【课件】5.1 降低化学反应的活化能的酶课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1

1、第五章 细胞的能量供应与利用第1节 降低化学反应活化能的酶问题探讨1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼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：1.为什么要将肉块放在金属笼内？2.是什么使肉块消失了？3.怎样才能证明你的推测？便于取出实验材料（肉块），排除物理性消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学性消化是胃里的化学物质将肉块分解了收集胃里的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解一.酶的作用和本质1.细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢细胞代谢离不开酶酶在细胞代谢中到底起什么作

2、用呢？二.酶在细胞代谢中的作用探究实践比较过氧化氢在不同条件下的分解新鲜的肝脏中有比较多的过氧化氢酶。经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍134342讨论1.与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？2.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？3.3号试管和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？4.3号试管和4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内的化学反应的顺利进行至关重要？三.对照实验1.变量2.对照实验其中人为控

3、制的对实验对象进行处理的因素叫做自变量因自变量改变而变化的变量叫作因变量除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验实验过程中的变化因素称为变量3.对照实验设计的一般步骤对照实验的目的是排除无关变量的干扰，从而确定自变量与因变量的关系。根据实验目的和器材，分析实验的自变量，找出主要的无关变量，明确因变量的检测方法自变量因变量无关变量（控制）（检测）（适宜且相同）一般步骤第一步：分组编号，统一处理第二步：分组施加自变量第三步：一段时间后，检测因变量123四.酶催化的机理（1）活化

4、能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃态所需要的能量。能量反应过程酶使活化能降低有酶催化有无机催化剂催化没有催化剂酶降低化学反应活化能示意图：无催化剂时化学反应所需的活化能：无机催化剂催化时化学反应所需的活化能：无机催化剂降低的活化能：酶催化时化学反应所需的活化能：酶降低的活化能四.酶的本质探索历程对酵母菌发酵的探索发现了起催化作用的物质酶巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某种物质起作用引起发酵的是细胞中的某种物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能起作用巴斯德李比希酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起到催化作用，就像在

5、活酵母细胞中一样毕希纳对酶本质的探索发现了绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA萨姆纳：从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是蛋白质科学家们获得胃蛋白酶，胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证明这些酶的化学本质是蛋白质萨姆纳之后发现少数RNA具有催化作用，称为核酶切赫、奥特曼酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质酶的特性（一）比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多一、酶具有高效性3434探究活动利用下面提供的溶液和试剂，请你设计实验，来探究一种酶只能催化一种物质，还是能催化多种物质？2%淀粉酶溶液（最适温度70）、2%蔗糖酶溶液（最适温度50）、3%淀粉

6、溶液、3%蔗糖溶液、3%葡萄糖溶液、3%蛋白液、100%植物油、0.01g/ml苏丹III染液、0.1g/mlNaOH溶液、0.01g/mlCuSO4溶液、 0.05g/mlCuSO4溶液每一种酶只能催化 化学反应。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 是分不开的。 二、酶具有专一 性一种或一类 8000专一性目前发现的酶有 多种,它们分别催化不同的化学反应。活性部位abc酶（E）底物（S1）abcSE复合物abc酶（E）产物abcX酶具有专一性的解释：底物（S2） 三、酶的应用请同学们思考，在生活中哪些方面用到酶？为什么不能用于丝质及羊毛衣料？酶的应用1.溶菌酶溶解细菌细胞壁，具有抗菌消炎的作

7、用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。2.果胶酶分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得澄清。3.加酶洗衣粉蛋白酶血渍、奶渍脂肪酶油渍4.含酶牙膏残留在牙缝里的食物残渣是细菌的美食，也是导致龋齿的祸根。含酶牙膏可以分解细菌，使我们的牙齿亮白、口气清新。5.多酶片多酶片中含有多种消化酶，人在消化不良时可以服用。6.胰蛋白酶胰蛋白酶可用于促进伤口愈合和溶解血凝块，还可以去除坏死组织，抑制污染微生物的繁殖。7.脂肪酶利用脂肪酶处理废油脂，制造生物柴油，既保护环境又使其得到合理利用。8.青霉素酰化酶青霉素酰化酶能将易形成抗药性的青霉素造成杀菌力更强的氨苄青霉素。酶具有高效性和专一性

8、；那么它的这两个特性的发挥是不是在任何条件下都可以呢？资料1：感冒发烧的你为什么不想吃饭呢？唾液淀粉酶在口腔内（唾液pH为6.2-7.4）可分解淀粉，但唾液淀粉酶随唾液流入胃（胃液pH为0.9-1.5）却不能分解淀粉。酶的名称最适pH过氧化氢酶（肝）6.8唾液淀粉酶6.8胃蛋白酶1.5-2.2资料2：四.影响酶活性的条件酶活性：酶对化学反应的催化效率。酶的活性是否受pH、温度的影响我们作出的假设：酶的活性受pH、温度的影响我们探究的问题：探究活动利用下面提供的溶液和试剂，请你设计实验，来探究酶的活性受PH的影响，或者探究酶的活性受温度的影响新配制的2%淀粉酶溶液、新鲜的质量分数为20%的肝脏研

9、磨液、缓冲液（能在加入少量酸或碱时抵抗pH改变的溶液）、3%可溶性淀粉溶液、3%过氧化氢溶液、0.01mol/L的盐酸、0.01g/ml苏丹III染液、0.01mol/L的NaOH溶液、 0. 1g/mL的NaOH溶液、 0.01g/mL的CuSO4溶液、 0.05g/mL的CuSO4溶液、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂探究温度对酶活性的影响探究pH对酶活性的影响我们选用的底物我们选用的酶 底 物：质量分数3的可溶性淀粉溶液（酸能促进淀粉分解）质量分数3的H2O2溶液（高温下H2O2分解加快） 酶溶液： 唾液淀粉酶溶液（适宜温度37左右，适宜pH为6.8） 新鲜的肝脏研磨液（含H2O2酶,

10、适宜pH为6.8 ）选择材料pH对酶活性的影响（以H2O2为底物）自变量：因变量：检 测：无关变量：pH不同酶活性 相同时间内H2O2分解产生气泡的量温度，底物量及浓度，酶量，反应时间等探究一实验设计序号 操 作试管1试管2 试管3试管4试管5试管61加肝脏研磨液2滴 2滴 2滴2加入1ml(摇匀）NaOH HCl H2O3加H2O2溶液2ml 2ml 2ml4混合（摇匀）试管4试管5试管65观察现象无气泡产生无气泡产生大量气泡产生实验结论：酶的活性受pH影响。由过酸过碱恢复到适宜pH环境，酶的活性能够恢复。设计实验：在碱性环境的试管中加入等量HCl。在酸性环境的试管中加入等量NaOH。实验结

11、果：两支试管都没有产生大量气泡。实验结论：由过酸过碱恢复到适宜pH环境，酶的活性不能恢复。拓展作出假设：预测结果：处于两种环境下酶活性都能够恢复,都产生大量气泡。自变量：因变量：检测：无关变量：温度不同酶活性 碘液检测观察各 试管中颜色的深浅。 pH，底物量及浓度，酶量，反应时间，碘液的量等。温度对酶活性的影响（以淀粉为底物）探究二序号操作试管1试管2试管3试管4试管5试管61 可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml2新鲜的淀粉酶溶液1ml1ml1ml3温度冰块蒸馏水热水冰块蒸馏水热水4时间5min5min5min5min5min5min5混合试管4试管5试管66时间5min5min5min7碘液2

12、滴2滴2滴8观察现象实验设计变蓝不变蓝变蓝五.与酶相关的曲线acb在ab段随着温度的升高酶的活性 。 在b点酶的活性 。 在bc段随着温度的升高酶的活性 。abc在ba段随着PH的降低酶的活性 。在b点酶的活性 。在bc段随着PH的升高酶的活性 。增高达到最大值降低降低达到最大值降低达到反应的平衡点时加入酶的反应所用的时间更短，说明了酶的 性，加入酶的反应，加入无机催化剂的反应和未加催化剂的反应平衡点都相同，说明酶并不能改变化学反应的 ，只是缩短了达到 所需的时间该曲线说明酶B （能，不能）催化该反应，酶A （能，不能）催化该反应，说明酶具有 性高效平衡点化学平衡不能能专一a此曲线表示自变量是 ，因变量是 ，在oa段随着 ， 的增大 加快，在a点以后酶促反应速率不再增加是受到 的限制，此时 都与底物结合，反应速率达到最大o此曲线表示酶促反应速率与酶浓度成正比，必修满足的前提条件是 。底物浓度酶促反应速率底物浓度酶促反应速率所有的酶酶量底物是过量的从图中可看出此酶促反应的最适温度为 ，最适PH为 。358六. 相关应用多酶片为复方制剂，内含胰酶（包括胰脂肪酶、胰淀粉酶）和胃蛋白酶。多酶片为肠溶衣和糖衣的双层包衣片1.请你根据以上信息设计多酶片的结构2. 多酶片应如何服用？加酶洗衣粉在使用时要注意什么？1、将乳清蛋白，淀粉，胃蛋白酶，唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器内，调整P