【上課用】降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶-第一課時(shí)課件 高一上學(xué)期生物人教版必修1

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用新葉伸向和煦的陽光，蚱蜢覬覦綠葉的芬芳，它們?yōu)樯娑@取能量，能量在細(xì)胞里流轉(zhuǎn)激蕩！酶第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的學(xué)習(xí)目標(biāo)說出細(xì)胞代謝離不開酶的原因；概述酶在細(xì)胞中的作用；通過有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)分析，學(xué)會(huì)控制實(shí)驗(yàn)變量，得出結(jié)論，切身體會(huì)酶具有很高的催化效率極其生理意義；合作交流，敢于質(zhì)疑；激情投入，快樂學(xué)習(xí)。意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼實(shí)驗(yàn)？——純物理過程——化學(xué)物質(zhì)起作用胃消化實(shí)驗(yàn)用金屬小籠的目的是什么，能否改為密封金屬盒？？1773年討論：1、這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問題？鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學(xué)性消化？2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了3、怎樣才能證明你的推測(cè)？收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解了一、細(xì)胞代謝

細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。CCOOHHNR1R2OHHCNH2COHH+→R1CNH2CHOCOOH+H2OCHNR2H1、場(chǎng)所：2、本質(zhì)：3、作用：細(xì)胞中化學(xué)反應(yīng)是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)二、酶在細(xì)胞代謝中的作用

2H2O2

→2H2O+O21、常溫下反應(yīng)2、加熱3、Fe3+做催化劑4、過氧化氫酶豬肝研磨液加入試管直接觀察酒精燈水浴加熱滴加FeCl3溶液比較過氧化氫在不同條件下的分解快慢①對(duì)照原則:設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn),既要有對(duì)照組又要有實(shí)驗(yàn)組。②單一變量原則：在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中,除了要觀察的變量發(fā)生變化外,其他變量都應(yīng)保持相同。③等量原則：各組加入的試劑要等量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則:控制變量與對(duì)照實(shí)驗(yàn)1、自變量：實(shí)驗(yàn)中人為改變的變量。2、因變量：隨自變量而變化的變量。3、無關(guān)變量：除自變量外，實(shí)驗(yàn)過程中可能還會(huì)存在的一些可變因素，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。4、對(duì)照實(shí)驗(yàn)：除了一個(gè)因素以外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。5、對(duì)照實(shí)驗(yàn)一般要設(shè)置對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的新鮮肝臟研磨液1滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5％的氯化鐵溶液1滴所含酶的數(shù)量（個(gè)）aFe3+的數(shù)量（個(gè)）2.5×105a步驟試管編號(hào)說明1234一

H2O2濃度劑量二劑量結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結(jié)論比較過氧化氫在不同條件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明顯少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃加熱可以促進(jìn)H2O2分解，提高反應(yīng)速率，F(xiàn)e3+和過氧化氫酶都能加快H2O2分解，但過氧化氫酶的催化效率更高反應(yīng)條件自變量因變量無關(guān)變量對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)討論：1、與1號(hào)試管相比，2號(hào)試管出現(xiàn)什么不同現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？2、在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？答：2號(hào)試管放出的氣泡多。這一現(xiàn)象說明加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。答：不能

3、3號(hào)和4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？答：說明FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。

4、3號(hào)和4號(hào)試管相比，哪支試管的反應(yīng)速率快？這說明什么？答：4號(hào)試管的反應(yīng)速率比3號(hào)試管快得多。

答：細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)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(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。5、為什么說酶對(duì)于細(xì)胞反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？說明：過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。實(shí)驗(yàn)討論：在本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意哪些事項(xiàng)？1.實(shí)驗(yàn)時(shí)肝臟必須要新鮮;

2.要使用肝臟的研磨液;

3.滴加氯化鐵和肝臟研磨液不能合用一支滴管

4.要注意觀察實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象;5.不要讓過氧化氫接觸皮膚。選用新鮮肝臟，若不新鮮，肝臟細(xì)胞內(nèi)過氧化氫酶在腐生菌的作用下分解。使用肝臟時(shí)，要充分研磨，使肝臟細(xì)胞內(nèi)的酶能與底物接觸，使酶發(fā)揮正常催化作用。否則滴的FeCl3溶液中會(huì)含少量肝臟研磨液，而研磨液中H2O2酶具高效性，會(huì)使兩個(gè)試管中氣泡一樣多，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性?；罨埽悍肿映B(tài)活化能活躍狀態(tài)分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能.在一定溫度下1mol反應(yīng)底物全部進(jìn)入活化態(tài)所需要的能量就是該反應(yīng)底物的活化能。單位J/mol思考：1molH2O2由常態(tài)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)時(shí)需要吸收75KJ的熱量，這75KJ就是每molH2O2的活化能。但加入過氧化氫酶時(shí)，H2O2只要吸收29KJ的熱量就可以轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)。少了的46KJ的熱量是不是由過氧化氫酶提供的呢？如果不是由過氧化氫酶提供的，那么如何解釋為何少了46KJ的熱量呢？酶作為一種催化劑，改變了反應(yīng)的路徑，比如原來是A生成B的過程需要Xkj/mol的能量，加入酶后，反應(yīng)路徑變成了A-C-B，也就是A先和酶結(jié)合生成C，C再變成B，而這個(gè)過程所需要的能量原小于原來反應(yīng)的能量，所以降低了反應(yīng)活化能。酶等催化劑催化反應(yīng)，不是給反應(yīng)能量，而是降低反應(yīng)所需要的能量，也就是活化能！在20℃測(cè)得的過氧化氫分解的活化能2、同無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高

1、酶和一般無機(jī)催化劑的作用就是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，從而使活化分子數(shù)增多，反應(yīng)速度加快。3、正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和的條件下快速進(jìn)行。糖酒精+CO2？關(guān)于酶本質(zhì)的探索對(duì)這一問題的爭(zhēng)論有哪些觀點(diǎn)？代表人物分別是誰？巴斯德（微生物學(xué)家）是活酵母細(xì)胞的作用李比希（化學(xué)家）是某些物質(zhì)在細(xì)胞死亡裂解后的作用糖酒精+CO2？關(guān)于酶本質(zhì)的探索對(duì)這一問題的爭(zhēng)論有哪些觀點(diǎn)？代表人物分別是誰？巴斯德（微生物學(xué)家）是活酵母細(xì)胞的作用李比希（化學(xué)家）是某些物質(zhì)在細(xì)胞死亡裂解后的作用他們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)是什么，出現(xiàn)爭(zhēng)論的原因是什么？糖酒精+CO2？關(guān)于酶本質(zhì)的探索巴斯德（微生物學(xué)家）是活酵母細(xì)胞的作用李比希（化學(xué)家）是某些物質(zhì)在細(xì)胞死亡裂解后的作用他們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)是什么，出現(xiàn)爭(zhēng)論的原因是什么？是誰通過怎樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)束了這場(chǎng)爭(zhēng)論？得到什么結(jié)論？畢希納（化學(xué)家）酵母細(xì)胞提取液與活酵母細(xì)胞作用相同是誰最先鑒定出酶的化學(xué)本質(zhì)？為什么在他之前很難鑒定？薩姆納脲酶是蛋白質(zhì)切赫奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化作用討論：1、巴斯德他李比希的觀點(diǎn)，各有什么積極意義？各有什么局限？2、他們之間的爭(zhēng)論對(duì)于后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？3、從畢希納的實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？4、薩姆納歷時(shí)9年證明脲酶是蛋白質(zhì)，并獲諾貝爾獎(jiǎng)。你認(rèn)為他成功的原因是什么？5、請(qǐng)給酶下一個(gè)完整的定義。1.巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)是合理的，但是認(rèn)為發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用是不正確的；李比希認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)是合理的，但是認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確的。2.巴斯德是微生物學(xué)家，特別強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的作用；李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)的角度考慮問題。他們的爭(zhēng)論促使后人把對(duì)酶的研究的目標(biāo)集中在他們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)上，使科學(xué)研究更加有的放矢。3.畢希納的實(shí)驗(yàn)說明，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)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣。4.薩姆納歷時(shí)9年用正確的科學(xué)方法，堅(jiān)持不懈、百折不撓的科學(xué)精神，將酶提純出來。成功屬于不畏艱苦的人。5、酶的完整定義：

酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。1、來源：由活細(xì)胞產(chǎn)生。（除某些沒有細(xì)胞核的細(xì)胞外，如哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞、植物篩管細(xì)胞）2、作用：只是催化生物化學(xué)反應(yīng)（降低化學(xué)反應(yīng)活化能）3、化學(xué)本質(zhì)：有機(jī)物（絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA）⑴酶合成的原料及單體：氨基酸或核糖核苷酸⑵酶合成的場(chǎng)所：核糖體（2）酶不屬于細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)，不屬于調(diào)節(jié)物質(zhì)，更不能作為能源物質(zhì)。（1）酶在細(xì)胞內(nèi)外，體內(nèi)體外都可起催化作用酶所催化的反應(yīng)叫酶促反應(yīng)；酶促反應(yīng)中被酶作用的物質(zhì)叫做底物；經(jīng)反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)叫做產(chǎn)物；酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率稱為酶活性.4、與酶催化化學(xué)反應(yīng)相關(guān)的稱謂5、酶的命名：⑴一般采用底物加反應(yīng)類型而命名，如蛋白水解酶、乳酸脫氫酶等。

⑵對(duì)水解酶類，只要底物名稱即可，如蔗糖酶、蛋白酶等⑶有時(shí)在底物名稱前冠以酶的來源，如唾液淀粉酶等巴斯德之前發(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)，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)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣薩姆納脲酶是蛋白質(zhì)李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能酶與一般無機(jī)催化劑的共同點(diǎn)：改變化學(xué)反應(yīng)速率，本身不被消耗。加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡的時(shí)間，但不改變平衡點(diǎn)。降低活化能，使速率加快。只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)；酶所催化的反應(yīng)叫酶促反應(yīng)。酶促反應(yīng)中被酶作用的物質(zhì)叫做底物經(jīng)反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)叫做產(chǎn)物。難點(diǎn)4

影響酶催化作用的因素1．溫度的影響(如下圖)在一定溫度范圍內(nèi)，酶活性隨溫度升高而增強(qiáng)，其中酶的活性最高時(shí)的溫度，即為該種酶的最適溫度。若超過最適溫度，酶的活性逐漸下降，甚至停止(此時(shí)酶已變性失活)。 若將低溫t1時(shí)的酶，逐漸升高到t0，活性可恢復(fù)，(如下圖)；若將高溫t2時(shí)的酶逐漸降至t0，活性不能恢復(fù)。2．pH的影響(如下圖)每種酶只能在一定限度的pH范圍內(nèi)表現(xiàn)出活性，其中酶活性最高時(shí)的pH即為該酶的最適pH。注意：在過酸或過堿環(huán)境中，酶失去活性，并且不能再恢復(fù)。

3．底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響(1)在底物濃度較低時(shí)，反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，反應(yīng)速率與底物濃度近乎成正比。(2)當(dāng)?shù)孜餄舛群芨?，且達(dá)到一定限度時(shí)，反應(yīng)速率就達(dá)到一個(gè)最大值，此時(shí)即使再增加底物濃度，反應(yīng)速率也幾乎不再改變，原因是酶飽和了。(如圖)