的分解的分解4.34.3号试管与号试管与4 4号试管相比，哪支试管中的反号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于应速率快？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？细胞内化学反应的顺利进行至关重要？-4-4号号-说明说明H H2 2O O2 2酶比酶比FeFe3+3+的催化效率高得多。的催化效率高得多。-细胞的化学反应需要

6、在常温、常压下高效细胞的化学反应需要在常温、常压下高效进行，只有酶能够满足这样的要求。进行，只有酶能够满足这样的要求。控制变量控制变量变量：变量：实验过程中可以变化的因素实验过程中可以变化的因素自变量：自变量：其中人为改变的变量。其中人为改变的变量。 因变量：因变量：随着自变量的变化而变化的量随着自变量的变化而变化的量 无关变量：无关变量：除了自变量外。实验过程中可能还会存除了自变量外。实验过程中可能还会存 在一些可变因素，对实验造成影响，这在一些可变因素，对实验造成影响，这 些变量称为无关变量。些变量称为无关变量。对照实验对照实验除了一个因素以外，其余因素都保持不除了一个因素以外，其余因素都

7、保持不变的实验。变的实验。对照组（对照组（不做任何处理不做任何处理）实验组（实验组（用自变量进行处理用自变量进行处理）在对照实验中，除了要观察的变量外，在对照实验中，除了要观察的变量外，其他变量（无关变量）其他变量（无关变量）都应当始终保持不变都应当始终保持不变试管编号试管编号1 12 23 34 4第一步第一步每支试管加每支试管加2ml2ml过氧化氢溶液过氧化氢溶液第二步第二步实验现象实验现象( (气泡）气泡）实验实验结论结论不明显不明显少量少量较多较多复燃复燃最多最多快速复燃快速复燃不处理不处理90水水浴浴2 2滴滴FeClFeCl3 3溶液溶液2 2滴肝脏滴肝脏研磨液研磨液无关变量无关变

8、量单一变单一变量原则量原则因变量因变量自变量自变量对照组对照组实验组实验组对照实验对照实验酶为什么能催化生物化学反应？酶为什么能催化生物化学反应？ 分子从常态转变为容易发生化学反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称为应的活跃状态所需的能量称为。vH2O2 ( (常态常态) ) H2O2( (活跃状态活跃状态) )能量能量加热：加热：使分子获得能量，易于反应使分子获得能量，易于反应催化剂：催化剂： 降低反应所需的活化能。降低反应所需的活化能。 降低降低反应的反应的活化能活化能，从而，从而加快加快化学反应的化学反应的速率速率。酶和无机催化剂的作用酶和无机催化剂的作用同无机催化剂相

9、比，同无机催化剂相比，酶酶降低活化能的降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。作用更显著，因而催化效率更高。正是由于酶的催化作用，细胞代正是由于酶的催化作用，细胞代谢能在谢能在温和温和条件下条件下快速快速进行。进行。1.1.各种条件使反应加快的原因是什么？各种条件使反应加快的原因是什么？加热：加热： FeFe3+3+：酶：酶：2. 酶对于细胞代谢的意义？酶对于细胞代谢的意义？提高分子的能量提高分子的能量降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能显著降低化学反应的活化能显著降低化学反应的活化能总总 结结关于酶本质的探索关于酶本质的探索阅读课本阅读课本P81关于酶本质的探关于酶本质的探索索，思考，

10、思考P82练习练习1巴斯德之前巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德巴斯德发酵与发酵与活细胞活细胞有关，发有关，发酵是整个细胞而不是细酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用胞中某些物质起作用引起发酵的是引起发酵的是细胞中的某些细胞中的某些物质物质，但这些物质只有在酵，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发母细胞死亡并裂解后才能发挥作用挥作用毕希纳毕希纳酵母细胞中的酵母细胞中的某些物质某些物质能够在酵母细胞破碎后能够在酵母细胞破碎后继续起继续起催化作用催化作用，就像在活酵母细胞中一样，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳萨姆纳酶是酶是蛋白质蛋白质李比希李比希

11、切赫、奥特曼切赫、奥特曼少数少数RNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能总结酶的定义总结酶的定义酶是酶是活细胞活细胞产生的具有产生的具有催化催化作作用用的的有机物有机物。来源来源功能功能本质本质绝大多数酶是蛋白绝大多数酶是蛋白质，少数是质，少数是RNA。 酶与一般催化剂酶与一般催化剂共同点共同点 1 1、降低活化能，加快反应速率、降低活化能，加快反应速率 2 2、本身不被消耗、本身不被消耗1.1.高效性高效性：酶的催化效率约是无机催化剂的：酶的催化效率约是无机催化剂的10107 710101313倍倍2.2.专一专一性性：每一种酶只能催化一种或一类化：每一种酶只能催化一种或一类化学反应学反应

12、 “一把钥匙开一把锁一把钥匙开一把锁”3.3.温和性温和性：酶的作用条件较温和：酶的作用条件较温和酶的特性酶的特性酶为什么这么娇气？酶为什么这么娇气？绝大多数酶是蛋白质，绝大多数酶是蛋白质，强酸、强碱、高温强酸、强碱、高温等等剧烈条件都会剧烈条件都会影响到蛋白质的结构影响到蛋白质的结构，所以，所以酶比较酶比较“娇气娇气”。影响酶促反应速率的因素：影响酶促反应速率的因素：1，底物浓度，底物浓度底物浓度底物浓度酶促反应速率酶促反应速率酶的数量有限酶的数量有限 在一定浓度范围内，在一定浓度范围内，酶促反应速率随底物浓酶促反应速率随底物浓度的增加而加快，但当度的增加而加快，但当底物达到一定浓度后，底物

13、达到一定浓度后，反应速率不再增加。反应速率不再增加。2，酶浓度，酶浓度 酶浓度酶浓度酶促反应速率酶促反应速率 酶促反应速率与酶酶促反应速率与酶浓度成正比。浓度成正比。在最适温度的两侧，反应速率都比较在最适温度的两侧，反应速率都比较较高的温度容易使酶的较高的温度容易使酶的 遭到破坏遭到破坏而失去而失去 。低温不破坏酶的空间结构。低温不破坏酶的空间结构。每种酶都有自己的每种酶都有自己的低低活性活性最适温度最适温度空间结构空间结构3 温度温度过氧化氢酶过氧化氢酶在最适合的在最适合的pH下，下，酶的活性酶的活性 最高最高在过酸过碱条件下，都会在过酸过碱条件下，都会破破坏酶的空间结构坏酶的空间结构，使其

14、失去，使其失去活性。活性。4 pH. .低温会使酶永久失活吗？低温会使酶永久失活吗？. .酶都是在核糖体上合成的吗？酶都是在核糖体上合成的吗？低温虽使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构低温虽使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定，保持稳定，在适宜的温度下酶的活性是可以恢复的在适宜的温度下酶的活性是可以恢复的。酶多数是蛋白质，这些酶是在细胞中的核糖体中合酶多数是蛋白质，这些酶是在细胞中的核糖体中合成的，而少数酶是成的，而少数酶是RNA，它们的合成场所不是核糖，它们的合成场所不是核糖体。体。4.4.酶只在细胞内起作用吗？酶只在细胞内起作用吗？酶在细胞内合成后，有的在细胞内起作用，称酶在细

15、胞内合成后，有的在细胞内起作用，称胞内酶胞内酶。有的合成后分泌到细胞外起作用，如消化酶，称有的合成后分泌到细胞外起作用，如消化酶，称胞外酶。胞外酶。3.3.酶催化作用的最适温度都在酶催化作用的最适温度都在3737吗？吗？不同的酶有不同的最适温度不同的酶有不同的最适温度。不同生物体内酶的最适温度不同不同生物体内酶的最适温度不同。人体内的催化作用的最适温度在人体内的催化作用的最适温度在3737左右。左右。1、探究温度对淀粉酶活性的影响、探究温度对淀粉酶活性的影响“影响酶活性的条件影响酶活性的条件”的探究分析的探究分析材料用具：淀粉溶液（最适温度为材料用具：淀粉溶液（最适温度为60度左右）、度左右）

16、、 淀粉酶溶液、碘液、斐林试剂等淀粉酶溶液、碘液、斐林试剂等思考：思考： 1）该实验应设置几组实验？如何设置？）该实验应设置几组实验？如何设置？ 2）怎样检测三支试管中的淀粉是否被淀粉酶分解）怎样检测三支试管中的淀粉是否被淀粉酶分解了？了？ 3）该实验的现象是什么？）该实验的现象是什么？ 4）该实验的结论是什么？）该实验的结论是什么？1、探究温度对淀粉酶活性的影响、探究温度对淀粉酶活性的影响实验现象实验现象实实验验步步骤骤1号试管号试管2号试管号试管3号试管号试管加入预热到对应温度的淀粉酶溶液加入预热到对应温度的淀粉酶溶液1ml，振荡，保温约，振荡，保温约5min。试管各加入试管各加入2mL淀

17、粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色0冰水中约冰水中约4min100水浴，水浴，约约4min60水浴，水浴，约约4min无明显现象无明显现象二结论结论四三一各加入各加入1滴碘液滴碘液振荡振荡只有在最适温度下酶的催化效率最好只有在最适温度下酶的催化效率最好蓝色蓝色2 2、探究、探究pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响材料用具：过氧化氢溶液、过氧化氢酶溶液、盐材料用具：过氧化氢溶液、过氧化氢酶溶液、盐酸、氢氧化钠、蒸馏水等。酸、氢氧化钠、蒸馏水等。思考思考:1，该试验又该如何设计？，该试验又该如何设计？2，怎样检测过氧化氢酶是否将过氧化氢分解？，怎样检测过氧化氢酶是否将过氧化氢分解？3，该实验的

18、现象是什么？，该实验的现象是什么？4，该实验的结论是什么？，该实验的结论是什么？ 5）该实验中谁是对照组？谁又是实验组？）该实验中谁是对照组？谁又是实验组？探究探究pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响1号试管号试管二结论结论实验现象实验现象四三一实验实验步骤步骤过氧化氢过氧化氢溶液溶液3号试管号试管试管各加入试管各加入1mL过氧化氢溶液过氧化氢溶液无明显变化无明显变化pH7pH=12pH2各加各加2ml2ml过氧化氢酶溶液，过氧化氢酶溶液，2 23min3min后将点后将点燃的卫生香分别放入试管中。燃的卫生香分别放入试管中。只有在最适只有在最适pHpH下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好复燃复燃无明显变化无明显变化2号试管号试管加入加入2 2滴盐酸滴盐酸 加入加入2 2滴蒸馏水滴蒸馏水加入加入2 2滴滴NaOHNaOH注意：注意：在涉及到上述实验时，规范的操作方法在涉及到上述实验时，规范的操作方法为，为，先调整好各组温度（或先调整好各组温度（或pH值值 ），再），再加入酶，加入酶，切不可先加入酶后，再调整温切不可先加入酶后，再调整温度（度（pH）。）。