5.1降低化學反應活化能的酶課件高一上學期生物人教版必修1

降低化學反應活化能的酶（第一課時）第一課時1773年，意大利科學家斯帕蘭扎尼做了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內的肉塊消失了。討論1.為什么要將肉塊放在金屬籠內？便于取出實驗材料(肉塊)，排除物理消化對肉塊的影響，確定其是否發(fā)生了化學消化。討論2.是什么物質使肉塊消失了？討論3.怎樣才能證明你的推測？是胃內的化學物質將肉塊分解了。收集胃內的化學物質，看看這些物質在體外是否也能將肉塊分解。1773年，意大利科學家斯帕蘭扎尼做了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內的肉塊消失了①主要場所:

②實質:③特點:④意義:⑤例證：(1)細胞代謝常伴隨著能量的釋放、儲存和利用細胞質基質細胞內各種化學反應的統(tǒng)稱一般都需要酶催化是細胞生命活動的基礎一、酶的作用和本質光合作用、呼吸作用等C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶無機催化劑生物催化劑2H2O22H2O+O2↑常壓2H2O22H2O+O2↑加熱2H2O22H2O+O2↑FeCl32H2O22H2O+O2↑過氧化氫酶過氧化氫的分解2.比較過氧化氫在不同條件下的分解（1）原理：（2）材料用具：肝臟研磨液、過氧化氫、FeCl3、試管、酒精燈等結論（3）方法步驟：①加熱可以加快過氧化氫分解②FeCl3能催化過氧化氫分解③過氧化氫酶能催化過氧化氫分解且催化效率比FeCl3高討論1.和1號試管相比，2號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？討論2.在細胞內,能通過加熱來提高反應速率嗎?2號氣泡多。不能，溫度過高會造成生物的細胞死亡加熱能促進過氧化氫分解討論3.3號和4號試管未經(jīng)加熱，也有大量的氣泡產生，這說明什么？討論4.3號和4號試管相比，哪支試管中的反應速率快？這說明什么？Fe3+和過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解速率4號。過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多除一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗

隨著自變量的變化而變化的變量。具體是指實驗現(xiàn)象，即直觀呈現(xiàn)出來的實驗結果4.控制變量與設計對照實驗單一變量原則設計實驗原則等量原則對照實驗對照組：實驗組：自變量：因變量：無關變量：人為改變的變量，即條件

除自變量外，實驗中其它可對實驗結果造成影響的變量步驟試管編號

說明1234

一二

結果結論比較過氧化氫在不同條件下的分解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燃不復燃變亮復燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反應條件自變量因變量無關變量y=k·x變量

H2O2

濃度劑量劑量氣泡產生衛(wèi)生香燃燒對照實驗對照組實驗組1.下列有關對照實驗設置的敘述中，錯誤的是A.要設置對照組和實驗組B.自變量要始終保持相同C.無關變量要始終相同且適宜D.要遵循單因子變量原則B2.在如圖所示的實驗中，屬于自變量的是A.催化劑B.過氧化氫分解的速率C.產生氣泡量D.試管中的過氧化氫溶液的量A3.下圖表示“比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗”。相關分析合理的是(

)A.本實驗的因變量是不同的催化劑B.本實驗的無關變量有溫度和酶的用量等C.1號與3號、1號與4號可分別構成對照實驗D.分析1號、2號試管的實驗結果可知加熱能降低反應的活化能C4.在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗中，對實驗的處理如下表所示：下列有關該實驗的敘述錯誤的是A.在上表的實驗處理中，研究的自變量只有溫度B.若要研究生物催化劑與無機催化劑的差別，可選用的實驗組合是試管3和試管4C.若試管l、試管3組成對照實驗，說明FeCl3能催化過氧化氫的分解D.若試管1、試管4組成對照實驗，則說明肝臟研磨液中的過氧化氫酶有催化作用A2H2O22H2O+O2↑常壓反應進程常態(tài)分子不易分解活躍狀態(tài)分子容易分解分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能5.活化能H2O2得到能量，從常態(tài)變?yōu)榛钴S狀態(tài)分子得到能量，反應速度增加加熱FeCl3可以降低反應所需要的活化能障礙低，H2O2容易通過，反應速率變快降低的活化能FeCl3催化H2O2酶催化降低的活化能酶降低活化能的作用更顯著障礙更低，H2O2更易通過，反應速率更快6.酶的作用及原理:①酶的作用:②酶的作用原理:降低化學反應的活化能同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高催化作用③酶的作用意義:使細胞代謝能在溫和條件下快速進行如圖a，b、c中，代表無酶條件下分子活化能的是__________；代表有酶條件下分子活化能的是___________；代表酶所降低的活化能的是____________。c或E1b或ΔHa或E2巴斯德之前發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關巴斯德發(fā)酵與活細胞有關，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某些物質起作用引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質，但這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣薩姆納酶是蛋白質李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能7.酶的本質探索條件活化能/kJ·mol-1沒有催化劑催化用膠態(tài)鉑催化用過氧化氫酶催化755429在20℃測得的H2O2分解的活化能1.根據(jù)下表內容判斷，下列說法中正確的是CA.膠態(tài)鉑催化效率最高B.沒有催化劑，過氧化氫不能分解C.過氧化氫酶降低了過氧化氫分解的活化能D.活化能就是化學反應所需的能量2.關于活化能，下列說法不正確的是(

)A.是反應物分子從常態(tài)變?yōu)榛钴S狀態(tài)所需要的能量B.加熱、加壓使反應物分子獲得足夠的活化能C.無機催化劑使反應物分子獲得的活化能的總量更多而加快反應速率D.酶能降低反應物分子發(fā)生反應的活化能而使反應更容易進行C3.如圖表示酶降低化學反應活化能的圖解。①表示沒有酶催化，②表示有酶催化。相關敘述正確的是C.其他條件不變，E1越大則酶的催化效率越高D.條件不變的情況下，E2是不變的，所以增加反應體系中的酶量，反應速率也是不變的A.若用無機催化劑在其他條件相同的情況下進行該試驗，則其曲線在①上方B.E2代表有酶催化時所降低的活化能C4.有關酶的發(fā)現(xiàn)過程敘述錯誤的是(

)A.斯帕蘭札尼做了一個巧妙的實驗，發(fā)現(xiàn)了化學消化B.巴斯德和李比希的觀點既有積極意義，又有其局限性C.畢希納認為酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，稱為釀酶D.薩姆納認為酶多數(shù)是蛋白質，少數(shù)是RNAD降低化學反應活化能的酶（第二課時）第二課時酶的本質酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質?；仡欉^氧化氫在不同條件下的分解過H2O2酶比Fe3+的催化效率高得多為什么4號試管的反應速率比3號試管快得多？(一)酶具有高效性酶的催化效率一般是無機催化劑的________倍107～1013表示酶高效性的曲線A、B曲線比較，說明：A、C曲線比較，說明：酶具有高效性酶具有催化作用①反應前后性質、數(shù)量不變;②能改變反應速率→降低化學反應活化能;③縮短達到平衡的時間，不改變平衡點(即產物的總量不變)酶具催化劑的特點:無機催化劑能催化的化學反應范圍比較廣蛋白質多肽或氨基酸脂肪甘油和脂肪酸淀粉芽糖或葡萄糖酶酶酶蛋白酶只能催化蛋白質的水解，不能催化淀粉、脂肪的水解。人口腔里有唾液淀粉酶，但是可塞進牙縫的肉絲一整天還沒被消化。酶能像無機催化劑一樣，催化多種化學反應嗎?淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用(1)實驗原理（2）材料用具：淀粉溶液、蔗糖溶液、斐林試劑、試管、酒精燈等①淀粉和蔗糖都是非還原糖②淀粉在相關酶的催化作用下能水解為麥芽糖③蔗糖在相關酶的催化作用下能水解為葡萄糖和果糖④麥芽糖、葡萄糖、果糖均屬還原糖,與斐林試劑經(jīng)水浴加熱生成磚紅色的沉淀(3)過程步驟①取兩支試管編號，1號加入2mL淀粉溶液；2號加入2mL蔗糖溶液②兩試管各加2mL淀粉酶后振蕩均勻，浸在60℃熱水中保溫5min③各加斐林試劑后水浴加熱現(xiàn)象1號試管生成磚紅色沉淀；而2號試管不生成磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解酶具有專一性結論思考：本實驗中，自變量、因變量和無關變量各是什么？你還可設計何探究酶的專一性？自變量：因變量：無關變量：底物不同：2mL淀粉溶液或蔗糖溶液1號磚紅色沉淀；2號不生成磚紅色沉淀各加2mL淀粉酶等其他方案如底物相同而酶不同等酶具有專一性鎖鑰學說每一種酶只能催化___________化學反應。如脲酶只催化尿素分解;二肽酶可催化所有二肽分解一種或一類含義意義保證了細胞代謝能夠有條不紊地進行思考3.許多無機催化劑能在高溫、高壓、強酸或強堿條件下，催化化學反應,酶起催化作用需要怎樣的條件?思考1.為什么感冒發(fā)燒的時候不想吃飯?在不同的溫度下，同一種酶活性是否會受到影響?思考2.唾液咽到胃后，其淀粉酶還能發(fā)揮作用嗎？在不同的pH下,同種酶活性是否會改變?酶化催化特定化學反應的能力稱為酶活性探究實驗:影響酶活性的條件請用右側實驗材料和器具，設計實驗探究溫度或pH對酶活性的影響，寫出簡要的實驗步驟。探究實驗溶液酶鑒定溫度對酶的影響pH對酶的影響氣泡淀粉溶液淀粉酶碘液H2O2溶液H2O2酶實驗選材及其分析思考1.探究溫度對酶影響為什么選擇要淀粉酶且不用斐林試劑作檢測試劑?因H2O2本身受熱易分解，會干擾實驗結果。因斐林試劑要水浴加熱，會改變反應體系的溫度，而本實驗需嚴格控制溫度。思考2.探究pH對酶活性為何不用淀粉作底物?因淀粉在酸性條件下會水解探究溫度對酶活性的影響步驟操作方法試管1231加質量分數(shù)為2%的新鮮淀粉酶溶液1mL1mL1mL2在不同溫度下放置5min60℃熱水中100℃沸水中冰塊中3加質量分數(shù)為3%的可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL4完成反應5min5滴入碘液2滴2滴2滴6觀察現(xiàn)象不變藍變藍變藍可用斐林試劑檢測參看論文：探討“利用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響”實驗檢測試劑的選擇1試管2試管3試管4試管5試管6試管加淀粉2ml—2ml—（）—加淀粉酶—（）—2ml—2ml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

結論0℃冰水保溫5min60℃水浴保溫5min100℃水浴保溫5min2ml2ml變藍變藍不變藍溫度對酶的活性有影響，溫度過高或過低都會降低酶的活性將6加入5中自變量因變量無關變量1.為什么要先將底物和酶控制到預設溫度，再混合反應？酶具有高效性，若酶和底物沒有在對應溫度混合，一混合就已發(fā)生反應，降低了實驗的說服力。2.如何進一步探究淀粉酶的最適溫度？縮小溫度梯度（梯度要均勻），重復進行上述實驗。2.如何進一步探究淀粉酶的最適溫度？縮小溫度梯度（梯度要均勻），重復進行上述實驗。探究pH對酶活性的影響步驟操作方法試管1231加新鮮的質量分數(shù)為20%的肝臟研磨液2滴2滴2滴2調pH加1mL蒸餾水加1mL質量分數(shù)為5%的鹽酸加1mL質量分數(shù)為5%的NaOH溶液3加入體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液2mL2mL2mL437℃水浴5min5min5min5檢測氣泡產生量多很少很少放入衛(wèi)生香能復燃不復燃不復燃實驗步驟一取三支試管，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，反應實驗現(xiàn)象

實驗結論

2滴NaOH2mLH2O2溶液產生少量氣泡產生少量氣泡酶的催化作用需要適宜的pH,pH偏高或偏低都會影響酶的活性2滴新鮮肝臟研磨液稀鹽酸清水產生大量氣泡自變量因變量無關變量【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催化作用一般是在比較溫和的條件下進行的(1)溫度①在一定范圍內，隨著溫度的升高，酶的活性逐漸增強；達到最適溫度時，酶的活性最高；超過最適溫度時，隨著溫度的繼續(xù)升高，酶的活性逐漸下降②溫度過高會使酶的空間結構遭到破壞,使酶永久失活,低溫只降低酶活性各種生物的最適溫度動物：35--40℃植物：40--50℃細菌真菌：差別較大影響酶活性的因素(2)

pH①在一定范圍內,隨著pH的升高,酶的活性逐漸增強；達到最適pH時，酶的活性最高；超過最適pH時，隨著pH的繼續(xù)升高,酶的活性逐漸下降②過酸、過堿會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活動植物最適pH值：動物：6.5--8.0(但胃蛋白酶為1.5);植物反應速率隨酶濃度的升高而加快在一定濃度范圍內，反應速率隨濃度的升高而加快，但達到一定濃度，反應速率不再變化(3)酶的濃度(4)底物濃度多因素影響酶活性曲線圖中兩個自變量：只看一條曲線時，自變量為_______；當溫度確定之后，縱向對比時，自變量為_____溫度pH(1)縱坐標為反應物剩余量的越多，生成物越少;(2)一定時間內反應物的剩余量或生成物的生成量都能用來表示反應速率;(3)圖示pH=7時，反應物剩余量最少，三個pH值中，pH=7應為最佳pH，但是最適pH不一定為7。細胞中的各類化學反應之所以能有序進行，與酶在細胞中的分布有關與光合作用有關的酶分布在葉綠體中與呼吸作用有關的酶分布在細胞質基質和線粒體中光合作用與呼吸作用在細胞內不同的區(qū)室中同時進行，互不干擾1.人在發(fā)高燒時，常常食欲大減，最根本的原因是（）A.所吃食物不能消化B.胃沒有排空C.體溫超過合適溫度，消化酶的活性下降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.小腸中沒有蛋白質可被消化C.胃中已經(jīng)起了消化作用，不能再起作用了D.被小腸中的物質包裹起來，故起不到催化作用3.能夠使唾液淀粉酶水解的是（）A.淀粉酶B.脂肪酶C.蛋白酶D.肽酶CAC4.關于酶的特性，下列表述中錯誤的一項是A.酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物B.化學反應前后，酶的化學性質和數(shù)量不變C.酶的催化效率很高，但易受溫度和酸堿度影響D.一旦離開活細胞，酶就失去催化能力5.圖示酶活性與溫度的關系。下列敘述正確的