5.1降低化学反应活化能的酶+课件【知识专讲精研】高一上学期生物人教版（2019）必修1

第5章细胞的能量供应和利用第5.1节降低化学反应活化能的酶课堂导入11773年，意大利科学家斯帕兰札尼（L.Spallanzani，1729—1799）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？排除物理性消化2．是什么物质使肉块消失了？是胃内的化学物质将肉块分解了。3．怎样才能证明你的推测？将肉块分别放入胃液中含有的几种物质本节目标1酶的作用酶的本质酶的特性酶的作用2一、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。

细胞代谢是细胞生命活动的基础①概念：②主要场所：细胞质基质③意义：思考：

自然状态下，化学反应的速率都是很慢的，可以采取什么方法加快化学反应的速率呢？加热催化剂一、比较过氧化氢在不同条件下的分解探究·实践（1）实验原理2H2O22H2O+O2↑不同条件1.常温2.加热3.加FeCl34.加过氧化氢酶.（2）实验目的通过比较过氧化氢在不同条件下的分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。（3）实验材料新鲜的质量分数为20%的肝脏(如猪肝、鸡肝)研磨液质量分数为3%的FeCl3溶液新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液试管号3%的H2O2溶液反应条件实验现象气泡数量卫生香燃烧程度12mL自然条件22mL90℃水浴加热32mLFeCl3溶液2滴42mL肝脏研磨液2滴（4）实验过程和现象几乎无气泡有少量气泡有较多气泡有大量气泡火星变亮复燃1234加热可以促进H2O2分解FeCl3可以促进H2O2分解，具有催化作用H2O2酶可以促进H2O2分解，具有催化作用H2O2酶催化H2O2分解的效率高于FeCl3（5）实验结论（6）实验讨论4.3号试管与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化学反应的顺利进行至关重要？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.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？3.3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，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。4号试管中的反应速率快；说明酶的催化效率比无机催化剂高；酶使细胞内的化学反应在温和的条件下快速有序地进行。不能。自变量在实验中_________的变量试管2试管3试管4因变量随着_________变化而变化的变量除自变量以外，实验中对实验结果_________的变量H2O2的浓度、体积、性质，肝脏的新鲜程度等水浴加热FeCl3溶液肝脏研磨液H2O2的分解速率人为改变自变量造成影响科学方法变量:实验过程中可以变化的因素，无关变量控制变量与设计对照实验对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。对照实验一般要设置对照组与实验组。

科学方法试管号3%的H2O2溶液反应条件实验现象气泡数量卫生香燃烧程度12mL自然条件22mL90℃水浴加热32mLFeCl3溶液2滴42mL肝脏研磨液2滴自变量因变量几乎无气泡有少量气泡有较多气泡有大量气泡火星变亮复燃对照组实验组酶的作用原理（1）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。常态活跃状态加热：提高分子的能量加Fe3＋：降低活化能加酶：更显著降低活化能转变的方法与1号试管相比，为什么2号试管加热后过氧化氢就能分解？加热使反应加快的本质：使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。问题质疑：降低了化学反应的活化能

FeCl3中Fe3+和肝脏研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解，原因与2号试管的相同吗？（2）作用机制：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高质量分数为20%的肝脏研磨液

质量分数为3.5%的FeCl3溶液

过氧化氢酶Fe3+所含酶相对数量：1Fe3+的相对数量：25万3号试管加FeCl3溶液4号管加新鲜肝脏研磨液气泡：较多气泡：大量卫生香：不猛烈卫生香：猛烈酶具有高效性（3）意义：正是由于酶的催化作用，使细胞代谢在温和的条件下快速进行加热：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能能量反应物产物E1E2活化能Fe3+催化加热提供酶催化E3反应过程

酶的本质3思考讨论1、关于酶本质的探索阅读P79—80资料1、巴斯德和里比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性2、在科学发展过程中出现争论是正常的。巴斯德和里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什么作用？3、从毕希纳的实验可以得出什么结论？4、萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他取得成功靠的是什么样的精神品质？巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德发酵与活细胞有关，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脲酶是蛋白质切赫、奥特曼少数RNA也具有生物催化功能1绝大多数的酶的本质是蛋白质，少数是RNA。2蛋白酶类的合成以氨基酸为原料，在核糖体上合成，需经过内质网、高尔基体的加工并由线粒体功能，而RNA类酶在细胞核内合成，同样耗能。3酶是由活细胞产生的。

酶的特性4酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物（绝大多数蛋白质，少数RNA）酶产生场所

作用本质

活细胞催化有机物一、酶具有高效性①内容：生物酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍酶具有催化剂的特点：①反应前后性质、数量不变；②能改变反应速率→降低化学反应活化能③缩短达到平衡的时间，不改变平衡点（即产物的量不变）保证了细胞内化学反应的顺利进行，保证了细胞内能量供应稳定ABCA、B曲线比较，说明酶具有________A、C曲线比较，说明酶具有________高效性催化作用二、酶具有专一性①内容：②意义：保证了细胞代谢能够有条不紊地进行③模型假说：两条曲线比较，只有酶A能催化底物A反应，说明酶具有________专一性一种酶只能催化一种或一类化学反应探究·实践淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用二、如何设计实验证明酶具有专一性性原理：1.淀粉麦芽糖+葡萄糖砖红色沉淀（还原性糖）2.蔗糖葡萄糖+果糖砖红色沉淀（还原性糖）分解斐林试剂分解斐林试剂步骤项目试管1试管21注入可溶性淀粉溶液2注入蔗糖溶液3注入新鲜的淀粉酶溶液4加入斐林试剂5水浴加热6观察颜色变化思考：能否用碘液对实验结果进行检测？不能，因为碘液无法检测蔗糖是否发生水解。淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。说明酶具有专一性实验过程：2mL——2mL2mL2mL60℃，保温5min砖红色无砖红色2mL三、酶的作用条件较温和1.酶促反应：由酶催化的化学反应2.酶促反应速率：3.酶促反应速率的影响因素：4.酶的活性：酶催化特定化学反应的能力，可用一定条件下酶催化的某一化学反应的速率表示。单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量一般来说，动物体内的酶最适温度在35~40℃；植物体内的酶最适温度在40~50℃；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达70℃。动物体内的酶最适pH大多在6.5~8.0，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为1.5；植物体内的酶最适pH大多为4.5~6.5。探究·实践三、影响酶活性的条件可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示1、酶活性（1）定义：酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。（2）表示方法：（1）探究温度对酶活性的影响)（2）探究PH对酶活性的影响)（1）探究温度对酶活性的影响

（用淀粉酶）唾液淀粉酶唾液淀粉酶0℃

37℃蓝色无蓝色蓝色碘液抑制失活唾液淀粉酶100

℃（2）探究pH对酶活性的影响（用H2O2酶）肝脏研磨液（H2O2酶）H2O2→H2O＋O2气泡：很多很少H2O2溶液2712很少酶的作用条件较温和（1）在一定范围内，随着pH的升高，酶的活性逐渐增强；（2）达到最适pH时，酶的活性最高；（3）超过最适pH时，随着pH的继续升高，酶的活性逐渐下降；（4）过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。酶是活细胞产生的具有催化作用的有