人教版高中生物必修一降低化学反应活化能的酶

1、斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用 （1 1）这个实验要解决什么问题？）这个实验要解决什么问题？( (提出问题提出问题) ) 讨论：讨论： （2 2）实验中为什么要把肉块放入金属笼内？）实验中为什么要把肉块放入金属笼内？( (设计设计 实验、观察现象实验、观察现象) ) （3 3）是什么物质使肉块消失了？对此，你会作出怎）是什么物质使肉块消失了？对此，你会作出怎 样的推测样的推测? ?（得出结论）（得出结论） 【思考思考】 日常生活中加酶洗衣粉日常生活中加酶洗衣粉 为什么比普通洗衣粉有更强为什么比普通洗衣粉有更强 的去污能力？你还能举出其的去污能力？你还能举出其 他有关酶

2、的例子吗？他有关酶的例子吗？ 1.1.通过对照实验，掌握酶催化代谢反应的实质及特通过对照实验，掌握酶催化代谢反应的实质及特 征。征。（重、难点）（重、难点） 2.2.阅读资料分析，阐述酶的本质。阅读资料分析，阐述酶的本质。 3.3.通过实验探究，学会控制实验变量及设计对照实通过实验探究，学会控制实验变量及设计对照实 验。验。（重、难点）（重、难点） 细胞中每时每刻都进行着许多细胞中每时每刻都进行着许多化学反应化学反应，统称为，统称为 细胞代谢细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的基础。细胞代谢是细胞生命活动的基础。 2H2H2 2O O2 22H2H2 2O+OO+O2 2 一、酶在细胞代谢中的作

3、用一、酶在细胞代谢中的作用 步骤步骤 试管编号试管编号 说明说明 1 12 23 34 4 一一 H H2 2O O2 2 浓度 浓度 剂量剂量 二二 剂量剂量 结结 果果 气泡产生气泡产生 卫生香燃烧卫生香燃烧 结论结论 比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解 2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL 3%3%3%3%3%3%3%3% 常温常温9090FeClFeCl3 3 肝脏研肝脏研 磨液磨液 2 2滴清水滴清水2 2滴清水滴清水2 2滴滴2 2滴滴 不明显不明显少量少量较多较多大量大量 不复燃不复燃 不复燃不复燃变亮变亮复燃复燃 过氧化氢在过氧化氢在不同不

4、同条件下的分解速条件下的分解速 率率不不一样一样 反应条件反应条件 自变量自变量 因变量因变量 无关变量无关变量 y=ky=kx x 变量变量 对照对照 组组 1 1 实验组实验组 对照实验对照实验 活化能活化能 酶酶并未供给过氧化氢能量，只是并未供给过氧化氢能量，只是降低降低了过氧化氢了过氧化氢 分解反应的分解反应的活化能活化能。 同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，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。因而催化效率更高。 为什么在酶的催化作用下为什么在酶的催化作用下, ,过氧化氢的分解速度加过氧化氢的分解速度加 快了呢？快了呢？ 酶降低化学反应活化能的图解

5、酶降低化学反应活化能的图解 发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关 发酵与发酵与整整个细个细 胞的活动有关胞的活动有关 发酵与细胞中发酵与细胞中 某些某些物质有关物质有关 酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用 酶是蛋白质酶是蛋白质 巴斯德之前巴斯德之前 巴斯德巴斯德李比希李比希 毕希纳毕希纳 萨姆纳萨姆纳 关于酶本质的探索关于酶本质的探索 酶是酶是活细胞产生活细胞产生的具有的具有催化作用催化作用的的有机物。有机物。 二、酶的本质二、酶的本质 绝大多数是蛋白质，绝大多数是蛋白质， 少数是少数是RNARNA 来源来源 功能功能 化学本质化学

6、本质 活细胞产生的活细胞产生的 催化剂催化剂 酶酶 【例例1 1】甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活 性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的 是是( )( ) A.A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解甲酶能够抗该种蛋白酶降解 B.B.甲酶不可能是具有催化功能的甲酶不可能是具有催化功能的RNARNA C.C.乙酶的化学本质为蛋白质乙酶的化学本质为蛋白质 D.D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 B B 【解题关键解题关键】解答本题的关键是通过图中蛋白酶对两解答本题的关键是通过图中蛋

7、白酶对两 种酶的作用结果来判断两种酶的化学本质，然后逐项种酶的作用结果来判断两种酶的化学本质，然后逐项 分析。分析。 【解析解析】酶的作用具有专一性，用蛋白酶处理后，蛋酶的作用具有专一性，用蛋白酶处理后，蛋 白质类酶的活性会因为其分子结构改变而逐渐降低，白质类酶的活性会因为其分子结构改变而逐渐降低， 非蛋白质类酶的活性不会受影响。酶的化学本质是蛋非蛋白质类酶的活性不会受影响。酶的化学本质是蛋 白质或白质或RNARNA，因此乙酶的化学本质是蛋白质，甲酶的化，因此乙酶的化学本质是蛋白质，甲酶的化 学本质是学本质是RNARNA。 第一节第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶 第二课时第

8、二课时 酶的特性酶的特性 复习提问 1 .酶的来源- - 。 2.酶的化学本质-。 3.酶的作用原理-。 4.酶的作用场所-。 5.基本组成单位-。 6生物催化剂与无机催化剂的异同点； 相同点；A改变化学反应速-。 B加快-缩短-但不改变- -。C降低-使-加快。 三、酶的特性三、酶的特性 少量肝脏少量肝脏 研磨液研磨液 比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3+ 3+的催化效率。 的催化效率。 事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。倍。 10107 7 101013 13 肝脏必须是肝脏必须是 新鲜的。新鲜的。 三氯化三氯化 铁溶液铁溶液 1 1

9、2 21 12 2 1.1.酶的高效性酶的高效性 淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液 实实 验验 步步 骤骤 一一 二二 三三 实验实验 现象现象 结论结论 加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振荡，试管下半部分浸入滴，振荡，试管下半部分浸入 6060左右的热水中，反应左右的热水中，反应5min5min 2 2号试管中加入号试管中加入2mL2mL 蔗糖溶液蔗糖溶液 加入斐林试剂加入斐林试剂 振荡振荡约约6060水浴水浴2min2min 1 1号试管中加入号试管中加入2mL2mL淀淀 粉溶液粉溶液 白色白色 无变化无变化 棕色棕色 砖红色沉淀砖红色沉淀 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。淀粉酶只

10、能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 2.2.酶的专一性酶的专一性 思考：思考： 实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？ 提示：提示：不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗 糖分子是否被水解不能用碘液检测。糖分子是否被水解不能用碘液检测。 酶作用的机理酶作用的机理 探究探究 影响酶活性的条件影响酶活性的条件 思考：思考： 实验中可以选择过氧化氢酶催化过氧化氢吗？实验中可以选择过氧化氢酶催化过氧化氢吗？ 提示：提示：不可以。因为过氧化氢在加热

11、条件下会分解。不可以。因为过氧化氢在加热条件下会分解。 在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起 疑问：疑问：6060时，为什么肉块长时间不能被分解？时，为什么肉块长时间不能被分解？ 3.3.酶的催化需要温和的条件酶的催化需要温和的条件 通过以上实验可以知道，酶在最适温度下，活通过以上实验可以知道，酶在最适温度下，活 性最高。性最高。 那么那么pHpH不同，对酶的活性有没有影响呢？不同，对酶的活性有没有影响呢？ 设计一个实验，来探究设计一个实验，来探究pHpH会不会影响酶的催化效率会不会影响酶的催化效率 （活性）？（活性）？ 1 1号试管号试管 过氧化氢过氧化氢

12、 溶液溶液 实验实验 步骤步骤 一一 二二 三三 四四 实验现象实验现象 结论结论 2 2号试管号试管3 3号试管号试管 加入过氧化氢酶加入过氧化氢酶2 2滴，振荡滴，振荡2 23min3min 试管各加入试管各加入2mL2mL过氧化氢溶液过氧化氢溶液 无明显变化无明显变化 pHpH7 7pH=12pH=12pHpH2 2 将带火星的卫生香分别放入试管中将带火星的卫生香分别放入试管中 只有在适合的只有在适合的pHpH下酶的催化效果最好下酶的催化效果最好 复燃复燃无明显变化无明显变化 探究探究pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响 1.1.具有高效性具有高效性 2.2.具有专一性具

13、有专一性 3.3.作用条件较温和作用条件较温和 要有合适的温度要有合适的温度 要有合适的要有合适的pHpH 比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3 3 的催化效率 的催化效率 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 温度对淀粉酶活性的影响温度对淀粉酶活性的影响 pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响 酶的特性酶的特性 四、影响酶促反应速率的因素：四、影响酶促反应速率的因素： 1.1.温度温度 3.3.酶的浓度：酶的浓度：反应速率随酶反应速率随酶 浓度的升高而加快浓度的升高而加快 4.4.底物浓度：底物浓度：在一定浓度范在一定浓度范 围内，反应速率随浓度的升围

14、内，反应速率随浓度的升 高而加快；但达到一定浓度高而加快；但达到一定浓度 后，反应速率不再变化后，反应速率不再变化 酶促反应速率酶促反应速率 酶的浓度酶的浓度 酶促反应速率酶促反应速率 底物浓度底物浓度 酶量一定酶量一定 2.pH2.pH 影响酶活性的影响酶活性的 因素一定影响因素一定影响 酶促反应的速酶促反应的速 率。率。 【例例2 2】(2015(2015海南高考海南高考) )关于温度对酶活性影响的关于温度对酶活性影响的 叙述叙述, ,错误的是错误的是( () ) A.A.不同酶的最适温度可能相同不同酶的最适温度可能相同 B.B.随着温度降低随着温度降低, ,酶促反应的活化能下降酶促反应的

15、活化能下降 C.C.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存酶活性最高时的温度不适合该酶的保存 D.D.高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果 B B 【解题指南解题指南】解答本题时需关注以下两点解答本题时需关注以下两点: : (1)(1)温度能影响酶的活性温度能影响酶的活性, ,最适温度时酶的活性最高。最适温度时酶的活性最高。 (2)(2)高温使酶变性失活高温使酶变性失活, ,低温使酶活性降低低温使酶活性降低, ,但不失活但不失活, , 可用于酶的保存。可用于酶的保存。 【警示警示】 实验中温度和实验中温度和pHpH的控制的控制 在设计酶需要适宜的温度和在设计酶需要适

16、宜的温度和pHpH的实验中，每一组实的实验中，每一组实 验都必须事先将底物、酶液分别处理到各自所需要验都必须事先将底物、酶液分别处理到各自所需要 控制的温度和控制的温度和pHpH，使反应一开始便达到预设温度和，使反应一开始便达到预设温度和 pHpH，减小实验误差。若先将底物与酶液混合后再控，减小实验误差。若先将底物与酶液混合后再控 制温度和制温度和pHpH，则会由于酶的高效性，导致酶促反应，则会由于酶的高效性，导致酶促反应 在达到所控温度和在达到所控温度和pHpH条件前发生。条件前发生。 酶的概念酶的概念 酶的作用原理酶的作用原理 酶的本质酶的本质 酶的作用特性酶的作用特性 酶酶 1 1关于酶

17、的特性，下列表述中错误的是（关于酶的特性，下列表述中错误的是（ ） A.A.酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物 B.B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变化学反应前后，酶的化学性质和数量不变 C.C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响 D.D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力一旦离开活细胞，酶就失去催化能力 D D 2.2.下列关于酶的叙述，不正确的是（下列关于酶的叙述，不正确的是（ ） A.A.绝大多数酶的化学本质是蛋白质绝大多数酶的化学本质是蛋白质 B.B.能够催化脂肪酶水解的酶是脂肪酶能够催化脂肪酶水解

18、的酶是脂肪酶 C.C.酶的催化效率高是因为其降低活化能的作用显著酶的催化效率高是因为其降低活化能的作用显著 D.D.酶催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的酶催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的 【解析解析】绝大多数酶的本质是蛋白质，极少数为绝大多数酶的本质是蛋白质，极少数为RNARNA； 脂肪酶的本质为蛋白质，所以用蛋白酶才能够将其水解；脂肪酶的本质为蛋白质，所以用蛋白酶才能够将其水解； 酶能够较大幅度地降低化学反应的活化能；温度、酶能够较大幅度地降低化学反应的活化能；温度、pHpH等等 都会对酶的活性产生影响，所以酶催化的化学反应一般都会对酶的活性产生影响，所以酶催化的化学反

19、应一般 在比较温和的条件下进行。在比较温和的条件下进行。 B B 3.3.将唾液淀粉酶先放入沸水中将唾液淀粉酶先放入沸水中2 2分钟，再放在分钟，再放在3737 的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是（的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是（ ） A.A.不断降低不断降低 B.B.先升后降先升后降 C.C.先降后升先降后升 D.D.没有变化没有变化 D D 4.4.下图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中能下图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中能 正确表示酶量增加正确表示酶量增加1 1倍时，底物浓度和反应速度关系倍时，底物浓度和反应速度关系 的是的是( )( )B B 5.5.比较过氧化氢在

20、不同条件下的分解实验中，对比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，对1 14 4 号试管进行了如下处理，据表回答号试管进行了如下处理，据表回答: : 条件条件 试管试管 1 12 23 34 4 3%H3%H2 2O O2 2溶液溶液2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL 温度温度室温室温9090室温室温室温室温 5%FeCl5%FeCl3 3溶液溶液/ / /2 2滴滴/ / 肝脏研磨液肝脏研磨液/ / / /2 2滴滴 (1)1(1)1号、号、2 2号试管相比，号试管相比， 是实验组，自变量是实验组，自变量 是是 ，因变量是，因变量是 。 (2)1(2)1号、号、3 3号相比，号相

21、比， 是实验组；是实验组；3 3号、号、4 4号相号相 比，实验组是比，实验组是 。 (3)3(3)3号和号和4 4号未经加热，也有大量的气泡产生，这说号未经加热，也有大量的气泡产生，这说 明明FeClFeCl3 3溶液和过氧化氢酶都能降低反应的活化能，溶液和过氧化氢酶都能降低反应的活化能， 使反应在常温下快速进行使反应在常温下快速进行 。 2 2号号 温度温度产生气泡的多少产生气泡的多少 3 3号号 3 3号和号和4 4号号 布置作业 必做题；课本82拓展题1 学业测评题15；7到10 选做题；学业测评题；能力提升 要求要求:闭卷闭卷;单独完成单独完成 第一节第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶 第二课时第二课时 酶的特性酶的特性 复习提问 1 .酶的来源- - 。 2.酶的化学本质-。 3.酶的作用原理-。 4