生物必修一51《降低化学反应活化能的酶-酶的作用和本质》经典教学课件

第5章

细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶鲁迅先生有一句名言：“横眉冷对千夫指，俯首甘为孺子牛”，用牛自喻，因为“牛吃的是草，吐出来的是牛奶和血”。草→牛→牛奶，其中的化学成分发生了根本变化。可见发生了一系列的化学反应。其它生物也如此，像我们人吃猪耳朵，而不会长出猪耳朵，猪耳朵已经变成了我们的血液、肌肉等，成为我身体的组成部分。表明我们体内发生了复杂的化学反应。人体每分钟化学反应几百万次。食物进入人体内发生了怎样的变化？1.这个实验要解决什么问题？讨论：问题探讨:斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用2.自然情况下，灭菌后的肉快是很难分解的。是什么物质使肉块消失了？鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学消化。胃内的化学物质将肉块分解了。一些化学反应的条件MnO2浓H2SO4CH3CH2OH+CH3COOH

CH3COOCH2CH3+H2O2KClO32KCl+3O2乙醇醋酸乙酸乙酯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————

酶一.酶的作用和本质1.酶在细胞代谢中的作用:

阅读教材78页,回答相关问题(1)实验中比较过氧化氢在不同条件下的分解,这里的”不同条件”指哪些?(2)为什么要设计四组实验,1号组有什么作用?(3)实验变量(自变量).反应变量(因变量).无关变量各是什么?

实验的关键：实验材料是否新鲜。过氧化氢放置时间过长会分解；肝脏离开活体时间过长，酶的数量和活性会下降。判断依据：溶液中冒出气泡的速度、数量、点燃卫生香的燃烧情况。思考分析：为什么要研磨肝脏？使用过氧化氢溶液应注意什么？项目试管12H2O2溶液2ml2ml９０℃/９０℃水浴FeCl3溶液//肝脏研磨液//结果现象有少量气泡有较多气泡上升项目试管34H2O2溶液2ml2ml９０℃//FeCl3溶液2滴/肝脏研磨液/2滴结果现象有较多气泡上升有大量气泡上升,速度快实验讨论:1.与1号试管相比,2号出现不同的现象?这一现象说明什么?2.在细胞内能通过加热提高反应速率吗?3.3号和4号未经加热,也有大量气泡产生,这说明什么?4.3号与4号相比,4号试管中的反应速率快?这说明什么?为什么说酶对于细胞内化学反应顺利进行至关重要?一.酶的作用细胞代谢：细胞每时每刻都进行着许多化学反应。细胞代谢离不开降低化学反应活化能的酶。活化能分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越性——酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。一.酶的作用和本质

一般洗衣粉不易清除衣物上的奶渍,但生物活性洗衣粉则可以,一生物活性洗衣粉包装盒上印有以下资料:

成分:蛋白酶0.2%,清洁剂15%.用法:洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内一段时间,使用温水效果最佳.切勿用60度以上的热水.注意,切勿用于丝质及羊毛衣料;用后须彻底清洗双手.探究一一.酶的作用和本质

请根据以上资料探究有关问题:1.为什么该生物活性洗衣粉能较易清除衣物上的奶渍?2.为什么洗涤前须先将衣物浸于有这种洗衣粉的水内一段时间?3.试提供一个方法以缩短衣物浸水的时间,并加以解释.4.为什么包装盒上的用法指明切勿在60度以上的热水中使用此洗衣粉?5.试解释为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料.过氧化氢在不同条件下的分解请比较图中3、4两支试管,哪支试管中的反应速率快?34433号试管反应速率较快2.为什么酶的催化效率会比无机催化剂更高？一.酶的作用和本质

酶工程中早期使用的酶制剂都是从动物,植物,微生物细胞中分离得到的,科学家为了解决酶易发生变性不易重复使用等问题,将酶或生产酶的细菌以一定的方法固定在某种载体上.这样生产原料从载体一头流入,产品就从载体的另一头流出,而酶可以重复使用.探究二一.酶的作用和本质1.文中提到酶很容易发生变性,不易重复作用,为什么?2.文中还提到酶制剂都是从动物,植物,微生物细胞当中分离得到的.这说明什么?探究二月亮儿女”之谜：在浩瀚的大西洋里，有一个几乎与世隔绝的小岛——林索伊斯岛。岛上的三百多位居民都有这样的怪癖：喜欢月亮，害怕阳光。“一到皎洁的夜晚，男女老少成群结队在沙滩上唱歌跳舞，尽情欢乐。居民皮肤雪白、头发白色或淡黄色、眼睛的虹膜粉红色，怕阳光，视力也差。“月亮儿女”由此而名。“月亮儿女”之谜直到上世纪70年代人们才搞清楚，原来岛上居民几乎都是白化病患者。就在学生听得津津有味之际，我话锋一转，问道：为何白化病患者的皮肤是雪白的？为何那样害怕阳光？患白化病的直接原因是什么？进行性肌营养不良（X、隐）单基因遗传病B、隐性白化病（常、隐）

2、控制变量名称

内容及举例

作用

自变量

实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量称为自变量。上述实验中的氯化铁溶液和肝脏研磨液，都属自变量。

针对实验目的确立的可行性措施，通过自变量直接达到预期效果。

因变量随着自变量的变化而变化的变量称为因变量。上述实验中酶活性（以过氧化氢分解速率来表示）就是因变量。

是实际发生的实验现象，能直观呈现出实验结果。

无关变量

除自变量外，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。

对预期结果产生干扰即产生误差，并有对误差产生校正的效果。

3、对照实验名称

内容及举例

作用

对照实验

除一个因素外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。上述实验中只有催化剂是改变的，其余因素（如反应物的性质和浓度）都没有改变。

在实验室条件下，把自然发生的变化，科学直观地和理想化地进行再现。对照组和实验组

对照实验一般要设对照组和实验组，上述实验中的确1号试管就是对照组，2号、3号和4号试管是实验组。在对照实验中，除了观察的变量外，其它变量都应始终保持相同。

对照组：能排除无关变量产生的误差，使实验结果更具有真实性。实验组：得出实验实际结果。实验变量反应变量无关变量对照组实验组实验过程的理论分析过氧化氢分解速度用产生气泡数目多少表示加入试剂的量;实验室的温度;氯化铁和肝脏研磨液的新鲜程度等1号试管2,3,4号试管2号:90度水浴加热3号:加入3%的氯化铁4号:加入20%肝脏研磨液1865年，法国的制酒作坊里发生了一件怪事，本来香味芬芳的啤酒都变成酸得不能下咽。酒厂的老板个个焦急万分，因为一批批酿好的啤酒发出酸味，全部堆在酒窖里，再也卖不出去了。他们于是写信请教巴斯德，巴斯德把发酸的啤酒对照着不发酸的啤酒，在显微镜下仔细地观察。在发酸的酒里有两种类型的菌类，在不发酸的酒里，只有一种菌类。原来，麦芽酿酒是酵母菌的作用，而发酸是乳酸杆菌的作用。巴斯德告诉他们，要使啤酒不发酸，只要不酒加热到一定温度，保持一定时间，把乳酸杆菌杀死酒可以了。这就是延用至今的“巴氏消毒法”。为什么加热可杀死细菌呢？思考：从巴斯德研究的领域来看，他得出结论的出发点主要是什么？从李比希研究的领域来看，他得出结论的出发点主要是什么？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？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？5.请给酶下一个较完整的定义。阅读关于酶本质的探究巴斯德和

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结论：1.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。2.李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。3.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4.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？1773年意大利科学家斯巴兰札尼喂食鹰的实验1836年法国科学家施旺提取胃液实验1926年美国科学家萨姆纳从刀豆中提取脲酶实验20C80th美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也有催化功能关于酶本质的探究小结酶的化学成分

酶的来源

酶的功能酶是一类生物催化剂活细胞产生的具有生物催化作用的是有机物。蛋白质是酶吗？一类大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。二、酶的本质什么是酶？练习：加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：（1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍？（2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？（3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些衣料？（）

A.化纤B.纯毛C.纯棉D.真丝（4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中还可以加入什么酶？BD脂肪酶1.同一个体内的各类活细胞所含有的酶（

）

A、种类有差异，数量相同

B、种类有差异，数量不同

C、种类无差异，数量相同

D、种类无差异，数量不同B2.细胞内合成酶的主要的场所是（）

A.细胞质B.线粒体

C.核糖体D.内质网C课堂练习:3.催化脂肪酶水解的酶是（）

A.肽酶B.蛋白酶

C.脂肪酶D.淀粉酶4.图中是一种酶促反应P+QR,曲线E表示在没有酶时此反应的过程。在t1时，将催化此反应的酶加于反应混合物中。则表示此反应进程的曲线是()Bt1AEBCDC时间

[R][P]×[Q]常态：常叫基态，微观粒子处于能量最低的状态。当原子处于基态时，电子处于离核最近的轨道上，此时原子处于稳定状态。活跃状态就是激发态。激发态：微观粒子其内部能量高于基态能量时所处的能量状态。当原子获得能量的时候，便由基态跃迁到激发态。酶为生活添姿彩实验:比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率方法步骤: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