5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶(第一課時)優(yōu)秀課件

1、第第1 1節(jié)節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第五章第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 質(zhì)疑：質(zhì)疑： 在生物體外，許多化學(xué)反應(yīng)的在生物體外，許多化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行需要一些條件，如順利進(jìn)行需要一些條件，如高溫、高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、催化劑高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、催化劑細(xì)胞內(nèi)是否具備這些條件呢？細(xì)胞內(nèi)是否具備這些條件呢？ 細(xì)胞內(nèi)每時每刻都進(jìn)行著各種生化細(xì)胞內(nèi)每時每刻都進(jìn)行著各種生化反應(yīng)，我們將之統(tǒng)為反應(yīng)，我們將之統(tǒng)為 。 細(xì)胞代謝細(xì)胞代謝組成生物體的細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境是很溫組成生物體的細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境是很溫和的：常溫、常壓、水溶液環(huán)境、和的：常溫、常壓、水溶液環(huán)境、pHpH接近中性。接

2、近中性。這么多的化學(xué)反應(yīng)在溫和的條件下這么多的化學(xué)反應(yīng)在溫和的條件下為什么能夠高效有序的進(jìn)行？為什么能夠高效有序的進(jìn)行？2H2O22H2O+O2 H2O2酶2H2O2 過氧化氫是細(xì)胞代謝中產(chǎn)生的對機(jī)體過氧化氫是細(xì)胞代謝中產(chǎn)生的對機(jī)體有毒的物質(zhì)。機(jī)體通過過氧化氫酶，能有毒的物質(zhì)。機(jī)體通過過氧化氫酶，能將過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。將過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。2 2 HH2 2OO2 2 2 2 H2 2O + O2 2常溫下反應(yīng)常溫下反應(yīng)加熱加熱FeFe3+3+做催化劑做催化劑過氧化氫酶過氧化氫酶豬肝研磨液豬肝研磨液加入試管直接觀察加入試管直接觀察酒精燈水浴加熱酒精燈水浴加熱滴加滴

3、加FeClFeCl3 3溶液溶液實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理：過氧化氫在過氧化氫在高溫高溫或或鐵離子鐵離子或或過氧化氫酶過氧化氫酶 的作用下都可分解成水和氧氣。的作用下都可分解成水和氧氣。實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^比較過氧化氫在不同條件下分解：通過比較過氧化氫在不同條件下分解 的快慢，了解酶的作用和意義。的快慢，了解酶的作用和意義。比較過氧化氫不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)比較過氧化氫不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)思路：實(shí)驗(yàn)思路：分幾組？怎么判斷過氧化氫分解的快慢？（觀察指標(biāo)）步驟步驟試管編號試管編號 說明說明1 12 23 34 4 一一二二 觀觀察察結(jié)論結(jié)論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫常溫90FeCl3

4、肝臟研肝臟研磨液磨液2 2滴滴2 2滴滴不明顯不明顯少量少量較多較多大量大量不復(fù)燃不復(fù)燃 不復(fù)燃不復(fù)燃變亮變亮復(fù)燃復(fù)燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快反應(yīng)條件反應(yīng)條件自變量自變量因變量因變量無關(guān)變量無關(guān)變量變量變量 H H2 2OO2 2 濃度濃度劑量劑量劑量劑量氣泡產(chǎn)生氣泡產(chǎn)生帶火星的衛(wèi)生香帶火星的衛(wèi)生香實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：對照實(shí)驗(yàn)對照實(shí)驗(yàn)變量：實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素。變量：實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素。自變量：自變量：因變量：因變量：無關(guān)變量：無關(guān)變量：人為改變的變量。人為

5、改變的變量。隨著自變量的變化而變化的變量。隨著自變量的變化而變化的變量。除自變量外，實(shí)驗(yàn)過程中可能還會存在一除自變量外，實(shí)驗(yàn)過程中可能還會存在一些可變因素，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，這些些可變因素，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，這些變量稱為無關(guān)變量。變量稱為無關(guān)變量。小結(jié) 對照組：不做處理，為常態(tài)（自然狀態(tài)）對照組：不做處理，為常態(tài)（自然狀態(tài)） 實(shí)驗(yàn)組：實(shí)驗(yàn)組： 改變原有條件，添加或減少某種改變原有條件，添加或減少某種因素因素人為人為設(shè)計對照實(shí)驗(yàn)的意義：設(shè)計對照實(shí)驗(yàn)的意義： 排除無關(guān)變量的干擾，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可排除無關(guān)變量的干擾，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說服力信度和說服力1. 如果只用試管如果只用試管4能否說明

6、酶的催化效率？能否說明酶的催化效率？對照原則對照原則 2.在第在第3.4組實(shí)驗(yàn)中兩支試管的唯一區(qū)別是催化劑組實(shí)驗(yàn)中兩支試管的唯一區(qū)別是催化劑不同，如果兩試管的溫度也不同，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影不同，如果兩試管的溫度也不同，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響嗎？響嗎？單一變量（單因子變量）原則單一變量（單因子變量）原則3.等量原則等量原則對照實(shí)驗(yàn)設(shè)計的一般步驟對照實(shí)驗(yàn)設(shè)計的一般步驟 1.分組，編號分組，編號 2.設(shè)置對照（設(shè)置對照（實(shí)驗(yàn)組、對照組實(shí)驗(yàn)組、對照組） 3.適宜條件下處理一段時間適宜條件下處理一段時間 4.觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果 （注：在整個過程中應(yīng)注意（注：在整個過程中應(yīng)注意單一

7、變量單一變量原則，對照原則，等量原則原則，對照原則，等量原則的體現(xiàn)。）的體現(xiàn)。）1 1、與號試管相比，號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)、與號試管相比，號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？象？這一現(xiàn)象說明什么？2 2號試管放出的氣泡多號試管放出的氣泡多，說，說明加熱能提高反應(yīng)速率明加熱能提高反應(yīng)速率 常溫常溫9090FeCl3肝臟研磨液肝臟研磨液第第組組第第組組 H2O2 ( (常態(tài)常態(tài)) ) H2O2( (活躍狀態(tài)活躍狀態(tài)) )能量能量加熱 加熱為什么能加快化學(xué)反應(yīng)？加熱為什么能加快化學(xué)反應(yīng)？不能，加熱會使蛋白質(zhì)變性不能，加熱會使蛋白質(zhì)變性2 2、在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？、在細(xì)胞內(nèi)

8、，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？常溫常溫9090FeCl3肝臟研磨液肝臟研磨液第第組組第第組組3 3、3 3號和號和4 4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？FeFe3+3+和和H H2 2O O2 2酶都能提高反應(yīng)速率酶都能提高反應(yīng)速率 為什么為什么Fe3+和過氧化氫酶沒有提供能量也和過氧化氫酶沒有提供能量也能促進(jìn)過氧化氫分解呢能促進(jìn)過氧化氫分解呢?降低降低化學(xué)反應(yīng)的活化能化學(xué)反應(yīng)的活化能沒有催化劑有催化劑能量能量反應(yīng)過程反應(yīng)過程0cbad常態(tài)常態(tài)(反應(yīng)物反應(yīng)物A)終態(tài)終態(tài)(產(chǎn)物產(chǎn)物P)活化態(tài)活化態(tài)無催化無催化酶催化酶催化ac：bc：ab

9、：無催化時所需要的活化能無催化時所需要的活化能有酶催化時所需要的活化能有酶催化時所需要的活化能酶降低的活化能酶降低的活化能聯(lián)系3號與4號試管實(shí)驗(yàn)結(jié)果，思考酶與無機(jī)催化劑在降低活化能方面有什么不同？與無機(jī)催化劑相比較，與無機(jī)催化劑相比較，酶降低活化能的作酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高用更顯著，因而催化效率更高。各條件使反應(yīng)加快的實(shí)質(zhì)：各條件使反應(yīng)加快的實(shí)質(zhì)：加熱：加熱： FeFe3+3+：酶：酶：提供活化能提供活化能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能總結(jié)總結(jié)無機(jī)催無機(jī)催化劑化劑酶催化酶催化時間時間產(chǎn)物量產(chǎn)物量變量的概念圖變

10、量的概念圖概念概念分類分類實(shí)驗(yàn)控制方法實(shí)驗(yàn)控制方法變量變量自變量自變量無關(guān)變量無關(guān)變量因變量因變量單一變量單一變量等量等量實(shí)驗(yàn)過程中可實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素以變化的因素巴斯德之前巴斯德之前發(fā)酵是發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)，與生命活動無關(guān)巴斯德巴斯德發(fā)酵與發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)活細(xì)胞有關(guān)，而，而不是不是細(xì)胞中某些細(xì)胞中某些物質(zhì)物質(zhì)起起作用作用引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些某些物質(zhì)物質(zhì)，只有只有在酵母在酵母細(xì)胞死亡細(xì)胞死亡并裂解并裂解后后才能發(fā)揮作用才能發(fā)揮作用畢希納畢希納酵母細(xì)胞中的酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像

11、在繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞活酵母細(xì)胞中中一樣一樣薩姆納薩姆納脲酶是脲酶是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)李比希李比希切赫、奧特曼切赫、奧特曼少數(shù)少數(shù)RNARNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能二、酶本質(zhì)的探索二、酶本質(zhì)的探索酶的定義酶的定義絕大多數(shù)絕大多數(shù)酶是酶是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)，少數(shù)少數(shù)的酶是的酶是RNARNA. .分析：酶的來源分析：酶的來源? ?作用作用? ?化學(xué)本質(zhì)？化學(xué)本質(zhì)？酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有催化作用酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有催化作用的有機(jī)物。的有機(jī)物。化學(xué)本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)合成原料合成原料合成場所合成場所來源來源生理功能生理功能作用原理作用原理絕大多數(shù)蛋白質(zhì)絕大多數(shù)蛋白質(zhì)少數(shù)少數(shù)RNA核糖體核糖

12、體細(xì)胞核（真核）細(xì)胞核（真核）氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸一般來說，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶一般來說，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶具有生物催化作用具有生物催化作用降低化學(xué)反應(yīng)的活化能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能小結(jié):酶判斷：知識構(gòu)建：化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)催化催化常態(tài)常態(tài)活躍狀態(tài)活躍狀態(tài)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)顯著降低活化能顯著降低活化能RNA人為改變的變量人為改變的變量因變量因變量無關(guān)變量無關(guān)變量活細(xì)胞活細(xì)胞催化催化蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)酶為生酶為生活添姿活添姿彩彩 1 1、大多數(shù)酶在被水解過程中，通常能得到多肽，、大多數(shù)酶在被水解過程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，這說明（最后能得到氨基酸，這說明（ ） A.大多數(shù)酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的大

13、多數(shù)酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的 B.大多數(shù)酶是生物催化劑大多數(shù)酶是生物催化劑 C.大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì) D.大多數(shù)酶的基本組成單位是多肽大多數(shù)酶的基本組成單位是多肽 2 2、酶的基本組成單位是（、酶的基本組成單位是（ ） A.氨基酸氨基酸 B.核苷酸核苷酸 C.核糖核苷酸核糖核苷酸 D.A或或C課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：CD5.5.細(xì)胞內(nèi)合成酶的主要的場所是（細(xì)胞內(nèi)合成酶的主要的場所是（ ） A.A.細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì) B. B. 線粒體線粒體 C.C.核糖體核糖體 D. D. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)C C6.下列有關(guān)酶的正確敘述是（下列有關(guān)酶的正確敘述是（ ）是有分泌功能細(xì)胞產(chǎn)生的有的從食

14、物中獲得，有是有分泌功能細(xì)胞產(chǎn)生的有的從食物中獲得，有的是體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來凡是活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶絕大多的是體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來凡是活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)有的酶是蛋白質(zhì)，有的是固醇酶只數(shù)酶是蛋白質(zhì)有的酶是蛋白質(zhì)，有的是固醇酶只能在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)能在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)控作用酶只是起催化作用控作用酶只是起催化作用A B C DC C實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：比較過氧化氫在不同條件下的分解比較過氧化氫在不同條件下的分解2 2 HH2 2OO2 2 2 2 H2 2O + O2 23.3.方法步驟：方法步驟：1 12 23 34 4分別加入分別加入2ml H H2 2O O2 2溶液溶液分組編號：分組編號：設(shè)置設(shè)置單一