人教版高中生物必修一第五章51降低化學反應(yīng)活化能的酶

1、1.5.1 1.5.1 降低化學反應(yīng)活化能的酶降低化學反應(yīng)活化能的酶2我我餓！餓！我我要要吃吃吃吃吃吃媽媽，我也要吃媽媽，我也要吃第第5 5章章 細胞的能量供應(yīng)和利用細胞的能量供應(yīng)和利用問題探問題探討討 這個實驗要解決這個實驗要解決什么題？什么題？ 是什么物質(zhì)使肉是什么物質(zhì)使肉塊消失了？塊消失了？ 怎樣才能證明你怎樣才能證明你的推測的推測斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用思考思考光合作用光合作用葉綠體：葉綠體：CO2+H2O （CH2O) +O2光能光能 酶酶思考思考線粒體線粒體: C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量能量氧氣氧氣酶酶有氧呼吸作用有

2、氧呼吸作用思考思考合成蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)核糖體：核糖體： 氨基酸氨基酸 多肽多肽酶酶縮合脫水縮合脫水核糖體核糖體葉綠體：葉綠體：CO2+H2O （CH2O) +O2光能光能 酶酶線粒體線粒體: C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量能量氧氣氧氣酶酶核糖體：核糖體： 氨基酸氨基酸 多肽多肽酶酶縮合脫水縮合脫水細胞中每時每刻都進行著許多化學反應(yīng)，統(tǒng)細胞中每時每刻都進行著許多化學反應(yīng)，統(tǒng)稱為稱為細胞代謝細胞代謝細胞中每時每刻都進行著的許多化學細胞中每時每刻都進行著的許多化學反應(yīng)，統(tǒng)稱為細胞代謝。反應(yīng)，統(tǒng)稱為細胞代謝。 實驗原理：實驗原理：一、酶的作用和本質(zhì)：一、酶的作用和本質(zhì)：2

3、2 H H2 2OO2 2 2 2 H2 2O + O2 2加熱加熱 /Fe3 /過氧化氫酶過氧化氫酶1 1過氧化氫酶如何獲??？過氧化氫酶如何獲??？新鮮的質(zhì)量分數(shù)為新鮮的質(zhì)量分數(shù)為20%20%的肝臟研磨液的肝臟研磨液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？觀察產(chǎn)生氣泡的多少，衛(wèi)生香的燃燒情況觀察產(chǎn)生氣泡的多少，衛(wèi)生香的燃燒情況實驗步驟實驗步驟試管編試管編號號1 12 23 34 4第一步第一步每支試管加每支試管加2ml2ml過氧化氫溶液過氧化氫溶液第二步第二步實驗現(xiàn)實驗現(xiàn)象象( (氣泡）氣泡）實驗實驗結(jié)論結(jié)論不明顯不明顯少量少量較多較多復燃復燃最多最多快速復燃快速

4、復燃不處理不處理90水水浴浴2 2滴滴FeClFeCl3 3溶液溶液2 2滴肝臟滴肝臟研磨液研磨液H H2 2O O2 2在不同條件下的分解速率不一樣；在在不同條件下的分解速率不一樣；在過氧化氫酶的作用下分解速率最快過氧化氫酶的作用下分解速率最快實驗實驗-討論討論1.1.與與1 1號試管相比，號試管相比，2 2號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象，號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象說明什么？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。-這說明加熱能促進這說明加熱能促進H H2 2O O2 2的分解。的分解。2.2.在細胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？在細胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速

5、率嗎？-不能。不能。3.33.3號和號和4 4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？這說明什么？-說明說明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號試管與號試管與4 4號試管相比，哪支試管中的反號試管相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說明什么？為什么說酶對于應(yīng)速率快？這說明什么？為什么說酶對于細胞內(nèi)化學反應(yīng)的順利進行至關(guān)重要？細胞內(nèi)化學反應(yīng)的順利進行至關(guān)重要？-4-4號號-說明說明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。-細胞的化學反應(yīng)需要

6、在常溫、常壓下高效細胞的化學反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效進行，只有酶能夠滿足這樣的要求。進行，只有酶能夠滿足這樣的要求?？刂谱兞靠刂谱兞孔兞浚鹤兞浚簩嶒炦^程中可以變化的因素實驗過程中可以變化的因素自變量：自變量：其中人為改變的變量。其中人為改變的變量。 因變量：因變量：隨著自變量的變化而變化的量隨著自變量的變化而變化的量 無關(guān)變量：無關(guān)變量：除了自變量外。實驗過程中可能還會存除了自變量外。實驗過程中可能還會存 在一些可變因素，對實驗造成影響，這在一些可變因素，對實驗造成影響，這 些變量稱為無關(guān)變量。些變量稱為無關(guān)變量。對照實驗對照實驗除了一個因素以外，其余因素都保持不除了一個因素以外，其余因素都

7、保持不變的實驗。變的實驗。對照組（對照組（不做任何處理不做任何處理）實驗組（實驗組（用自變量進行處理用自變量進行處理）在對照實驗中，除了要觀察的變量外，在對照實驗中，除了要觀察的變量外，其他變量（無關(guān)變量）其他變量（無關(guān)變量）都應(yīng)當始終保持不變都應(yīng)當始終保持不變試管編號試管編號1 12 23 34 4第一步第一步每支試管加每支試管加2ml2ml過氧化氫溶液過氧化氫溶液第二步第二步實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象( (氣泡）氣泡）實驗實驗結(jié)論結(jié)論不明顯不明顯少量少量較多較多復燃復燃最多最多快速復燃快速復燃不處理不處理90水水浴浴2 2滴滴FeClFeCl3 3溶液溶液2 2滴肝臟滴肝臟研磨液研磨液無關(guān)變量無關(guān)變

8、量單一變單一變量原則量原則因變量因變量自變量自變量對照組對照組實驗組實驗組對照實驗對照實驗酶為什么能催化生物化學反應(yīng)？酶為什么能催化生物化學反應(yīng)？ 分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量稱為應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量稱為。vH2O2 ( (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：使分子獲得能量，易于反應(yīng)使分子獲得能量，易于反應(yīng)催化劑：催化劑： 降低反應(yīng)所需的活化能。降低反應(yīng)所需的活化能。 降低降低反應(yīng)的反應(yīng)的活化能活化能，從而，從而加快加快化學反應(yīng)的化學反應(yīng)的速率速率。酶和無機催化劑的作用酶和無機催化劑的作用同無機催化劑相

9、比，同無機催化劑相比，酶酶降低活化能的降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。作用更顯著，因而催化效率更高。正是由于酶的催化作用，細胞代正是由于酶的催化作用，細胞代謝能在謝能在溫和溫和條件下條件下快速快速進行。進行。1.1.各種條件使反應(yīng)加快的原因是什么？各種條件使反應(yīng)加快的原因是什么？加熱：加熱： FeFe3+3+：酶：酶：2. 酶對于細胞代謝的意義？酶對于細胞代謝的意義？提高分子的能量提高分子的能量降低化學反應(yīng)的活化能降低化學反應(yīng)的活化能顯著降低化學反應(yīng)的活化能顯著降低化學反應(yīng)的活化能總總 結(jié)結(jié)關(guān)于酶本質(zhì)的探索關(guān)于酶本質(zhì)的探索閱讀課本閱讀課本P81關(guān)于酶本質(zhì)的探關(guān)于酶本質(zhì)的探索索，思考，

10、思考P82練習練習1巴斯德之前巴斯德之前發(fā)酵是純化學反應(yīng)，與生命活動無關(guān)發(fā)酵是純化學反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德巴斯德發(fā)酵與發(fā)酵與活細胞活細胞有關(guān)，發(fā)有關(guān)，發(fā)酵是整個細胞而不是細酵是整個細胞而不是細胞中某些物質(zhì)起作用胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是引起發(fā)酵的是細胞中的某些細胞中的某些物質(zhì)物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵，但這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用揮作用畢希納畢希納酵母細胞中的酵母細胞中的某些物質(zhì)某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起繼續(xù)起催化作用催化作用，就像在活酵母細胞中一樣，就像在活酵母細胞中一樣薩姆納薩姆納酶是酶是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)李比希李比希

11、切赫、奧特曼切赫、奧特曼少數(shù)少數(shù)RNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能總結(jié)酶的定義總結(jié)酶的定義酶是酶是活細胞活細胞產(chǎn)生的具有產(chǎn)生的具有催化催化作作用用的的有機物有機物。來源來源功能功能本質(zhì)本質(zhì)絕大多數(shù)酶是蛋白絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是質(zhì)，少數(shù)是RNA。 酶與一般催化劑酶與一般催化劑共同點共同點 1 1、降低活化能，加快反應(yīng)速率、降低活化能，加快反應(yīng)速率 2 2、本身不被消耗、本身不被消耗1.1.高效性高效性：酶的催化效率約是無機催化劑的：酶的催化效率約是無機催化劑的10107 710101313倍倍2.2.專一專一性性：每一種酶只能催化一種或一類化：每一種酶只能催化一種或一類化學反應(yīng)學反應(yīng)

12、 “一把鑰匙開一把鎖一把鑰匙開一把鎖”3.3.溫和性溫和性：酶的作用條件較溫和：酶的作用條件較溫和酶的特性酶的特性酶為什么這么嬌氣？酶為什么這么嬌氣？絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，強酸、強堿、高溫強酸、強堿、高溫等等劇烈條件都會劇烈條件都會影響到蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)影響到蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，所以，所以酶比較酶比較“嬌氣嬌氣”。影響酶促反應(yīng)速率的因素：影響酶促反應(yīng)速率的因素：1，底物濃度，底物濃度底物濃度底物濃度酶促反應(yīng)速率酶促反應(yīng)速率酶的數(shù)量有限酶的數(shù)量有限 在一定濃度范圍內(nèi)，在一定濃度范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨底物濃酶促反應(yīng)速率隨底物濃度的增加而加快，但當度的增加而加快，但當?shù)孜镞_到一定濃度后，底物

13、達到一定濃度后，反應(yīng)速率不再增加。反應(yīng)速率不再增加。2，酶濃度，酶濃度 酶濃度酶濃度酶促反應(yīng)速率酶促反應(yīng)速率 酶促反應(yīng)速率與酶酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。濃度成正比。在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較較高的溫度容易使酶的較高的溫度容易使酶的 遭到破壞遭到破壞而失去而失去 。低溫不破壞酶的空間結(jié)構(gòu)。低溫不破壞酶的空間結(jié)構(gòu)。每種酶都有自己的每種酶都有自己的低低活性活性最適溫度最適溫度空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)3 溫度溫度過氧化氫酶過氧化氫酶在最適合的在最適合的pH下，下，酶的活性酶的活性 最高最高在過酸過堿條件下，都會在過酸過堿條件下，都會破破壞酶的空間結(jié)構(gòu)壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使其

14、失去，使其失去活性?；钚?。4 pH. .低溫會使酶永久失活嗎？低溫會使酶永久失活嗎？. .酶都是在核糖體上合成的嗎？酶都是在核糖體上合成的嗎？低溫雖使酶的活性明顯降低，但能使酶的空間結(jié)構(gòu)低溫雖使酶的活性明顯降低，但能使酶的空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，保持穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性是可以恢復的在適宜的溫度下酶的活性是可以恢復的。酶多數(shù)是蛋白質(zhì)，這些酶是在細胞中的核糖體中合酶多數(shù)是蛋白質(zhì)，這些酶是在細胞中的核糖體中合成的，而少數(shù)酶是成的，而少數(shù)酶是RNA，它們的合成場所不是核糖，它們的合成場所不是核糖體。體。4.4.酶只在細胞內(nèi)起作用嗎？酶只在細胞內(nèi)起作用嗎？酶在細胞內(nèi)合成后，有的在細胞內(nèi)起作用，稱酶在細

15、胞內(nèi)合成后，有的在細胞內(nèi)起作用，稱胞內(nèi)酶胞內(nèi)酶。有的合成后分泌到細胞外起作用，如消化酶，稱有的合成后分泌到細胞外起作用，如消化酶，稱胞外酶。胞外酶。3.3.酶催化作用的最適溫度都在酶催化作用的最適溫度都在3737嗎？嗎？不同的酶有不同的最適溫度不同的酶有不同的最適溫度。不同生物體內(nèi)酶的最適溫度不同不同生物體內(nèi)酶的最適溫度不同。人體內(nèi)的催化作用的最適溫度在人體內(nèi)的催化作用的最適溫度在3737左右。左右。1、探究溫度對淀粉酶活性的影響、探究溫度對淀粉酶活性的影響“影響酶活性的條件影響酶活性的條件”的探究分析的探究分析材料用具：淀粉溶液（最適溫度為材料用具：淀粉溶液（最適溫度為60度左右）、度左右）

16、、 淀粉酶溶液、碘液、斐林試劑等淀粉酶溶液、碘液、斐林試劑等思考：思考： 1）該實驗應(yīng)設(shè)置幾組實驗？如何設(shè)置？）該實驗應(yīng)設(shè)置幾組實驗？如何設(shè)置？ 2）怎樣檢測三支試管中的淀粉是否被淀粉酶分解）怎樣檢測三支試管中的淀粉是否被淀粉酶分解了？了？ 3）該實驗的現(xiàn)象是什么？）該實驗的現(xiàn)象是什么？ 4）該實驗的結(jié)論是什么？）該實驗的結(jié)論是什么？1、探究溫度對淀粉酶活性的影響、探究溫度對淀粉酶活性的影響實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象實實驗驗步步驟驟1號試管號試管2號試管號試管3號試管號試管加入預熱到對應(yīng)溫度的淀粉酶溶液加入預熱到對應(yīng)溫度的淀粉酶溶液1ml，振蕩，保溫約，振蕩，保溫約5min。試管各加入試管各加入2mL淀

17、粉溶液淀粉溶液藍色藍色0冰水中約冰水中約4min100水浴，水浴，約約4min60水浴，水浴，約約4min無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象二結(jié)論結(jié)論四三一各加入各加入1滴碘液滴碘液振蕩振蕩只有在最適溫度下酶的催化效率最好只有在最適溫度下酶的催化效率最好藍色藍色2 2、探究、探究pHpH對過氧化氫酶活性的影響對過氧化氫酶活性的影響材料用具：過氧化氫溶液、過氧化氫酶溶液、鹽材料用具：過氧化氫溶液、過氧化氫酶溶液、鹽酸、氫氧化鈉、蒸餾水等。酸、氫氧化鈉、蒸餾水等。思考思考:1，該試驗又該如何設(shè)計？，該試驗又該如何設(shè)計？2，怎樣檢測過氧化氫酶是否將過氧化氫分解？，怎樣檢測過氧化氫酶是否將過氧化氫分解？3，該實驗的現(xiàn)象是什么？，該實驗的現(xiàn)象是什么？4，該實驗的結(jié)論是什么？，該實驗的結(jié)論是什么？ 5）該實驗中誰是對照組？誰又是實驗組？）該實驗中誰是對照組？誰又是實驗組？探究探究pHpH對過氧化氫酶活性的影響對過氧化氫酶活性的影響1號試管號試管二結(jié)論結(jié)論實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象四三一實驗實驗步驟步驟過氧化氫過氧化氫溶液溶液3號試管號試管試管各加入試管各加入1mL過氧化氫溶液過氧化氫溶液無明顯變化無明顯變化pH7pH=12pH2各加各加2ml2