5.1降低化学反应活化能的酶课件高一上学期生物人教版必修1

5.1降低化学反应活化能的酶（一）酶的作用和本质Part1酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用意义：细胞内许多化学反应的统称。细胞生命活动的基础（有氧呼吸、光合作用、多糖的合成、蛋白质的合成等）细胞代谢：也产生对细胞有害的物，如：过氧化氢体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄、毛发（包括头发）变白，会加速人体衰老一、酶在细胞代谢中的作用反应不温和反应温和以上三种条件使过氧化氢分解的效果是否一样，哪种更具优势？1.实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。2.实验原理：探究实验——比较过氧化氢在不同条件下的分解2H2O22H2O+O2反应条件①加热是化学反应常见的条件②Fe3+是无机催化剂③新鲜肝脏中含有过氧化氢酶不同条件判断H2O2的分解快慢依据：产生量①带火星的卫生香的复燃情况②单位时间内产生气泡多少O2的产生量3.实验材料：①新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（含较多的过氧化氢酶）②质量分数为3.5%的FeCI3溶液③新配制的体积分数为3%的H2O2溶液探究实验——比较过氧化氢在不同条件下的分解不新鲜则过氧化氢酶活性低过氧化氢常温会分解4.实验步骤步骤试管编号1234

一H2O2浓度3%3%3%3%剂量2ml2ml2ml2ml二反应条件常温90℃FeCl3溶液新鲜肝脏研磨液剂量2滴2滴结果1.气泡冒出情况2.卫生香复燃情况2滴清水2滴清水探究实验——比较过氧化氢在不同条件下的分解组别对照组实验组1234过氧化氢H2O2浓度3%3%3%3%H2O2剂量2mL2mL2mL2mL反应条件常温90℃FeCl32滴肝脏研磨液2滴结果产生气泡卫生香燃烧情况不明显少量较多大量不复燃不复燃复燃迅速复燃5.实验结果探究实验——比较过氧化氢在不同条件下的分解5.实验结果思考与讨论与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明什么？在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？说明加热促进过氧化氢的分解，提高反应速率。不能。探究实验——比较过氧化氢在不同条件下的分解3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？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？说明FeCl3中的

和新鲜肝脏中的

都能加快过氧化氢分解的速率，它们都具有

作用。4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明

比

的催化效率高得多。5.实验结果探究实验——比较过氧化氢在不同条件下的分解思考与讨论Fe3+过氧化氢酶催化过氧化氢酶Fe3+酶只缩短反应的时间，不改变生成物的量。加酶加无机催化剂无催化剂m生成物的量时间01342加热探究实验——比较过氧化氢在不同条件下的分解2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多，为什么？一样多，几只试管H2O2溶液的体积、浓度相同6.实验结论酶具有

作用，同

相比，酶的催化效率更

。催化无机催化剂高①自变量：②因变量：③无关变量：除自变量外，实验中还存在的一些也可对实验结果造成影响的其它变量随着自变量的变化而变化的变量人为改变的变量变

量：实验中可以变化的因素Y=a+f(x)自变量因变量无关变量单一变量原则：实验设计时只有一个自变量，且无关变量保持相同且适宜。科学方法：控制变量和设计对照实验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。自变量因变量无关变量(适宜且相等)(控制)(检测)一般步骤：第一步：分组编号，统一处理；第二步：设定自变量，设置好实验组和对照组；第三步：一段时间后，检测因变量，观察记录实验结果。

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。科学方法：控制变量和设计对照实验变量：实验过程中的变化因素自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素因变量：因自变量改变而变化的变量无关变量：实验过程中存在的其他一些会对实验结果造成影响的可变因素步骤试管编号

说明1234

一H2O2浓度3%3%3%3%剂量2ml2ml2ml2ml二反应条件常温90℃FeCl3溶液新鲜肝脏研磨液剂量2滴清水2滴清水2滴2滴结果气泡产生不明显少量较多大量卫生香燃烧不复燃不复燃变亮复燃自变量因变量无关变量无关变量实验应遵循的原则：①等量性原则（无关变量在对照组和实验组中均要保持相同且适宜）②单一变量原则（实验设计时只有一个自变量）科学方法：控制变量和设计对照实验对H2O2溶液的不同处理H2O2分解速率反应物浓度、反应时间对照实验一般要设置对照组和实验组对照组空白对照步骤试管编号1234

一H2O2浓度3%3%3%3%剂量2ml2ml2ml2ml二反应条件常温90℃FeCl3溶液新鲜肝脏研磨液剂量2滴清水2滴清水2滴2滴结果气泡产生不明显少量较多大量卫生香燃烧不复燃不复燃变亮复燃实验组实验应遵循的原则：③对照原则科学方法：控制变量和设计对照实验为什么不同的反应条件可以改变过氧化氢的分解速度？一、酶在细胞代谢中的作用活化能：分子从_____转变为______________的活跃状态所需要的能量。常态易发生化学反应加热Fe3+H2O2酶为过氧化氢分子提供能量降低化学反应的活化能显著降低化学反应的活化能一个化学反应体系中，活化分子数越多，反应的速率越快。三种条件使过氧化氢加速分解的原理不同酶并未供给过氧化氢能量，只是降低了过氧化氢分解反应的活化能。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更明显，因而催化效率更高。

一、酶在细胞代谢中的作用想一想：如何表示？无催化剂曲线：______酶促反应曲线：______无酶促反应所需活化能：______酶促反应所需活化能：______酶降低的活化能：______曲线B曲线AE2E3—E2E3初态活跃状态abcd反应过程能量初态（反应物）（产物）活跃状态①②③ac________________。②①__________________________③_________bc

。无催化剂无机催化剂酶无催化剂条件下，反应所需要的活化能酶催化时，反应的活化能酶降低的活化能是

ab【判断正误】①酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行()②酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量()③在一个实验中，因变量的检测指标往往不是唯一的()【例1】下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，下列有关分析合理的是(

)A．本实验的自变量只是催化剂的不同

B．本实验的无关变量有温度和酶的用量等C．1号与2号、1号与4号可分别构成对照实验D．分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能错错对C【例2】如图所示，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(

)CPart2酶的本质二、关于酶本质的探索我国早在4000多年前的夏禹时代，就掌握了酿酒技术。1716年《康熙字典》收录了酶字，并将“酶”解释为“酒母也”。“酒母”就是现在所说的酵母。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

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

，但这些物质只有在酵母细胞

并裂解后才能发挥作用毕希纳萨姆纳李比希酵母细胞中的

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脲酶是切赫、奥尔特曼少数

也具有生物催化功能二、关于酶本质的探索活细胞某些物质死亡某些物质蛋白质RNA二、关于酶本质的探索化学本质绝大多数是_______少数是_________元素组成合成原料合成场所来源作用场所RNA

蛋白质核糖核苷酸氨基酸核糖体细胞核细胞内、外均可C、H、O、N、(S)C、H、O、N、P活细胞酶是

产生的具有

作用的有机物，其中绝大多数酶是

，少数是

。活细胞蛋白质RNA催化酶只有一个作用：催化作用总结酶唯一的作用是催化细胞内酶的唯一来源是自身合成所有的活细胞都能合成酶（不考虑哺乳动物成熟的红细胞）所有的酶在化学反应前后其数量和性质都不变所有的酶都含有C、H、O、N四种元素两个“唯一”三个“所有”Part3酶的特性新知讲解酶的高效性2滴肝脏研磨液2滴三氯化铁溶液1212事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的107

～1013倍。结论：酶作为生物催化剂，具有高效性。新知讲解酶的高效性1、保证了细胞代谢快速有效的进行2、保证了细胞内能量供应的稳定酶具有高效性的意义：新知讲解酶的专一性1.无机催化剂催化的化学反应范围比较广。酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。2.目前已发现酶有8000多种，它们分别催化不同的化学反应。如蛋白酶能催化蛋白质水解，不能催化脂肪水解。资料：提出问题一种酶是不是只能催化一种化学反应？新知讲解酶的专一性一种酶只能催化一种化学反应1.你选择哪一种酶和底物作实验材料？实验有几种思路？2.实验自变量是什么？3.实验因变量是什么？如何控制无关变量？4.

观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定试剂？5.实验还需要哪些用具？作出假设设计实验酶的专一性实验方案步骤1淀粉溶液+淀粉酶蔗糖溶液+淀粉酶2等量斐林试剂，水浴加热相同时间现象不同底物，相同酶底物：淀粉、蔗糖酶：淀粉酶淀粉溶液蔗糖溶液实验步骤一二三实验现象结论新知讲解酶的专一性得出结论加入淀粉酶2ml，振荡，试管下半部分浸入60℃左右的热水中，反应5min2号试管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林试剂振荡煮沸1min1号试管中加入2mL淀粉溶液蓝色无变化棕色砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有专一性新知讲解酶的专一性表示酶专一性的曲线（1）加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无

催化作用。（2）加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性。同一底物，不同酶新知讲解酶的作用条件较温和1.不宜用60℃以上热水溶解洗衣粉，也不能在高温下储存洗衣粉。2.用温水浸泡一段时间后洗涤更易清洗。新知讲解酶的作用条件较温和1、实验证明，用加酶洗衣粉时，温水的洗涤效果要比冷水好。为什么？2、感冒发烧的你为什么不想吃饭呢？3、我们知道口腔温度和体温差不多，而当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，却发现，唾液不再具有催化淀粉分解的功能，你能给出合理的解释吗？（提示：唾液的pH为6.2-7.4，胃液的pH为0.9-1.5）讨论：新知讲解酶的作用条件较温和（1）温度是如何影响酶活性的？（2）pH是如何影响酶活性的？提出问题：新知讲解酶的作用条件较温和作出假设：设计实验：温度/pH能影响酶的活性。（1）你选择哪一种酶作实验材料？为什么？（2）实验自变量是什么？你将设定哪几个温度值？怎样控制？（3）实验中试剂的添加顺序怎样设计？顺序的变化会影响实验结果吗？（4）实验因变量是什么？（5）观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定试剂？（6）根据自己做出的假设，预期会出现怎样的实验结果？若探究pH对酶活性的影响，需要考虑哪些细节？新知讲解酶的作用条件较温和实验思路：探究温度、PH对酶活性的影响新知讲解酶的作用条件较温和加等量可溶性淀粉溶液加等量新鲜淀粉酶溶液控制不同温度条件淀粉酶溶液与淀粉溶液混合加入等量碘液实验结果得出结论试管1，1’试管2，2’试管3，3’1号2ml2号2ml3号2ml1’号1ml2’号1ml3’号1ml60℃热水（5min）沸水（5min）冰块（5min）1’号注入1号保持60℃（5min）2’号注入2号沸水（5min）3’号注入3号冰块（5min）1滴1滴1滴变蓝不变蓝变蓝温度能影响酶的活性。分析结果，得出结论：底物与酶分别保温，确保每一组试管中底物和酶混合时的温度相同,减少实验误差新知讲解酶的作用条件较温和1.温度对酶活性的影响①最适温度下酶的活性最高②低于最适温度，酶的活性随温度升高而升高③高于最适温度，酶的活性随温度升高而降低，过高温度会使酶失活温度过低和温度过高对酶活性的影响，本质是否相同？新知讲解酶的作用条件较温和2.pH对酶的活性的影响①在最适pH下，酶的活性最高②pH低于或高于最适pH都会使酶活性下降，甚至失去活性。υ/mmol.s-1最适pH0酶活性受pH影响示意图过酸，过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活新知讲解酶的作用条件较温和3.底物浓度对酶促反应速率的影响酶促反应速率底物浓度在一定浓度范围内，反应速率随底物浓度的升高而加快；但底物达到一定浓度后，反应速率不再变化。新知讲解酶的作用条件较温和细胞中各类化学反应的有序进行还与酶在细胞中