降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶含形象動畫市公開課金獎市賽課一等獎?wù)n件

1、降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第1節(jié)第1頁物理性消化是指牙齒咀嚼、舌攪拌、胃腸蠕動、膽汁對脂肪乳化等，它將食物磨碎，改變食物形態(tài)，但不改變食物分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)一個物理過程?；瘜W(xué)消化是指經(jīng)過消化酶作用，將不溶于水淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪分解成可溶于水小分子有機物過程。 第2頁 斯帕蘭札尼對鷹消化研究1783年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼設(shè)計了一個巧妙試驗：將肉塊放入小巧金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間他把小籠子取出來發(fā)覺籠內(nèi)肉塊消失了。問題探討第3頁第4頁討論一：這個試驗要處理什么問題？答：鳥類胃是否只有物理性消化，沒有化學(xué)性消化。討論二：是什么物質(zhì)使肉塊消失了？ 答：是胃內(nèi)化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。討

2、論三：怎樣才能證實你推測？答：搜集胃內(nèi)化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。 第5頁自學(xué)書本7882頁內(nèi)容，完成以下問題：一、酶在細胞代謝中作用二、酶本質(zhì)和作用原理三、關(guān)于酶本質(zhì)探索歷程第6頁細胞中每時每刻都進行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細胞代謝。你能想到細胞中化學(xué)反應(yīng)有哪些呢？第7頁思索葉綠體生理 功效是什么？光合作用葉綠體：CO2+H2O 有機物 +O2光能 酶第8頁思索線粒體生理功效是什么？線粒體: 有機物+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量氧氣酶有氧呼吸作用第9頁思索核糖體生理功效是什么？合成蛋白質(zhì)核糖體： 氨基酸 多肽酶脫水縮合核糖體第10頁葉綠體：CO2+H2O 有機

3、物 +O2光能 酶線粒體: 有機物+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量氧氣酶核糖體： 氨基酸 蛋白質(zhì)酶縮合脫水CCOOHHNR1R2OHHCNH2C OHH+R1CNH2C HOCOOHCHNR2H 對于細胞來說，能量取得和利用都必須經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)，細胞中每時每刻都進行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細胞代謝。細胞代謝是細胞生命活動基礎(chǔ)。 細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)大都需要在一個特殊催化劑酶催化下才能順利地進行，所以，細胞代謝實質(zhì)上是細胞內(nèi)高度有序酶促反應(yīng)總稱。 第11頁動植物在代謝中產(chǎn)生過氧化氫，對機體是有毒。機體經(jīng)過過氧化氫酶，催化過氧化氫快速分解成水和氧氣而解毒。鐵離子也可催化這一反應(yīng)。二、酶在細胞代謝

4、中作用第12頁一、酶作用和本質(zhì)1、酶在細胞代謝中作用2 H2O2 2 H2O + O21、常溫下反應(yīng)2、加熱3、Fe3+做催化劑4、過氧化氫酶加入試管直接觀察酒精燈水浴加熱滴加FeCl3溶液豬肝研磨液1.常溫 2.加熱 3.FeCl3 4.加肝液無機催化劑細胞中生物催化劑第13頁細胞為何選擇過氧化氫酶做催化劑呢？第14頁步驟試管編號1234 一 H2O2 濃度 劑量2ml二 劑量結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結(jié)論（1）比較過氧化氫在不一樣條件下分解2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90FeCl3肝臟研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不顯著少許較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過氧化氫在不一樣條件下分解速率不

5、一樣反應(yīng)條件第15頁第16頁酶在細胞代謝中作用 2H2O22H2O+O2質(zhì)量分數(shù)為20%新鮮肝臟研磨液 1滴質(zhì)量分數(shù)為3.5%氯 化鐵溶液 1滴生物催化劑：過氧化氫酶所含酶相對數(shù)量：1無機催化劑： Fe3+Fe3+相對數(shù)量：25萬催化劑第17頁加熱、Fecl3、過氧化氫酶促進了過氧化氫分解嗎？ 是它們作用原理相同嗎？第18頁酶在細胞代謝中作用第19頁能量反應(yīng)過程酶使活化能降低沒有酶催化有酶催化第20頁第21頁（2）酶在細胞代謝中作用活化能： 分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩p易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)活躍狀態(tài)所需要能量稱為活化能。各條件使反應(yīng)加緊本質(zhì)：加熱： Fe3+：酶：提升分子能量降低化學(xué)反應(yīng)活化能更顯著地降低化學(xué)反

6、應(yīng)活化能第22頁催化劑（無機催化劑、酶）沒有供給能量，而是降低反應(yīng)活化能，促進反應(yīng)進行，縮短完成時間，本身不被消耗，反應(yīng)結(jié)果與沒有催化劑一致。無機催化劑相比，酶降低活化能作用更顯著，因而催化效率更高。正是酶催化作用，細胞代謝才能在溫和條件下快速進行。 第23頁（1）酶發(fā)覺2、酶本質(zhì)酶探索歷程第24頁巴斯德之前巴斯德李比希畢希納薩姆納切赫和奧特曼第25頁巴斯德之前巴斯德李比希畢希納薩姆納切赫和奧特曼發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān) 發(fā)酵與活細胞相關(guān)，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某些物質(zhì)在起作用 引發(fā)發(fā)酵是細胞中一些物質(zhì)，不過這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡后才能發(fā)揮作用 酵母細胞中一些物質(zhì)能夠在酵母細胞

7、破碎后繼續(xù)起催化作用，就象在活酵母細胞中一樣 酶是蛋白質(zhì)少數(shù)RNA含有催化作用第26頁（2）酶定義 酶是活細胞產(chǎn)生一類含有催化作用有機物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。第27頁1、與1號試管相比，2號試管出現(xiàn)什么不一樣現(xiàn)象？ 這一現(xiàn)象說明什么？2、在細胞內(nèi)，能經(jīng)過加熱來提升反應(yīng)速率嗎？ 2號試管放出氣泡多。這一現(xiàn)象說明加熱能促進過氧化氫分解，提升反應(yīng)速率。不能 3、3號和4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？說明FeCl3中Fe3+和新鮮肝臟中過氧化氫酶都能加緊過氧化氫分解速率。 試驗討論（比較過氧化氫在不一樣條件下分解）第28頁4、3號和4號試管相比，哪支試管聽反應(yīng)速率快？這

8、說明什么？4號試管反應(yīng)速率比3號試管快得多。細胞內(nèi)每時每刻都在進行著成千上萬種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效率地進行，只有酶能夠滿足這么要求，所以說酶對于細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)順利進行至關(guān)主要。5、為何說酶對于細胞反應(yīng)順利進行至關(guān)主要？說明：過氧化氫酶比Fe3+催化效率高得多。第29頁試驗討論：1、巴斯德和李比希觀點各有什么主動意義？各有什么不足？ 巴斯德認為發(fā)酵與活細胞相關(guān)是合理，不過認為發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中一些物質(zhì)在起作用是不正確；李比希認為引發(fā)發(fā)酵細胞中一些物質(zhì)是合理，但認為這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確。2、科學(xué)發(fā)展中出現(xiàn)爭論是正常。試分析巴斯德和李

9、比希之間出現(xiàn)爭論原因是什么，這一爭論對后人深入研究酶本質(zhì)起到了什么作用？第30頁 巴斯德是生物學(xué)家，尤其強調(diào)生物體或細胞作用；李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)角度考慮問題。他們爭論促使后人把對酶研究目標(biāo)集中在他們爭論焦點上，使科學(xué)研究愈加有放矢。3、從畢希納試驗?zāi)軌虻贸鍪裁唇Y(jié)論？ 酵母細胞中一些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活細胞中一樣。4、薩姆納歷時九年才證實脲酶是蛋白質(zhì)，并所以榮獲諾貝爾化學(xué)獎。你認為他成功主要原因是什么？ 用正確科學(xué)方法，堅持不懈，百折不撓科學(xué)精神，將酶提純出來。成功屬于不畏艱辛人。第31頁步驟試管編號 說明1234 一 H2O2 濃度 劑量 二 劑量 結(jié)果氣

10、泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結(jié)論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90FeCl3肝臟研磨液2滴清水2滴清水 2滴2滴不顯著少許較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過氧化氫在不一樣條件下分解速率不一樣反應(yīng)條件自變量因變量無關(guān)變量對照試驗對照組試驗組試驗操作：對照試驗：除了一個原因以外，其余原因都保持不變試驗。人為改變變量伴隨自變量改變而改變變量。指與自變量同時影響因變量改變、但與研究目標(biāo)無關(guān)變量。第32頁二、酶特征一、一、酶能催化生物化學(xué)反應(yīng)，催化效率比無機催化劑高得多。研究發(fā)覺，酶催化效率是無機催化劑催化效率1071013倍。所以，酶含有高效性。二、酶含有專一性第33頁探究淀粉酶對淀粉和蔗糖水解作用 原

11、理：淀粉和蔗糖都是非還原性糖，淀粉在酶催化作用下能水解為麥芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶催化作用下能水解為葡萄糖和果糖。麥芽糖、葡萄糖、果糖均屬還原性糖。還原性糖能夠與斐林試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色沉淀。三、酶特征提出問題 做出假設(shè) 設(shè)計試驗 進行試驗分析結(jié)果、得出結(jié)論。第34頁淀粉溶液蔗糖溶液試驗步驟一二三試驗現(xiàn)象結(jié)論加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60左右熱水中，反應(yīng)5min2號試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑 振蕩約60水浴2min1號試管中加入2mL淀粉溶液白色無改變棕色磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。探究淀粉酶對淀粉和蔗糖水解作用第35頁每一個酶只能催化一個

12、或一類化學(xué)反應(yīng)第36頁每一個酶只能催化 化學(xué)反應(yīng)。細胞代謝能夠有條不紊地進行，與酶 是分不開。 酶含有專一性一個或一類 專一性鎖和鑰匙學(xué)說第37頁 從上面進行試驗我們看出進行試驗需要一定條件，比如唾液淀粉酶37左右最好。能不能設(shè)計一個試驗，來證實溫度會影響酶活性？酶活性：酶對化學(xué)反應(yīng)催化效率。請你來探究第38頁科學(xué)探究步驟提出問題作出假設(shè)設(shè)計試驗進行試驗分析結(jié)果表示與交流（溫度/pH 會影響酶活性嗎？）（溫度/pH 會影響酶活性）（設(shè)計方案、預(yù)期結(jié)果）（按預(yù)定方案進行試驗）（分析試驗結(jié)果，得出結(jié)論：）（總結(jié)，寫試驗匯報并適當(dāng)交流）影響酶活性條件第39頁溫度對酶活性影響試管編號 1 1 2 2

13、3 32%淀粉酶1ml1ml1ml3%可溶性淀粉2ml2ml2ml水浴3分鐘 冰水 60 沸水 對應(yīng)試管混合均勻水浴5分鐘 冰水 60 沸水斐林試劑 1ml 1ml 1ml搖勻混合， 60水浴1min預(yù)期結(jié)果無磚紅色沉淀磚紅色沉淀無磚紅色沉淀試驗結(jié)果試驗結(jié)論淀粉酶在60時活性最強自變量因變量第40頁溫度對酶活性影響試管編號 1 1 2 2 3 32%淀粉酶2ml2ml2ml3%可溶性淀粉2ml2ml2ml水浴3分鐘 冰水 60 沸水 對應(yīng)試管混合均勻水浴5分鐘 冰水 60 沸水滴加碘液 2滴 2滴 2滴預(yù)期結(jié)果藍色不變藍藍色試驗結(jié)果藍色不變藍藍色試驗結(jié)論淀粉酶在60時活性最強自變量因變量第41

14、頁在一定范圍內(nèi)，伴隨溫度升高，酶活性逐步增強；到達最適溫度時，酶活性最高；超出最適溫度時，伴隨溫度繼續(xù)升高，酶活性逐步下降。酶活性受溫度影響示意圖溫度過高會使酶空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活v/mmolT第42頁pH對酶活性影響第43頁影響酶活性原因：如PH值第44頁pH對酶活性影響試管編號 1 2 3 2淀粉酶 1ml 1ml 1ml pH蒸餾水1mLNaOH1mLHCL1mL3可溶性淀粉2ml2ml2ml 搖勻混合，放置在60水浴中反應(yīng)5min滴加碘液2滴2滴2滴預(yù)期結(jié)果不變藍藍色藍色試驗結(jié)果 結(jié)論淀粉酶在中性條件中活性最強自變量因變量第45頁pH對酶活性影響試管編號 1 2 3 2淀粉酶

15、 1ml 1ml 1ml pH3可溶性淀粉 斐林試劑 預(yù)期結(jié)果 試驗結(jié)果 結(jié)論蒸餾水1mL5%NaOH1mL5%HCL1mL2ml2ml2ml1mL搖勻混合，放置在60水浴中反應(yīng)5min磚紅色沉淀無磚紅色沉淀無磚紅色沉淀淀粉酶在中性條件中活性最強1mL1mL搖勻混合， 60水浴1min自變量因變量第46頁/mmol. s-1最適pH0pH酶活性受pH影響示意圖 普通地，動物體內(nèi)酶最適pH在6.58.0之間；不過胃蛋白酶最適pH為1.5; 植物體內(nèi)酶最適pH在4.56.5之間；pH對酶活性影響酶促反應(yīng)速率最快時環(huán)境pH稱為該酶促反應(yīng)最適pH。PH過高、過低酶失活第47頁 高溫、低溫、過酸和過堿對

16、酶活性影響其本質(zhì)相同嗎？ 不一樣，過酸、過堿或溫度過高，會使酶空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；低溫使酶活性顯著下降，但在適宜溫度下其活性能夠恢復(fù)。第48頁酶特征：含有高效性含有專一性作用條件較溫和 要有適當(dāng)溫度 要有適當(dāng)pH總結(jié)：比較過氧化氫酶和Fe3催化效率淀粉酶對淀粉和蔗糖水解作用 溫度對淀粉酶活性影響pH對過氧化氫酶活性影響 第49頁本節(jié)小結(jié)酶在細胞代謝中作用酶本質(zhì)酶特征活細胞產(chǎn)生含有催化作用有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。降低化學(xué)反應(yīng)活化能高效性 比較過氧化氫酶和Fe3催化效率專一性 淀粉酶對淀粉和蔗糖水解作用作用條件溫和： 適宜溫度和PH值第50頁3.假如試驗失敗了，

17、應(yīng)該怎樣做？檢驗試驗步驟是否犯錯，重復(fù)試驗。思索：1.書本提議用淀粉酶探究溫度對酶活性影響，用過氧化氫酶探究pH對酶活性影響，為何？因為溫度對唾液淀粉酶活性影響較大，pH對過氧化氫酶影響較大。這么做試驗現(xiàn)象才顯著。2.在測定淀粉酶專一性時，為何要用到蔗糖溶液？7設(shè)置對照試驗。第51頁影響酶促反應(yīng)速率原因：1、溫度3、酶濃度：反應(yīng)速率隨 酶濃度升高而加緊。4、底物濃度：在一定濃度 范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨底 物濃度升高而加緊， 但到達一定濃度，反應(yīng) 速率不再改變酶促反應(yīng)速率酶濃度酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定2、pH第52頁課堂練習(xí)：1.人在發(fā)高燒時，經(jīng)常食欲大減，最根本原因是 A.所吃食物不能消化 （ ） B.胃沒有排空C.體溫超出適當(dāng)溫度，消化酶活性下降D.吃藥使人沒有了胃口 2.胃蛋白酶在進入小腸后就幾乎沒有了催化作用，主要原因是（ ）A.pH不適合B.胃中已經(jīng)起了消化作用，不能再起作用了C.被小腸中物質(zhì)包裹起來，所以起不到催化作用D.小腸中沒有蛋白質(zhì)可被消化CA第53頁3.能夠使唾液淀粉酶水解是（ ）A.淀粉酶 B