5.1 降低化学反应活化能的酶(第1课时)（2019人教版生物必修1课件）(共27张PPT)

(共27张PPT)
第五章
细胞的能量供应和利用
5.1降低化学分应活化能的酶
（第1课时）
1773年，意大利科学家斯帕兰礼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、是什么物质使肉块消失了？
3、怎样才能证明你的推测
问题探讨
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
化学物质将其分解
收集胃内化学物质，进行体外实验
一、酶的本质
阅读课本79-80页“资料分析”
找出每一位科学家的研究背景、过程、结论及贡献
完成教材P80“拓展2”
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
脲酶是蛋白质
李比希（化学家）
切赫、奥特曼
少数RNA也具有生物催化功能
一、酶的本质
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。（教材P81，黑体字）
来源
酶的概念
化学本质
功能
①酶只有一个作用：催化作用，不具有传递信息、调节的作用。
②有些酶在细胞内发挥作用，有些酶在细胞外发挥作用(如：消化酶)。
酶也可以在体外发挥作用(如：加酶洗衣粉中的酶)
③酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸。
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 一般来说，活细胞都能产生 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、外及生物体外均能发挥作用
C、H、O、N、(S)
C、H、O、N、P
一、酶的本质
小技巧
探究酶化学本质的实验设计
1、设计原理
大部分是蛋白质
少部分是RNA
加__________，呈_____
双缩脲试剂
紫色
加__________，呈_____
吡罗红染液
红色
2、设计方案
分组 实验操作 现象 结论
紫色
对照组：
标准蛋白质溶液
实验组：
等量待测酶液
紫色
/ 蓝色
是蛋白质
/ 不是蛋白质
（鉴定是否为RNA同上）
加双缩脲试剂
一、酶的本质
二、酶的作用
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：
酶(Enzyme, E)与底物(Substrare, S)结合形成酶-底物复合物，然后发生反应，产生产物（Product，P） 。
有酶参与催化的反应称之为酶促反应
E+S
ES
E+P
（教材P85 ）
酶促反应：
实验：比较H2O2在不同条件下的分解
实验材料：
新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液
新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液
质量分数为3.5%的FeCl3溶液。
经计算，质量数为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。
H2O2
H2O + O2
新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶
二、酶的作用
2号
1号
3号
4号
对照组
实 验 组
2mL 过氧化氢溶液
常温
90℃水浴
2滴FeCl3溶液
2滴肝脏研磨液
不明显
少量
较多
大量
变亮
复燃
注
对照原则
① 等量原则
② 确定观察指标
气泡产生
卫生香复燃
分 组 编 号
相 同 处 理
不 同 处 理
结 论
实验：比较H2O2在不同条件下的分解
不复燃
不复燃
二、酶的作用
实验：比较H2O2在不同条件下的分解
3、4号试管比较，________________________________。
1、3、4号试管比较，___________________________。
1、2号试管比较，__________________。
实验结论
2号产生更多的气泡
3,4也能产生气泡，并且比1都多
4号气泡更多、卫生香燃烧更猛烈
实验结果
加热能促进H2O2的分解
催化剂能加快H2O2的分解
过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高
实验：比较H2O2在不同条件下的分解
二、酶的作用
说明
结论 无关变量
自变量
因变量
2号
1号
3号
4号
对照组
实 验 组
2mL 过氧化氢溶液
常温
90℃水浴
2滴FeCl3溶液
2滴肝脏研磨液
不明显
少量
较多
大量
变亮
复燃
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样
注
对照原则
① 等量原则
② 确定观察指标
③对照实验中的自变量应具有单一性，即遵循单一变量原则，只有这样才能保证实验结果的正确性，增强实验结论的说服力。
气泡产生
卫生香复燃
分 组 编 号
相 同 处 理
不 同 处 理
不复燃
不复燃
二、酶的作用
活跃状态
活化能
二、酶的作用
活化能：
分子从_____转变为_________________的活跃状态所需要的能量。
常态
容易发生化学反应
一个化学反应体系中，活化分子数越多，反应的速率越快。
90℃水浴：
向H2O2分子提供能量，让更多的H2O2吸收能量处于活跃状态
催化剂：
降低非活化分子转变为活化分子的门槛
酶的作用原理
二、酶的作用
活化能
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。
二、酶的作用
a
b
c
d
反应过程
能量
初态
（反应物）
终态
（产物）
活跃状态
①
②
③
ac________________。
②
①
_____________
_____________
③
_________
ab 。
bc 。
酶的作用原理
二、酶的作用
b
a
c
d
反应过程
能量
初态
（反应物）
终态
（产物）
活跃状态
①
②
③
ac____________________________________。
②
①
酶降低的活化能
无催化剂条件下，反应所
需要的活化能
无催化剂
无机催化剂
③
酶
ab 。
酶的作用原理
酶催化时，反应的活化能
bc 。
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德
李比希
毕希纳
萨姆纳
其他科学家
切赫和奥特曼
发酵与死细胞中的物质有关
发酵与活细胞有关
死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵
脲酶是蛋白质
胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质
少数酶是RNA
科学在争论中前进，
在不断探索中发展。
小结
即时训练
1、下图中的鲜肝匀浆与H2O2接触后,产生的现象及推测错误的是(　　)。
A.若迅速产生大量气体,可推测鲜肝匀浆中含有过氧化氢酶
B.若增加鲜肝匀浆的量,量筒中产生气体的速率将加快
C.一段时间后气体量不再增加是因为鲜肝匀浆量有限
D.为保证实验的严谨性,需要控制温度等无关变量
C
2、下图中,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,下列图解正确的是(　　)。
B
即时训练
3、下图中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质A在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列相关叙述正确的是(　　)。
A.a+b表示在无催化剂的条件下,物质A生成物质P
需要的活化能
B.若将酶改为无机催化剂催化该反应,则a的高度将降低
C.若仅增加反应物A的量,则图中曲线的原有形状均发生改变
D.若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线,改变酶促条件后,a的高度将降低
A
即时训练
4、用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质,处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是(　　)。
A.蛋白酶　 　B.氨基酸 　
C.RNA　 D.DNA
C
即时训练
5、科学家证实:RNaseP酶由蛋白质和RNA组成,将这种酶中的蛋白质和RNA分开,在适宜条件下,RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,而蛋白质不具有。这一结果表明(　　)。
A.酶都是由蛋白质和RNA组成的
B.RNA具有催化作用
C.酶的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸
D.绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA
B
即时训练
6、在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,加热和加入催化剂都能够促进过氧化氢分解,下列相关叙述正确的是(　　)。　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.加热和加入催化剂的基本原理是不同的
B.加热和加入催化剂都可以使过氧化氢分子的能量提高
C.加热和加入催化剂都可以降低过氧化氢分子的活化能
D.酶和Fe3+的作用原理是不同的
A
即时训练
7、下图为发生在哺乳动物消化道内的某项化学反应的示意图,图中的甲最可能表示(　　)。
A.麦芽糖 B.麦芽糖酶 C.蛋白酶 D.蔗糖酶
D
即时训练