降低化学反应活化能的酶酶

降低化学反应活化能的酶酶第1页/共50页第2页/共50页●教学重点1.比较过氧化氢酶在不同条件下分解速率快慢的实验，并引导学生得出结论——酶的高效催化作用（酶的作用）。2.酶的本质。3.酶的特性。●教学难点1.酶降低化学反应的活化能降低的原理。2.实验中控制变量的科学方法第3页/共50页人不吃饭行吗？食物进入人体内发生了怎样的变化？这些问题在现在来说都已经十分清楚了。这些变化过程在其他生物中有没有呢？早在二百多年前科学家就对此进行了探索。第4页/共50页问题探讨:斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用1、斯帕兰札尼设计的实验要解决什么问题？

鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学消化。2、根据肉块消失的现象你能作出怎样的假设？胃内化学物质将肉块分解

3、怎样才能证明你的推测？收集该物质，验证其是否能将肉块分解。实验背景：人们普遍认为鸟类的胃只能磨碎食物，不能分解食物中的有机物，也就是说，鸟类的胃只有物理性消化，没有化学性消化第5页/共50页一些化学反应的条件?MnO2浓H2SO4CH3CH2OH+CH3COOH

CH3COOCH2CH3+H2O2KClO32KCl+3O2乙醇醋酸乙酸乙酯第6页/共50页一般化学反应的条件

FeBr2BrHBr水浴（1）高温（2）高压（3）强酸（4）强碱（5）催化剂在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫做

。催化剂只是改变反应速率,并不改变化学平衡催化剂？？第7页/共50页细胞代谢：细胞中每时每刻都进行的许多化学反应，细胞中全部有序的化学变化的总称就叫细胞代谢，是细胞生命活动的基础。

复杂有序高效温和第8页/共50页细胞内外的环境是很温和的1.常温2.常压3.水溶液环境4.pH接近中性细胞内会发生一系列的化学反应，这些化学反应发生的环境条件是什么？

在这种环境状态下发生的化学反应，应该有适合的生物催化剂————酶思考第9页/共50页一:酶在细胞代谢中的作用第10页/共50页（一）比较过氧化氢在不同条件下的分解动植物在代谢中产生的过氧化氢，体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发变白，会加速人体衰老，损害细胞。机体内有一种过氧化氢酶，能催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。铁离子也可催化这一反应。第11页/共50页①2H2O22H2O+O2②2H2O22H2O+O2③2H2O22H2O+O2④2H2O22H2O+O2常温加热Fe3+过氧化氢酶1.实验原理：2、3、酶量多、活性高生物催化剂无机催化剂释放胞内酶；酶在细胞内、外都能起作用放置过久H2O2会自然分解4、实验过程第12页/共50页实验材料和用具汉水丑生侯伟作品第13页/共50页

4、方法步骤:1.取4支洁净试管，编上序号，并且各注入2mL过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。2.将2号试管放在90℃左右的水浴中加热，观察气泡冒出的情况，并与1号试管作比较。3.向3号试管内滴入2滴氯化铁溶液，向4号试管内滴入2滴肝脏研磨液。轻轻地振荡两只试管，使试管内的物质混合均匀。仔细观察哪支试管产生的气泡多。4.将点燃但无火焰的卫生香分别放入3、4号试管内液面的上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。对照实验的一般步骤1.分组、编号2-1.控制温度2-2.控制催化剂种类3-1.观察气泡产生量3-2.观察卫生香燃烧程度第14页/共50页第15页/共50页2号试管汉水丑生侯伟作品第16页/共50页3号试管滴加2滴FeCl34号试管滴加2滴肝脏研磨液汉水丑生侯伟作品第17页/共50页第18页/共50页师生互动1、上述实验分成了1、2、3、4号四支试管，哪些是四支试管共同的条件？两两比较不同的条件有几个？

共同点：都在试管中加入2mLH2O2溶液，都在相同的压力下进行。

不同点：1和2：只有温度不同；1和3：3多了2滴FeCl3溶液；1和4：4多了2滴肝脏研磨液；3和4：加入的催化剂不同。2、1号试管没有加任何试剂，它起的作用是什么？它起的是对照的作用。第19页/共50页师生互动3、2和4试管现象基本相同，能否在生物体中也利用2的方法来分解过氧化氢？不能。加热到这样的温度会造成生物的细胞死亡。3号试管滴加2滴FeCl34号试管滴加2滴肝脏研磨液4、能否用同一滴管给3和4试管加FeCl3溶液和肝脏研磨液？不能。共用滴管会让肝脏研磨液（或FeCl3溶液）残留在滴管内，难以判断出过氧化氢的分解是哪种滴加液的作用，影响实验结果的准确。第20页/共50页5、实验结果第21页/共50页第22页/共50页1号试管2号试管3号试管滴加2滴FeCl34号试管滴加2滴肝脏研磨液1和2比较：加热能加快H2O2分解1和3、1和4比较：Fe3+和过氧化氢酶具有催化作用3和4比较：过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多汉水丑生侯伟作品师生互动第23页/共50页提高温度、使用Fe3+和过氧化氢酶能依次提高H2O2的分解速率，使用酶的效率最显著。也就是说，酶的催化作用具有高效性的特点。事实上，酶的催化效率是无机催化剂的107倍～1013倍。6、实验结论第24页/共50页（二）控制变量实验中应操纵自变量，控制无关变量，检测因变量

因变量一般很难直接观察或测量，常选择容易观察的现象或容易测量的数据指代因变量，称因变量观测指标。一般不作处理的为对照组（空白对照）。指无关变量，除自变量外的溶液量、催化剂量等都应保持相同且适宜。第25页/共50页自变量：因变量：FeCl3溶液；肝脏研磨液H2O2分解速率无关变量：对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。对照组：实验组：反应物的浓度、剂量；实验室的温度等变量1号2、3、4号一、单一变量原则：二、对照原则：在做有关酶的实验时，必须根据实验目的确定自变量，平衡无关变量。遵循对照原则和单一变量原则。然后才能观察到科学有效的实验现象，比较因变量，得出正确的结论。第26页/共50页1号试管2号试管3号试管滴加2滴FeCl34号试管滴加2滴肝脏研磨液实验对象：过氧化氢自变量：催化剂的种类H2O2的分解速度。因变量：温度（不同的条件）无关变量：可观测指标：产生气泡的多少卫生香的复燃程度滴入的催化剂的量H2O2的量和浓度、第27页/共50页试管编号1234第1步3%H2O2溶液2mL2mL2mL2mL第2步反应条件常温90℃热水浴2滴FeCl32滴肝脏研磨液第3步（观察现象）观察气泡产生量观察气泡产生量\卫生香检测现象气泡产生量卫生香复燃情况结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率自变量因变量变量对照组实验组对照实验不明显少量较多大量H2O2分解缓慢慢快很快无关变量90℃热水浴FeCl3肝脏研磨液H2O2分解速度气泡产生量H2O2量、FeCl3量肝脏研磨液量研磨液的新鲜程度1号2、3、4号变亮复燃对照实验设计原则：

①

对照原则②单一变量原则第28页/共50页二：酶在细胞代谢中作用机理第29页/共50页1号试管2号试管汉水丑生侯伟作品师生互动1、与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这现象说明什么问题？2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。2、3号试管和4号试管未经加热，也有大量气体产生，这说明什么？说明FeCl3中的Fe3＋和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。加热和使用催化剂作用机理是否一样呢？3号试管滴加2滴FeCl34号试管滴加2滴肝脏研磨液第30页/共50页分子的常态：不活跃，不易发生化学反应。分子的活跃态：易发生化学反应。

常态的分子如果________可转变为活跃态分子，易发生化学反应,。分子由常态转变为活跃态所需要的能量叫做_______。

加热为什么会加快H2O2的分解速度？获得能量活化能第31页/共50页催化剂加热加热相当于给汽车加大油门.而加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道,把所需的能量降低了.第32页/共50页汉水丑生侯伟作品(1)图中ac和bc段分别表示无催化剂催化和有酶催化时反应进行所需要的活化能。(2)催化剂并没有给分子提供能量，而是降低化学反应活化能。(3)若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。E第33页/共50页第34页/共50页3号试管滴加2滴FeCl34号试管滴加2滴肝脏研磨液1、3号试管和4号试管相比，那个试管中反应速率快？这说明什么？为什么说酶对细胞内化学反应顺利进行至关重要？4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3＋的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。酶降低活化能的本领比无机催化剂高，因而催化效率更高。第35页/共50页例：下列各图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是(

)第36页/共50页第37页/共50页化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的。是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率。通常是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。酶和无机催化剂一样，都只改变化学反应速率，而不改变化学反应方向和平衡点。表示曲线：化学平衡是指在宏观条件一定的可逆反应中，化学反应正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。催化剂能同等程度的改变v正和v逆，对化学平衡移动无影响，但能缩短达到平衡所用的时间。第38页/共50页三：酶的本质第39页/共50页现在已经知道细胞内的生理活动之所以如此有序地快速进行，酶的作用无可替代，但是19世纪以前，人们对这些所知甚少，人们对酶的认识是科学家不懈努力的结果。(一）：酶的本质的探索第40页/共50页巴斯德和李比希观点的比较1822——1895（法国）微生物学家通过显微镜观察发现发酵的过程中有酵母菌巴斯德是微生物学家，他主要强调生物体或细胞的整体作用。结论：没有活细胞糖类不可能变成酒精1803——1873（德国）化学家通过对化学变化的研究认为糖类变成酒精就是一个化学反应李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题结论:在这个变化过程中，只有细胞死之后放出了某些物质起了作用对比第41页/共50页人物巴斯德李比希合理性认为发酵与活细胞有关引起发酵的是细胞中的某些物质局限性发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用第42页/共50页毕希纳的实验说明，酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。酵母细胞研磨加水搅拌加压过滤含酵母细胞的提取液加入葡萄糖过程：现象：冒出气泡请分析一下毕希纳的研究过程，从毕希纳的实验可以得出什么结论？第43页/共50页巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德(微生物学家）发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用毕希纳酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳酶是蛋白质李比希（化学家）切赫、奥特曼少数RNA也具有生物催化功能第44页/共50页在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才