降低反應(yīng)活化能的酶課件-高一上學(xué)期生物人教版必修1

1、5.1 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)目標(biāo)1.通過對酶催化作用具體實(shí)例的討論，說明酶在細(xì)胞代謝中的作用及酶的本質(zhì)和特性。2.通過閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷地探索和爭論中前進(jìn)的，偉大的科學(xué)家也會(huì)有認(rèn)識(shí)上的局限性。3.通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究，嘗試控制自變量、觀察和檢測因變量，設(shè)置對照組和重復(fù)組。細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用新課導(dǎo)入1773年意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼做了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓雞把小籠子吞下去。過一段時(shí)間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)肉塊消失了。為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)？是什么物質(zhì)使肉塊消失了？怎樣證明你的推測？酶在細(xì)胞代謝中的作用細(xì)胞中每時(shí)每刻都

2、進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，通常為細(xì)胞代謝鷹消化道中消化食物的過程不屬于細(xì)胞代謝酶在細(xì)胞代謝中的作用實(shí)驗(yàn)常溫90水浴加FeCl3加肝臟研磨液酶在細(xì)胞代謝中的作用為什么比較過氧化氫在不同條件下的分解速率？結(jié)果和結(jié)論是什么？如何提高實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可信度？控制變量和設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)P88常溫90水浴加FeCl3加肝臟研磨液H2O2H2OO2酶在細(xì)胞代謝中的作用1、上述實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？2、每支試管中都加入2mL的H2O2，這屬于控制實(shí)驗(yàn)的什么變量？這樣做的目的是什么？3、本實(shí)驗(yàn)中因變量是？具體因變量的觀測指標(biāo)是？4、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，加入Fe3+和加入新鮮肝臟研磨液的兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異并不大（未共用滴管），這是否能說明兩者

3、催化效果相同？怎樣通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)來確認(rèn)兩種催化效果有差異？5.加熱、加入Fe3+和加入新鮮肝臟研磨液都能促進(jìn)H2O2分解，原因相同嗎？常溫90水浴加FeCl3加肝臟研磨液H2O2H2OO2實(shí)驗(yàn)組對照組自變量酶在細(xì)胞代謝中的作用酶在細(xì)胞代謝中的作用酶在細(xì)胞代謝中的作用 正是由于酶的催化作用（顯著降低反應(yīng)的活化能），細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速有序地進(jìn)行。加熱為反應(yīng)物分子提供能量(活化能），使其達(dá)到活躍狀態(tài)Fe3+降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能（作用機(jī)理）各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)酶的本質(zhì)的探索0102030419世紀(jì)1857年發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān)巴斯德：發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)

4、，發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用李比希：引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納：酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣,取名釀酶05薩姆納等：脲酶及后面發(fā)現(xiàn)的多種酶都是蛋白質(zhì)06切赫、奧特曼：少數(shù)RNA也具有生物催化功能給酶下一個(gè)完整的定義吧酶的本質(zhì)的探索酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。（1）在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、生物體內(nèi)、生物體外都能起催化作用（2）酶本身在反應(yīng)前后其數(shù)量和性質(zhì)都不改變酶的特性無機(jī)催化劑曲線：_酶促反應(yīng)曲線：_無酶促反應(yīng)所需活化能：_酶促反應(yīng)所

5、需活化能： _酶降低的活化能： _曲線B曲線AE2E3E2E3與無機(jī)催化劑相比，酶能更顯著地降低反應(yīng)的活化能1.酶具有高效性與無機(jī)催化劑相比，酶能更顯著地降低反應(yīng)的活化能酶的特性實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)步驟淀粉和蔗糖都是非還原糖，而它們的水解產(chǎn)物是還原糖。通過斐林試劑檢測有無還原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)。序號項(xiàng)目試管1試管21注入可溶性淀粉溶液2mL2注入蔗糖溶液2mL3注入淀粉酶2mL2mL4注入斐林試劑2mL5沸水浴加熱1min6觀察記錄試管中有無磚紅色沉淀問題：1.本實(shí)驗(yàn)中，是否可以用碘液來檢測淀粉和蔗糖是否發(fā)生了水解？2.實(shí)驗(yàn)原理怎么寫？（1.2.3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果試管1有磚紅色沉

6、淀生成；試管2無磚紅色沉淀生成。實(shí)驗(yàn)結(jié)論淀粉酶能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了酶具有專一性。淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用2.酶具有專一性酶的特性專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。如：脲酶只能催化_分解。 過氧化氫酶只能催化_分解。保證了細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行。 尿素過氧化氫意義： 酶的特性三 酶的作用條件較溫和探究影響酶活性的條件酶活性: 酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力。 可用在一定條件下催化某一化學(xué)反應(yīng)的速率表示。思路:設(shè)置條件對照1 底物 + 條件1 + 酶2 底物 + 條件2 + 酶3 底物 + 條件3 + 酶 一段時(shí)間后檢測底物的減少量或產(chǎn)物的生成量許多無機(jī)催化劑

7、能在高溫、高壓、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿條件下，催化化學(xué)反應(yīng)，酶起催化作用需要怎樣的條件？酶的特性1試管2試管3試管4試管5試管6試管加淀粉2ml2ml（ ）加淀粉酶（ ）2ml2ml保溫混合將2加入1中將4加入3中保溫0冰水保溫5min60水浴保溫5min100水浴保溫5min加碘液2滴2滴2滴觀察顏色 結(jié)論0冰水保溫5min60水浴保溫5min100水浴保溫5min2ml2ml變藍(lán)變藍(lán)不變藍(lán)溫度對酶的活性有影響，溫度過高或過低都會(huì)降低酶的活性將6加入5中自變量因變量無關(guān)變量酶的特性對于大多數(shù)酶而言，在30-40范圍內(nèi)活性較強(qiáng)。低溫不會(huì)使酶失去活性，但酶活性降低，若給予適宜的溫度，酶活性又恢復(fù)，因此實(shí)驗(yàn)室

8、中的酶制劑通常在低溫（0-4C)下保存。高溫可導(dǎo)致酶失去活性，絕大多數(shù)酶在70以上，其空間結(jié)構(gòu)即被破壞。隨著溫度的升高，酶促反應(yīng)的速率先增加，直至某一溫度活性達(dá)到最大，這一溫度稱之為最適溫度，超過這一溫度，酶的空間結(jié)構(gòu)改變，反應(yīng)速度會(huì)迅速降低。最適溫度V/mmolS-1酶的特性實(shí)驗(yàn)步驟一取三支試管，編號1、2、3。 二1號試管中加入 _ 。 2號試管中加入等量 _。3號試管中加入等量 _。 三三支試管都加入 _ 四三支試管都加入 ，振蕩，反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 2滴NaOH2 mLH2O2溶液產(chǎn)生少量氣泡產(chǎn)生少量氣泡酶的催化作用需要適宜的pH,pH偏高或偏低都會(huì)影響酶的活性2滴新鮮肝臟研磨液稀

9、鹽酸清水產(chǎn)生大量氣泡自變量因變量無關(guān)變量【思考】可以用淀粉酶探究PH值對酶活性影響嗎？不能，酸能催化淀粉水解酶的特性最適pHV/mmolS-1動(dòng)物體內(nèi)的酶最適宜pH大多在6.58之間，唾液pH為6.27.4，胃液的pH為0.91.5，小腸液的pH為7.6；在過酸過堿的條件下，都會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性 ；植物體內(nèi)的酶最適pH大多在4.56.5之間。在最適合的pH下，酶的活性最大； 影響酶促反應(yīng)速率的因素反應(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快。在一定濃度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快，但達(dá)到一定濃度后，反應(yīng)速率不再變化影響酶促反應(yīng)速率的因素2.抑制劑競爭性抑制劑抑制劑與底物競爭酶。如圖，抑制劑的結(jié)構(gòu)與酶的活性中心相似，當(dāng)抑制抑制與酶結(jié)合時(shí)，就阻止了底物與酶結(jié)合，如果底物與酶結(jié)合也會(huì)阻止抑制與酶結(jié)構(gòu)。影響酶促反應(yīng)速率的因素由于競爭性抑制劑與底物競爭酶，因此，增大底物濃度，就是使抑制劑與酶結(jié)合的減少，從而減小抑制作用。因此，競爭性抑制劑的抑制作用可以通過增大底物的濃度來抵消其抑制作用。2.抑制劑競爭性抑制劑抑制劑與底物競爭酶。影響酶促反應(yīng)速率的因素非競爭性抑制劑影響酶促反應(yīng)速率的因素非競爭性抑制劑由于非競爭性抑制劑不與底物競爭，因此，其