5.1降低反应活化能的酶_高一生物人教版（2019）必修1课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
5.1 降低化学反应活化能的酶
教学目标
1.通过对酶催化作用具体实例的讨论，说明酶在细胞代谢中的作用及酶的本质和特性。
2.通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进的，伟大的科学家也会有认识上的局限性。
3.通过相关的实验和探究，尝试控制自变量、观察和检测因变量，设置对照组和重复组。
细胞的能量供应和利用
新课导入
1773年意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鸡把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内肉块消失了。
为什么要将肉块放在金属笼内？
是什么物质使肉块消失了？
怎样证明你的推测？
酶在细胞代谢中的作用
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，通常为细胞代谢
鹰消化道中消化食物的过程不属于细胞代谢
酶在细胞代谢中的作用
实验
常温
90℃水浴
加FeCl3
加肝脏
研磨液
酶在细胞代谢中的作用
为什么比较过氧化氢在不同条件下的分解速率？结果和结论是什么？
如何提高实验结论的可信度？
——控制变量和设计对照实验P88
常温
90℃水浴
加FeCl3
加肝脏
研磨液
H2O2→H2O＋O2
酶在细胞代谢中的作用
1、上述实验的自变量是什么？
2、每支试管中都加入2mL的H2O2，这属于控制实验的什么变量？这样做的目的是什么？
3、本实验中因变量是？具体因变量的观测指标是？
4、实验发现，加入Fe3+和加入新鲜肝脏研磨液的两组实验结果差异并不大（未共用滴管），这是否能说明两者催化效果相同？怎样通过改进实验来确认两种催化效果有差异？
5.加热、加入Fe3+和加入新鲜肝脏研磨液都能促进H2O2分解，原因相同吗？
常温
90℃水浴
加FeCl3
加肝脏
研磨液
H2O2→H2O＋O2
实验组＝对照组±自变量
酶在细胞代谢中的作用
酶在细胞代谢中的作用
酶在细胞代谢中的作用
正是由于酶的催化作用（显著降低反应的活化能），细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行。
加热 为反应物分子提供能量(活化能），使其达到活跃状态
Fe3+ 降低化学反应的活化能
酶 更显著地降低化学反应的活化能（作用机理）
各条件使反应加快的本质
酶的本质的探索
01
02
03
04
19世纪
1857年
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
李比希：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作用，就像在活酵母细胞中一样,取名酿酶
05
萨姆纳等：脲酶及后面发现的多种酶都是蛋白质
06
切赫、奥特曼：少数RNA也具有生物催化功能
给酶下一个完整的定义吧
酶的本质的探索
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
（1）在细胞内、细胞外、生物体内、生物体外都能起催化作用
（2）酶本身在反应前后其数量和性质都不改变
酶的特性
无机催化剂曲线：______
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A
E2
E3—E2
E3
与无机催化剂相比，酶能更显著地降低反应的活化能
1.酶具有高效性
与无机催化剂相比，酶能更显著地降低反应的活化能
酶的特性
实验原理
实验步骤
淀粉和蔗糖都是非还原糖，而它们的水解产物是还原糖。通过斐林试剂检测有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
序号 项目 试管1 试管2
1 注入可溶性淀粉溶液 2mL ——
2 注入蔗糖溶液 —— 2mL
3 注入淀粉酶 2mL 2mL
4 注入斐林试剂2mL
5 沸水浴加热1min
6 观察记录试管中有无砖红色沉淀
问题：
1.本实验中，是否可以用碘液来检测淀粉和蔗糖是否发生了水解？
2.实验原理怎么写？（1.2.3）
实验结果
试管1有砖红色沉淀生成；
试管2无砖红色沉淀生成。
实验结论
淀粉酶能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，本实验验证了酶具有专一性。
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
2.酶具有专一性
酶的特性
专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
如：脲酶——只能催化____________分解。
过氧化氢酶——只能催化___________________分解。
保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。
尿素
过氧化氢
意义：
酶的特性
三 酶的作用条件较温和
探究影响酶活性的条件
酶活性: 酶催化特定化学反应的能力。
可用在一定条件下催化某一化学反应的速率表示。
思路:
设置条件对照
1 底物 + 条件1 + 酶
2 底物 + 条件2 + 酶
3 底物 + 条件3 + 酶
…………
一段时间后
检测
底物的减少量
或
产物的生成量
许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下，催化化学反应，酶起催化作用需要怎样的条件？
酶的特性
1试管 2试管 3试管 4试管 5试管 6试管
加淀粉 2ml — 2ml — （ ） —
加淀粉酶 — （ ） — 2ml — 2ml
保温
混合 将2加入1中 将4加入3中
保温 0℃冰水保温5min 60℃水浴保温5min 100℃水浴保温5min
加碘液 2滴 2滴 2滴
观察颜色
结论
0℃冰水保温5min
60℃水浴保温5min
100℃水浴保温5min
2ml
2ml
变蓝
变蓝
不变蓝
温度对酶的活性有影响，温度过高或过低都会降低酶的活性
将6加入5中
自变量
因变量
无关
变量
酶的特性
对于大多数酶而言，在30-40℃范围内活性较强。
低温不会使酶失去活性，但酶活性降低，若给予适宜的温度，酶活性又恢复，因此实验室中的酶制剂通常在低温（0-4°C)下保存。
高温可导致酶失去活性，绝大多数酶在70℃以上，其空间结构即被破坏。
随着温度的升高，酶促反应的速率先增加，直至某一温度活性达到最大，这一温度称之为最适温度，超过这一温度，酶的空间结构改变，反应速度会迅速降低。
最适温度
V/mmolS-1
酶的特性
实验 步骤 一 取三支试管，编号1、2、3。
二 1号试管中加入 _____________ 。 2号试管中加入等量 __________________。 3号试管中加入等量 _________________。
三 三支试管都加入 ______________________
四 三支试管都加入 ，振荡，反应
实验现象
实验结论
2滴NaOH
2 mLH2O2溶液
产生少量气泡
产生少量气泡
酶的催化作用需要适宜的pH,pH偏高或偏低都会影响酶的活性
2滴新鲜肝脏研磨液
稀盐酸
清水
产生大量气泡
自变量
因变量
无关
变量
【思考】可以用淀粉酶探究PH值对酶活性影响吗？
不能，酸能催化淀粉水解
酶的特性
最适pH
V/mmolS-1
动物体内的酶最适宜pH大多在6.5~8之间，唾液pH为6.2~7.4，胃液的pH为0.9~1.5，小肠液的pH为7.6；
在过酸过碱的条件下，都会使酶的空间结构遭到破坏而失去活性 ；
植物体内的酶最适pH大多在4.5~6.5之间。
在最适合的pH下，酶的活性最大；
影响酶促反应速率的因素
反应速率随酶浓度的升高而加快。
在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快，但达到一定浓度后，反应速率不再变化
影响酶促反应速率的因素
2.抑制剂
①竞争性抑制剂
抑制剂与底物竞争酶。
如图，抑制剂的结构与酶的活性中心相似，当抑制抑制与酶结合时，就阻止了底物与酶结合，如果底物与酶结合也会阻止抑制与酶结构。
影响酶促反应速率的因素
由于竞争性抑制剂与底物竞争酶，因此，增大底物浓度，就是使抑制剂与酶结合的减少，从而减小抑制作用。因此，竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增大底物的浓度来抵消其抑制作用。
2.抑制剂
①竞争性抑制剂
抑制剂与底物竞争酶。
影响酶促反应速率的因素
②非竞争性抑制剂
影响酶促反应速率的因素
②非竞争性抑制剂
由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。
与生活的联系
除含有普通洗衣粉的成分外，还含有多种酶制剂：蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、脂肪酶等
去除例如血渍、牛奶？
各类动植物油脂和人体皮脂腺分泌物？
面条、巧克力？
用法：洗涤前先将衣物用温水浸泡片刻,切勿用60℃以上的水.切勿用于丝质及羊毛衣料？