5.1+降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課件-高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第五章

細(xì)胞的能量供應(yīng)與利用授課人：陳

穎生命活動離不開酶：1、概念2、主要場所3、控制中心4、類型5、特點(diǎn)6、意義細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)同化作用和異化作用①在液體環(huán)境中進(jìn)行②反應(yīng)條件溫和③一般伴隨著能量的釋放、儲存和利用④細(xì)胞代謝離不開酶學(xué)習(xí)目標(biāo)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。01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)家也會有認(rèn)知上的局限性。02通過“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗，學(xué)會控制變量，觀察和檢測因變量，以及嘗試設(shè)置對照實(shí)驗。03酶在代謝中的作用PARTONE一、酶在代謝中的作用-比較過氧化氫在不同條件下的分解探究活動（一）：仔細(xì)閱讀課本76-77頁內(nèi)容，思考探討以下幾個問題：1、本實(shí)驗的實(shí)驗?zāi)康氖鞘裁矗?、過氧化氫分解的原理是什么？3、本實(shí)驗中的酶是由哪種實(shí)驗材料來提供？4、嘗試分析出本實(shí)驗的自變量和因變量。本實(shí)驗共設(shè)置了幾個條件？5、本實(shí)驗中用到的點(diǎn)燃的衛(wèi)生香是用來檢測什么的？你認(rèn)為的實(shí)驗現(xiàn)象是怎樣的？為什么？一、酶在代謝中的作用-比較過氧化氫在不同條件下的分解1、本實(shí)驗的實(shí)驗?zāi)康氖鞘裁矗?、過氧化氫分解的原理是什么？3、本實(shí)驗中的酶是由哪種實(shí)驗材料來提供？通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用。2H2O22H2O+O2↑反應(yīng)條件新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟（如豬肝、雞肝）研磨液。一、酶在代謝中的作用-比較過氧化氫在不同條件下的分解4、嘗試分析出本實(shí)驗的自變量和因變量。本實(shí)驗共設(shè)置了幾個條件？一、酶在代謝中的作用-比較過氧化氫在不同條件下的分解4、嘗試分析出本實(shí)驗的自變量和因變量。本實(shí)驗共設(shè)置了幾個條件？5、本實(shí)驗中用到的點(diǎn)燃的衛(wèi)生香是用來檢測什么的？你認(rèn)為的實(shí)驗現(xiàn)象是怎樣的？為什么？自變量：反應(yīng)條件因變量：過氧化氫的分解速率（抽象的）

單位時間里氣泡產(chǎn)生的多少（具象化的）1.加熱是化學(xué)反應(yīng)常見的條件2.Fe3+是無機(jī)催化劑3.新鮮肝臟中含有過氧化氫酶本實(shí)驗的條件：組別1234過氧化氫濃度3%3%3%3%劑量2mL2mL2mL2mL反應(yīng)條件常溫90℃FeCl32滴肝臟研磨液2滴結(jié)果產(chǎn)生氣泡衛(wèi)生香燃燒情況實(shí)驗過程無氣泡少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃一、酶在代謝中的作用-比較過氧化氫在不同條件下的分解思考與討論：1、與1號試管相比，2號試管放出的氣泡多。這一現(xiàn)象說明了什么？2、為什么加熱能加快過氧化氫的分解速率？3、在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？加熱可以加快過氧化氫的分解速率是因為加熱使過氧化氫分子得到了能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)。不能，細(xì)胞的生命活動需要適宜的溫度條件一、酶在代謝中的作用-比較過氧化氫在不同條件下的分解思考與討論：1、1與3號試管對照，說明了什么？2、1與4號試管對照，說明了什么？3、

3與4號試管對照，說明了什么？FeCl3能催化過氧化氫分解過氧化氫酶能催化過氧化氫分解過氧化氫酶的催化效率比FeCl3高顯著降低活化能一、酶在代謝中的作用-比較過氧化氫在不同條件下的分解思考與討論：5、實(shí)驗結(jié)論：1.過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣；2.過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快4、4只試管相比較，最終誰釋放的氧氣更多？為什么？一樣多。因為這三支試管的過氧化氫溶液的體積和濃度都相同。——人為控制的對實(shí)驗對象進(jìn)行處理的因素自變量除作為自變量的因素外，其余因素（無關(guān)變量）都保持一致，并將結(jié)果進(jìn)行比較的實(shí)驗；對照實(shí)驗一般要設(shè)置對照組和實(shí)驗組對照實(shí)驗除自變量外，實(shí)驗過程中還存在一些對實(shí)驗結(jié)果造成影響的可變因素?zé)o關(guān)變量——因自變量改變而變化的變量因變量控制變量和設(shè)計對照實(shí)驗控制變量和設(shè)計對照實(shí)驗對照實(shí)驗設(shè)計的一般步驟：自變量因變量無關(guān)變量(相同且適宜)(控制)(檢測)取材、分組、編號、控制自變量（實(shí)驗組、對照組）檢測因變量（觀測指標(biāo)）第一步：第二步：第三步：第四步：得出實(shí)驗結(jié)論酶發(fā)揮作用的原理PARTTWO二、酶發(fā)揮作用的原理加熱為什么能加快過氧化氫分解？3號、4號試管沒有加熱，為什么也有大量氣泡產(chǎn)生？加熱：為分子提供了能量Fe3+：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶：同無機(jī)催化相比，酶能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，因而催化效率更高。二、酶發(fā)揮作用的原理探究活動（二）：酶發(fā)揮作用的原理曲線圖分析酶降低的活化能酶催化過程所需的活化能無酶催化過程下，所需的活化能①表示無酶催化時反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是

段。②表示有酶催化時反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是

段。③表示酶降低的活化能是

段。ACBCAB降低化學(xué)反應(yīng)的活化能化學(xué)反應(yīng)前后，酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量保持不變練一練：√向右上方移動；因為與酶相比，無機(jī)催化劑降低化學(xué)反應(yīng)活化能的效果較差。2.如圖所示為“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗，下列敘述正確的是A.加FeCl3溶液的試管產(chǎn)生的氣泡最多B.肝臟研磨液使過氧化氫分解最快，是因為其濃度高于3.5%的FeCl3溶液的濃度C.本實(shí)驗中加入FeCl3組和加入肝臟研磨液組的作用機(jī)理不同D.該實(shí)驗的1號試管常溫處理，是作為對照組，排除無關(guān)變量的干擾√練一練：酶的本質(zhì)PARTTHREE三、酶的本質(zhì)探究活動（三）：仔細(xì)閱讀課本79頁關(guān)于酶的本質(zhì)的科學(xué)探究歷程，思考并回答以下問題：1、概述對酶本質(zhì)的探索歷程。2、嘗試總結(jié)歸納酶的化學(xué)本質(zhì)。3、嘗試總結(jié)出酶的概念。4、酶在現(xiàn)實(shí)生活中有哪些應(yīng)用？發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德李比希畢希納薩姆納其他科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)酵與死細(xì)胞中的物質(zhì)有關(guān)發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)死細(xì)胞中的物質(zhì)和活細(xì)胞都能引起發(fā)酵：釀酶脲酶是蛋白質(zhì)胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質(zhì)

少數(shù)酶是RNA切赫奧特曼對酶本質(zhì)的探索三、酶的本質(zhì)2、嘗試總結(jié)歸納酶的化學(xué)本質(zhì)。3、嘗試總結(jié)出酶的概念。來源：功能：本質(zhì)：酶催化作用活細(xì)胞產(chǎn)生的絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物。4、酶在現(xiàn)實(shí)生活中有哪些應(yīng)用？三、酶的本質(zhì)蛋白質(zhì)（主要）或RNA氨基酸或核糖核苷酸核糖體（主要）或細(xì)胞核等胞內(nèi)、胞外、體外均可活細(xì)胞催化(原理：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能）(特例：哺乳動物成熟的紅細(xì)胞除外)三、酶的本質(zhì)4考察方向判斷正誤正確理解產(chǎn)生場所化學(xué)本質(zhì)作用場所作用來源具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生(×)活細(xì)胞（不考慮哺乳動物成熟的紅細(xì)胞等）辨析酶的五種說法蛋白質(zhì)(×)有機(jī)物（大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA）只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用(×)在細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外均可發(fā)揮作用酶具有調(diào)節(jié)、催化作用(×)酶只起催化作用可來源于食物等(×)酶只在生物體內(nèi)合成酶的特性和影響因素PARTFOUR四、酶發(fā)揮作用的特性-高效性酶的催化效率是無機(jī)催化劑的107－1013

倍。3443結(jié)論：酶具有高效性說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高。為什么4號試管的反應(yīng)速率比3號試管快得多？四、酶發(fā)揮作用的特性-高效性你在踢球或奔跑時，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?化學(xué)反應(yīng)要酶來催化酶的催化效率要高健步如飛保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行。

酶具有高效性的意義：建構(gòu)“在加酶、無機(jī)催化劑條件下物質(zhì)分解得到的產(chǎn)物量與時間關(guān)系”的數(shù)學(xué)模型四、酶發(fā)揮作用的特性-高效性時間產(chǎn)物濃度加酶

加無機(jī)催化劑不加催化劑注

意：催化劑只會縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)（既酶不能增加產(chǎn)物的生成量）。四、酶發(fā)揮作用的特性-專一性(1)含義：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。(2)意義：細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行，與酶的專一性是分不開的。底物酶降解反應(yīng)產(chǎn)物模型探究活動（四）實(shí)驗驗證：實(shí)驗材料：淀粉溶液、淀粉酶溶液、蔗糖溶液、斐林試劑、試管若干支、移液器、水浴鍋如何設(shè)計實(shí)驗證明酶具有專一性？請說出實(shí)驗設(shè)計思路。四、酶發(fā)揮作用的特性-專一性1、本實(shí)驗的實(shí)驗原理是什么？淀粉麥芽糖淀粉酶蔗糖葡萄糖+果糖蔗糖酶還原糖+斐林試劑磚紅色沉淀水浴加熱2、實(shí)驗過程：四、酶發(fā)揮作用的特性-專一性步驟項目試管1試管21注入可溶性淀粉溶液2注入蔗糖溶液3注入新鮮的淀粉酶溶液4保溫一段時間5加入斐林試劑6水浴加熱7觀察顏色變化2mL——2mL2mL2mL60℃水浴，5min2mL50-65℃保持1min淀粉酶的最適溫度為60℃，酶活性最高3、實(shí)驗結(jié)論：專一性曲線：四、酶發(fā)揮作用的特性-專一性淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。從而說明酶具有專一性。四、酶發(fā)揮作用的特性-酶的作用條件較溫和實(shí)驗驗證：探究溫度對酶活性的影響四、酶發(fā)揮作用的特性-酶的作用條件較溫和酶活性：指酶對特定化學(xué)反應(yīng)的催化效率。1、設(shè)計實(shí)驗淀粉酶，H2O2受溫度影響也會分解。①選擇淀粉酶還是H2O2酶作為實(shí)驗材料？②本實(shí)驗的自變量是什么？因變量是什么?設(shè)定高溫（沸水）、適溫（60℃）、低溫（冰水）。通過滴加碘液，觀察顏色變化檢測因變量。自變量是溫度。因變量是酶的活性。③你將設(shè)定哪幾個溫度？怎樣觀察或檢測因變量？實(shí)驗過程四、酶發(fā)揮作用的特性-酶的作用條件較溫和操作1號試管2號試管3號試管4號試管5號試管6號試管0℃0℃50℃50℃100℃100℃加淀粉2mL—2mL—2mL—加淀粉酶—2mL—2mL—2mL保溫在各自溫度下保溫5min混合將2號加入1號中將4號加入3號中將6號加入5號中保溫在各自溫度下保溫5min加碘液2滴2滴2滴觀察顏色變藍(lán)不變藍(lán)變藍(lán)實(shí)驗結(jié)論：酶的催化作用需要適宜的溫度，溫度過低或過高都會影響酶的活性。實(shí)驗驗證：探究PH對酶活性的影響四、酶發(fā)揮作用的特性-酶的作用條件較溫和1、設(shè)計實(shí)驗

H2O2酶，因為淀粉在酸性條件下可以水解。①選擇淀粉酶還是H2O2酶作為實(shí)驗材料？②本實(shí)驗的自變量是什么？因變量是什么?設(shè)定偏酸性、偏堿性及中性（pH=7）。觀察試管中氣泡的產(chǎn)生情況檢測因變量。自變量是pH。因變量是酶的活性。③你將設(shè)定哪幾個pH？怎樣觀察或檢測因變量？四、酶發(fā)揮作用的特性-酶的作用條件較溫和實(shí)驗步驟一1號試管

2號試管3號試管二三支試管都加入2mLH2O2溶液三PH=2PH=7PH=12四三支試管都加入2滴過氧化氫酶，振蕩，反應(yīng)實(shí)驗現(xiàn)象

產(chǎn)生大量氣泡產(chǎn)生少量氣泡產(chǎn)生少量氣泡實(shí)驗結(jié)論：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。實(shí)驗過程四、酶發(fā)揮作用的特性-酶的作用條件較溫和相關(guān)曲線：五、影響酶促反應(yīng)速率的因素：①圖甲中，溫度從a降低或升高，酶促反速率均下降，但是下降的原因不同。②圖乙中，pH從b降低或升高，酶促反速率均下降，但是下降的原因相同。甲乙丙?、蹐D丙中，底物濃度為c時，酶促反應(yīng)速率達(dá)到最大，因為，酶被底物飽和。④圖丁中，底物充足時,隨著酶濃度的增加,酶促反應(yīng)的速率持續(xù)增加。五、影響酶促反應(yīng)速率的因素：五、影響酶促反應(yīng)速率的因素：五、影響酶促