降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶1.為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)?2.是什么物質(zhì)使肉塊消失了?排除物理性消化對(duì)肉塊的影響，確定其是否發(fā)生了化學(xué)性消化。是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用問(wèn)題探討【資料】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)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過(guò)一段時(shí)間后，他把小籠子取出來(lái)，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。斯帕蘭札尼食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某種物質(zhì)。后來(lái)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)胃液中含有大量的鹽酸，推測(cè)鹽酸是使食物分解的物質(zhì)。1835年，施旺（德）胃腺分泌物中有一種物質(zhì)，將它與鹽酸混合后，對(duì)肉類(lèi)的分解能力遠(yuǎn)大于鹽酸的單獨(dú)作用，這種物質(zhì)就是胃蛋白酶。酶的發(fā)現(xiàn)食物在胃中的消化要依賴(lài)酶（1）概念：（2）意義：（3）細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，但代謝也會(huì)產(chǎn)生對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，如過(guò)氧化氫。幸而細(xì)胞中含有過(guò)氧化氫酶，能將過(guò)氧化氫分解，變成氧和水。細(xì)胞代謝細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。

一、酶在細(xì)胞代謝中的作用細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)。（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)比較過(guò)氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過(guò)氧化氫酶的作用。2H2O22H2O+O2反應(yīng)條件加熱加FeCl3加肝臟研磨液不同反應(yīng)條件通過(guò)O2的產(chǎn)生量判斷H2O2的分解情況單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣泡的多少；帶火星的衛(wèi)生香的復(fù)燃情況。一、酶在細(xì)胞代謝中的作用（2）實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解（無(wú)機(jī)催化劑）（內(nèi)有過(guò)氧化氫酶）一、酶在細(xì)胞代謝中的作用（3）實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解一、酶在細(xì)胞代謝中的作用（3）實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解編號(hào)1234步驟12mLH2O22mLH2O22mLH2O22mLH2O2步驟2未處理90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液產(chǎn)生氣泡衛(wèi)生香燃燒情況不明顯少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃一、酶在細(xì)胞代謝中的作用（4）實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解（1）與1號(hào)試管相比，2號(hào)試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說(shuō)明什么問(wèn)題？（2）在細(xì)胞內(nèi)，能通過(guò)加熱來(lái)提高反應(yīng)速率嗎？（4）3號(hào)試管與4號(hào)試管相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說(shuō)明什么問(wèn)題？2號(hào)試管產(chǎn)生的氣泡比1號(hào)試管多；Fe3+和新鮮肝臟中的過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫分解的速率。過(guò)氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。加熱能提高反應(yīng)速率，促進(jìn)H2O2的分解（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(shuō)明什么？一、酶在細(xì)胞代謝中的作用（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解加熱、FeCl3溶液中的Fe3+以及新鮮肝臟研磨液中的過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫分解。與無(wú)機(jī)催化劑Fe3+相比，過(guò)氧化氫酶的催化效率更高。一、酶在細(xì)胞代謝中的作用實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解思考討論（2min)1.加熱為什么能使H2O2分解？因?yàn)榧訜崾笻2O2分子得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)。2.在常溫常壓下，F(xiàn)e3+和H2O2酶并未供給H2O2能量，為什么H2O2也能分解？它們降低了H2O2分解反應(yīng)的活化能。降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。一、酶在細(xì)胞代謝中的作用1.酶的作用機(jī)理2.活化能分子從常態(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?！凹訜峒訅骸薄?chē)加大油門(mén)（提供能量）。Fe3+和過(guò)氧化氫酶——降低爬山高度（穿山隧道）。想一想：如何表示？無(wú)催化劑曲線(xiàn)：______酶促反應(yīng)曲線(xiàn)：______無(wú)酶促反應(yīng)所需活化能：______酶促反應(yīng)所需活化能：______酶降低的活化能：______曲線(xiàn)B曲線(xiàn)AE2E3—E2E3一、酶在細(xì)胞代謝中的作用科學(xué)方法——控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)（1）控制變量①變量：自變量：因變量：無(wú)關(guān)變量：一、酶在細(xì)胞代謝中的作用實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的變化因素人為控制的對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行處理的因素。因自變量改變而變化的變量除自變量外，實(shí)驗(yàn)中還存在的一些也可對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的其它變量，分為自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量科學(xué)方法——控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)（2）對(duì)照實(shí)驗(yàn)①對(duì)照實(shí)驗(yàn)：一、酶在細(xì)胞代謝中的作用除作為自變量的因素外，其余因素(無(wú)關(guān)變量)都保持一致，并將結(jié)果進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)。一般設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組?？瞻讓?duì)照對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組便于排除除自變量以外的其他因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。二、酶的本質(zhì)閱讀P79-80的“思考·討論”，了解關(guān)于酶本質(zhì)的探索，并完成P80的拓展應(yīng)用的第2題的圖解。（5min）巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)巴斯德畢希納薩姆納李比希切赫、奧爾特曼二、酶的本質(zhì)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。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。酶是蛋白質(zhì)。少數(shù)RNA也具有催化功能。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物降低活化能少數(shù)是RNA酶的定義酶的來(lái)源酶的作用酶的本質(zhì)二、酶的本質(zhì)，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。1.大多數(shù)酶在水解過(guò)程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，這說(shuō)明（）A.大多數(shù)酶是細(xì)胞產(chǎn)生的B.大多數(shù)酶是生物催化劑C.大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)D.大多數(shù)酶的基本組成單位是多肽2.關(guān)于酶的敘述中,正確的是(

)A.酶只有在生物體內(nèi)才能起催化作用B.酶都有消化作用C.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化效率的有機(jī)物。D.酶都是在核糖體上合成的C隨堂測(cè)試C回顧舊知1.酶的作用機(jī)理？2.酶的定義？3.酶的本質(zhì)？降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物。蛋白質(zhì)或RNA三、酶的特性3號(hào)2號(hào)1號(hào)比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率具有高效性。H2O2H2O2H2O2常溫水浴加熱無(wú)機(jī)催化劑酶的催化效率一般是無(wú)機(jī)催化劑的107～1013倍。酶4號(hào)H2O24號(hào)試管中，酶分子數(shù)>>Fe3+數(shù)，但是酶催化效率遠(yuǎn)高于Fe3+，這說(shuō)酶具有什么特點(diǎn)？三、酶的特性（一）酶具有高效性保證細(xì)胞生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。你在踢球或奔跑時(shí)，肌細(xì)胞需要大量的能量供應(yīng)供能的化學(xué)反應(yīng)如果慢悠悠地進(jìn)行你還能跑那么快嗎?酶的催化效率高健步如飛酶只能縮短反應(yīng)所需時(shí)間,不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)和方向，也不改變生成物的量。（二）酶具有專(zhuān)一性三、酶的特性酸既能催化蛋白質(zhì)的水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉的水解。但是，口腔里有唾液淀粉酶，為什么塞進(jìn)牙縫里的肉絲兩天后還沒(méi)被消化?“鎖鑰模型”如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證“酶具有專(zhuān)一性”每一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)探究·實(shí)踐探究·實(shí)踐探究:淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用1.實(shí)驗(yàn)原理淀粉糖原都是非還原糖，它們?cè)诿傅拇呋饔孟露寄芩獬蛇€原糖?？捎渺沉衷噭╄b定溶液中有無(wú)還原糖，從而看出淀粉酶是否只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)。閱讀P81-82的“探究·實(shí)踐”，了解該實(shí)驗(yàn)的原理、設(shè)計(jì)、結(jié)論，并思考該實(shí)驗(yàn)中的自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量。（3min）探究·實(shí)踐2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)序號(hào)項(xiàng)目試管1試管21可溶性淀粉溶液2ml——2蔗糖溶液——23新鮮的淀粉酶溶液2ml2ml4保溫60℃，5min60℃，5min5斐林試劑2ml2ml6水浴加熱1min1min

7實(shí)驗(yàn)結(jié)果磚紅色沉淀無(wú)磚紅色沉淀3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論淀粉酶只能催化淀粉的水解，而不能催化蔗糖的水解。該實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量分別是什么？（三）酶的作用條件較溫和三、酶的特性唾液（淀粉酶）pH6.2~7.4胃液（胃蛋白酶）pH0.9~1.5小腸液（含多種酶）pH7.6使用溫水30-40℃效果最佳，切勿用60℃以上的熱水加酶酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的酶活性受PH影響示意圖酶活性受溫度影響示意圖（1）

、

、

，會(huì)使酶的

遭到破壞，使酶永久失活。（2）低溫，酶的活性很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)

；酶制劑適宜在

保存。過(guò)酸過(guò)堿溫度過(guò)高空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定低溫下（一）酶具有高效性三、酶的特性（三）酶具有專(zhuān)一性（三）酶的作用條件較溫和要求：1.前后桌為一個(gè)小組。2.主要材料：過(guò)氧化氫和過(guò)氧化氫酶、淀粉和淀粉酶3.完成以下問(wèn)題：

①選擇淀粉酶還是H2O2酶作實(shí)驗(yàn)材料？為什么？

②本實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？需要設(shè)計(jì)幾組實(shí)驗(yàn)？設(shè)定幾個(gè)溫度/PH？

③本實(shí)驗(yàn)的因變量是什么？怎樣檢測(cè)因變量？4.完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)置（可用表格也可用圖示）合作·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。（催化某一化學(xué)反應(yīng)的速率表示。）（一）探究溫度對(duì)酶活性的影響。（二）探究PH對(duì)酶活性的影響。實(shí)驗(yàn)：探究溫度對(duì)酶活性的影響1.選擇淀粉酶還是H2O2酶作實(shí)驗(yàn)材料？為什么？淀粉酶；因?yàn)镠2O2受溫度影響也會(huì)分解。2.本實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？需要設(shè)計(jì)幾組實(shí)驗(yàn)？設(shè)定幾個(gè)溫度？溫度；三組；高溫，低溫和常溫。3.本實(shí)驗(yàn)的因變量是什么？怎樣檢測(cè)因變量？選擇哪種鑒定試劑？為什么不用斐林試劑？酶的活性；碘液，檢測(cè)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色深淺。斐林試劑鑒定需要水浴加熱，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)：探究溫度對(duì)酶活性的影響一組二組三組試管1試管2試管3試管4試管5試管62ml淀粉2ml淀粉酶2ml淀粉2ml淀粉酶2ml淀粉2ml淀粉酶保溫混合將2加入1中將4加入3中將6加入5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5min變藍(lán)變藍(lán)不變藍(lán)溫度對(duì)酶的活性有影響，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)降低酶的活性。若酶和底物混合后再調(diào)溫度，一混合就已經(jīng)發(fā)生反應(yīng)，會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不具說(shuō)服力。實(shí)驗(yàn)：探究溫度對(duì)酶活性的影響一般地，動(dòng)物體內(nèi)的酶最適溫度在35~40℃之間；植物體內(nèi)的酶最適溫度在40~50℃之間；細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別較大。酶活性受溫度影響示意圖如何進(jìn)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(fù)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)：探究PH對(duì)酶活性的影響1.選擇淀粉酶還是H2O2酶作實(shí)驗(yàn)材料？為什么？H2O2酶；因?yàn)榈矸墼谒嵝詶l件下也會(huì)分解，影響實(shí)驗(yàn)觀察效果。2.本實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？需要設(shè)計(jì)幾組實(shí)驗(yàn)？設(shè)定幾個(gè)pH？pH；三組；酸性、中性和堿性。3.本實(shí)驗(yàn)的因變量是什么？怎樣檢測(cè)因變量？酶的活性；看氣泡產(chǎn)生多少或衛(wèi)生香復(fù)燃程度。試管1試管2試管3加入2滴稀鹽酸加入2滴清水加入2滴NaOH加肝臟研磨液2滴2滴2滴加H2O22ml2ml2ml實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)：探究PH對(duì)酶活性的影響產(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。產(chǎn)生大量氣泡產(chǎn)生少量氣泡實(shí)驗(yàn)：探究PH對(duì)酶活性的影響

一般地，動(dòng)物體內(nèi)的酶最適pH在6.5~8.0之間，但也有例外，如胃蛋白酶的最適pH為1.5；植物體內(nèi)的酶最適pH在4.5~6.5之間。酶活性受PH影響示意圖（1）pH為多少時(shí)，酶活性最大？（