广东省云浮市邓发纪念中学高中生物 5.1 降低化学反应活化能的酶（1） 课件 新人教版必修1.ppt

5 1降低化学反应活化能的酶 问题探讨 斯帕兰扎尼与化学消化1773年 意大利科学家斯帕兰扎尼 l spallanzani 做了一个巧妙的实验 将肉块放入小巧的金属笼内 然后让鹰把小笼子吞下去 过一段时间后 他把小笼子取出来 发现笼内的肉块消失了 讨论 这个实验要解决什么问题 是什么物质使肉块消失了 怎样才能证明你的推测 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用 细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应 统称为细胞代谢 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用 细胞代谢 实验 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验原理 目的要求 通过比较h2o2在不同条件下分解的快慢 了解过氧化氢酶的作用和意义 fe3 和过氧化氢酶都能催化h2o2的分解 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用 细胞代谢 实验 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验原理 目的要求 材料用具 略 方法步骤 取材 编号 加热处理 1 2号 比较气泡数目 催化剂处理 3 4号 比较气泡数目 卫生香燃烧程度 讨论 与1号管相比 2号管出现什么不同的现象 这一现象说明什么 在细胞内 能通过加热来提高反应速率吗 3号和4号管未经加热 也有大量气泡产生 这说明什么 fe3 肝脏研磨液 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用 细胞代谢 实验 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验原理 目的要求 材料用具 略 方法步骤 讨论 3号试管与4号试管相比 哪支试管中的反应速率更快 这说明什么 为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要 fe3 肝脏研磨液 取材 编号 加热处理 1 2号 比较气泡数目 催化剂处理 3 4号 比较气泡数目 卫生香燃烧程度 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用 细胞代谢 实验 比较过氧化氢在不同条件下的分解 控制变量 变量 实验中可以变化的因素称为变量 自变量 人为改变的变量称做自变量 如在本实验中 加热与否 催化剂种类的选择等 即属自变量 因变量 随着自变量的变化而变化的变量 称做因变量 如本实验中 过氧化氢分解的速率 就是因变量 无关变量 除自变量以外 实验过程中可能还会存在一些可变因素 对实验结果造成影响 这些变量称为无关变量 对照实验 除了一个因素以外 其余因素都保持不变的实验叫对照实验 对照实验一般要设置对照组和实验组 在对照实验中 除了要观察的变量外 其他变量都应当始终保持相同 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用 细胞代谢 实验 比较过氧化氢在不同条件下的分解 酶能降低化学反应的活化能 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量 活化能 酶等催化剂能降低化学反应的活化能 使反应易于进行 同无机催化剂相比 酶降低活化能的作用更显著 因而催化效率更高 酶的作用 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用 酶的本质 资料分析 关于酶本质的探索 问题的提出 酒怎么变酸了在19世纪 酿酒业在欧洲经济中占有重要地位 但酿出的葡萄酒常莫明其妙地变酸 受这一问题困扰 科学界非常重视对发酵过程的研究 当时已经知道 酿酒就是让糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳 许多化学家相信这是一个纯化学的过程 与生命活动无关 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用 酶的本质 资料分析 关于酶本质的探索 问题的提出 酒怎么变酸了 活细胞vs细胞产物1857年 法国微生物学家巴斯德在显微镜观察的基础上提出 发酵缘起于酵母细胞的存在 没有活细胞的参与 糖类是不可能变成酒精的 德国化学家李比希则坚持认为 引起发酵的是酵母细胞中的某些物质 这些物质只有在酵母细胞死亡 裂解后 才能发挥作用 两种观点争执不下 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用 酶的本质 资料分析 关于酶本质的探索 问题的提出 酒怎么变酸了 活细胞vs细胞产物 毕希纳 酿酶在细胞外呈现催化活性德国化学家毕希纳将酵母细胞放在石英砂中用力研磨 加水搅拌 加压过滤 得到不含酵母细胞的提取液 向这些汁液中加入葡萄糖 一段时间后就冒出气泡 糖液居然变成了酒 他把这些从酵母细胞中提取的 能引起发酵的物质称为酿酶 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用 酶的本质 资料分析 关于酶本质的探索 问题的提出 酒怎么变酸了 活细胞vs细胞产物 毕希纳 酿酶在细胞外呈现催化活性讨论 巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义 各有什么局限性 科学发展过程中出现争论是正常的 试分析巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么 这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用 从毕希纳的实验可以得出什么结论 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用 酶的本质 资料分析 关于酶本质的探索 问题的提出 酒怎么变酸了 活细胞vs细胞产物 毕希纳 酿酶在细胞外呈现催化活性 萨姆纳 脲酶是蛋白质1917年 美国科学家萨姆纳从资料中得知 刀豆种子中脲酶含量很高 便决定从中提取纯酶 历经挫折 终于在1926年的一天清晨 惊喜地发现 在用丙酮作溶剂的提取液中获得结晶 提取物达到了一定的纯度 这种结晶溶于水后能催化尿素分解成氨和二氧化碳 萨姆纳用多种方法证明 脲酶是蛋白质 后来 科学家们相继获得多种酶的结晶 并证明它们都是蛋白质 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用 酶的本质 资料分析 关于酶本质的探索 问题的提出 酒怎么变酸了 活细胞vs细胞产物 毕希纳 酿酶在细胞外呈现催化活性 萨姆纳 脲酶是蛋白质讨论 萨姆纳历时9年才证明了脲酶是蛋白质 并因此荣获诺贝尔化学奖 你认为他成功的主要原因是什么 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用 酶的本质 资料分析 关于酶本质的探索 问题的提出 酒怎么变酸了 活细胞vs细胞产物 毕希纳 酿酶在细胞外呈现催化活性 萨姆纳 脲酶是蛋白质 切赫 奥特曼 发现核酶 rna20世纪80年代 美国科学家切赫和奥特曼发现 少数rna也具有生物催化功能 讨论 请给酶下一个较完整的定义 酶是由活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物 其中绝大多数酶是蛋白质 少数酶是rna 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 基础2 为什么说酶是细胞代谢所必需的 说出两条理由 基础3 下列关于酶的表述 全面而准确的是 a 酶不能脱离生物体起作用b 酶是蛋白质c 酶与无机催化剂没有本质区别d 酶是活细胞产生的有催化作用的有机物 d 拓展1 给你一份某种酶的结晶 你能设计实验鉴定它是不是蛋白质吗 请简略写出实验步骤 想一想 在萨姆纳之前 为什么很难鉴定酶的本质 拓展2 你想知道哪些rna具有生物催化活性吗 是否还存在具有催化活性的dna呢 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶的特性 讨论 酶的高效性通过上节课的学习 我们已经知道 与无机催化剂相比较 酶具有高效性 思考 假如细胞中过氧化氢酶的催化效率很低会怎样 你在打球或赛跑时 肌细胞需要大量的能量供应 如果有关的酶催化效率很低 又会怎样 酶的催化效率大约是无机催化剂的107 1013倍 高效性 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶的特性 讨论 酶的专一性过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解 不能催化其他化学反应 脲酶只能催化尿素的分解 同样对其他化学反应不起作用 每一种酶只能催化一种或一类化学反应 就像一把钥匙开一把锁一样 目前已发现的酶有4000多种 它们分别催化不同的化学反应 思考 设想你刚刚住进一家旅馆 如果这个旅馆的客人每人一把万能钥匙 会出现怎样的情景 每一种酶只能催化一种或一类化学反应 意义 保证细胞代谢有条不紊地进行 学科交叉 无机催化剂催化的化学反应范围比较广 例如 酸既能催化蛋白质水解 也能催化脂肪水解 还能催化淀粉水解 你还能举出化学课上学过的其他例子吗 高效性 专一性 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶的特性 探究实验影响酶活性的条件 提出问题 许多无机催化剂能在高温 高压 强酸 强碱条件下催化化学反应 酶起催化作用需要怎样的条件呢 初中做消化酶实验时 需要控制温度等条件 加酶洗衣粉的包装袋上 往往注明这种洗衣粉的适用温度范围 唾液淀粉酶 胃蛋白酶等消化酶都是在消化道中起作用的 不同部位的消化液的ph不一样 唾液的ph约为6 2 7 4 胃液的ph为0 9 1 5 小肠液的ph为7 6 唾液淀粉酶会随唾液注入胃 胃蛋白酶会随食糜进入小肠 读了上述材料 你能提出什么问题吗 高效性 专一性 作用条件较温和 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶的特性 探究实验影响酶活性的条件 提出问题 作出假设 温度 酸碱度等条件的改变 会影响蛋白质分子的空间结构 从而影响酶的活性 高效性 专一性 作用条件较温和 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶的特性 探究实验影响酶活性的条件 提出问题 作出假设 材料用具 供选 酶制剂2 的新配制的淀粉酶溶液 20 的新鲜的肝脏研磨液 反应底物3 的可溶性淀粉溶液 3 的过氧化氢溶液 试剂5 的盐酸 5 的氢氧化钠溶液 蒸馏水 碘液 斐林试剂 辅助材料热水 冰块 器材试管 量筒 小烧杯 大烧杯滴管 试管夹 酒精灯 三角架 石棉网 温度计 ph试纸 火柴 高效性 专一性 作用条件较温和 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶的特性 探究实验影响酶活性的条件 提出问题 作出假设 材料用具 设计实验 选择哪一种酶作实验材料 为什么 根据所作假设 当酶活性升高或降低时 你预期会看到什么结果 本实验的自变量 因变量是什么 怎样控制自变量 怎样观察或检测因变量 对照组怎样设置 需否重复实验 如果探究ph对酶活性的影响 你将设定哪几个ph值 怎样将ph调到设定的值 怎样排除温度等其他因素对实验结果的干扰 如果探究温度对酶活性的影响 你将设定哪几个温度 怎样将温度调到设定值 怎样排除ph等其他因素对实验结果的干扰 形成方案 列出材料用具 设计记录表格 高效性 专一性 作用条件较温和 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶的特性 探究实验影响酶活性的条件 提出问题 作出假设 材料用具 设计实验 高效性 专一性 作用条件较温和 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶的特性 探究实验影响酶活性的条件 提出问题 作出假设 材料用具 设计实验 进行实验 按照实验方案进行操作 仔细观察 认真记录 高效性 专一性 作用条件较温和 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶的特性 探究实验影响酶活性的条件 提出问题 作出假设 材料用具 设计实验 进行实验 分析结果 哪支试管中酶的活性最高 你是怎样得出这一结论的 实验结果与你预期的结果一致吗 你作出的假设是否得到了确认 高效性 专一性 作用条件较温和 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶的特性 探究实验影响酶活性的条件 提出问题 作出假设 材料用具 设计实验 进行实验 分析结果 结论和应用 根据实验结果 你们小组的结论是什么 偿试应用酶的化学本质的知识 解释本小组的结论 你认为在酶制剂的贮藏 运输和使用过程中 应注意哪些问题 为什么 高效性 专一性 作用条件较温和 溶液的温度和ph都对酶的活性有影响 酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶的特性 探究实验影响酶活性的条件 提出问题 作出假设 材料用具 设计实验 进行实验 分析结果 结论和应用 表达交流 与其他小组交流探究的过程和结论 提出新的问题 听取其他小组的质询 进行必要的答辩 反思和修改 交流时应当注意具体情况具体分析 如不同酶的最适条件可能是不一样的 高效性 专一性 作用条件较温和 溶液的温度和ph都对酶的活性有影响 酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶的特性 探究实验影响酶活性的条件 提出问题 作出假设 材料用具 设计实验 进行实验 分析结果 结论和应用 表达交流 进一步探究 定量实验 不同温度或ph条件下 酶活性差别有多大 用出现同一结果所需时间表示酶活性 并根据实验数据绘制曲线 高效性 专一性 作用条件较温和 溶液的温度和ph都对酶的活性有影响 酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的 5 1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶的特性 资料酶的最适温度和最适ph动物体内的酶最适温度为35 40 植物体内的酶为40 50 细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大 有的可达70 动物体内的酶最适ph为6 5 8 0 但有例外 如胃蛋白酶为1 5 植物体内的酶为4 5 6 5 过酸 过碱或温度过高 会使酶的空间结构遭到破坏 使酶永久失活 0 左右酶活性很低 但空间结构稳定 在适宜的温度下活性可以升高 因此酶制剂适于在低温 0 4 下保存 讨论 酶为什么这么 娇气 高效性 专一性 作用条件较温和 溶液的温度和ph都对酶的活性有影响 酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的 在最适温度和最适ph条件下 酶的活性最高