5-1降低化学反应活化能的酶教学课件高中生物学人教版2019必修一(课件共35张PPT)

(共35张PPT)
第五章细胞的能量供应与利用
第1节降低化学反应活化能的酶
问题探讨
1773年，意大利科学家斯帕兰扎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
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
2.是什么使肉块消失了
是胃里的化学物质将肉块分解了
3.怎样才能证明你的推测
收集胃里的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解
一 . 酶的作用和本质
1.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
细胞代谢离不开酶
酶在细胞代谢中到底起什么作用呢
二.酶在细胞代谢中的作用
探究 · 实践
比较过氧化氢在不同条件下的分解
新鲜的肝脏中有比较多的过氧化氢酶。经计算，质量分数为3.5%的FeCl 溶液和 质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl 溶液中的Fe +数，大约是每滴研磨液
中过氧化氢酶分子数的25万倍
1 2 3 4 34
讨论
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.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗
3.3号试管和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么
4.3号试管和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 说酶对于细胞内的化学反应的顺利进行至关重要
2 .对照实验
除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一 致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验
除自变量外， 实验过程中还 存在一些对实 验结果造成影 响的可变因素， 叫作无关变量
其中人为控 制的对实验对 象进行处理的 因素叫做自变
量
三 . 对照实验
1.变量
因自变量改 变而变化的变 量叫作因变量
实验过程中的变化因素称为变量
自变量
(控制)
无关变量
(适宜且相同)
3 一般步骤
第一步：分组编号，统一处理
第二步：分组施加自变量
第三步：一段时间后，检测因变量
3.对照实验设计的一般步骤
① 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。
② 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
因变量
(检测)
四 .酶催化的机理
(1)活化能：
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃态所需要的能量。
①:无催化剂时化学反应所需 的活化能
② :无机催化剂催化时化学反 应所需的活化能
③ :无机催化剂降低的活化能
④:酶催化时化学反应所需的 活化能
⑤:酶降低的活化能
反应过程
酶降低化学反应活化能示意图
没有催化剂
酶使活化能降低
有无机催化剂催化
有酶催化
能量
④
四.酶的本质
探索历程
①对酵母菌发酵的探索 发现了起催化作用的物质——酶
巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关
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到 催化作用，就像在活酵母细胞中一样
李比希
引起发酵的是细胞中的某种物 质，但这些物质只有在酵母细
胞死亡并裂解后才能起作用
巴斯德
发酵与活细胞有关，发 酵是整个细胞而不是细 胞中某种物质起作用
②对酶本质的探索发现了绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA
萨姆纳：从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是蛋白质
萨姆纳之后
科学家们获得胃蛋白酶，胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证
明这些酶的化学本质是蛋白质
切赫、奥特曼
发现少数RNA 具有催化作用，称为核酶
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
酶的特性
一、酶具有高效性
(一)比较过氧化氢酶和Fe +的催化效率
3 4 3 4
说明过氧化氢酶比Fe +的催化效率高得多
探究活动
利用下面提供的溶液和试剂，请你设计实验，来探究一种酶只能催 化一种物质，还是能催化多种物质
2%淀粉酶溶液(最适温度70℃)、2%蔗糖酶溶液(最适温度
50℃)、3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液、3%葡萄糖溶液、3%蛋白液、
1 00%植物油、0.01g/ml 苏丹ⅢI染液、0.1g/mlNaOH 溶液、 0.01g/mlCuSO 溶液、0.05g/mlCuSO 溶液
二 、酶具有专 一 性
每一种酶只能催化 一 种 或 一 类 _化学反 应细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 专 一 性
_是分不开 的。
目前发现的酶有8000 _多种，它们分别催化不同的化学反
应。
底物(S1)
活性部位
酶(E)
酶具有专一性的解释：
SE 复合物
底物 (S2)
酶 (E)
产物
请仔细阅读说明书并按说明使用或在药师指导下购买和使用。 【药品名称】
通用名称：多酶片
英 文 名 称 ：Multienzyme Tablets
汉 语 拼 音 ：Duo Mei Pian
【 成 份 】本品为复方制剂，每片含胰酶300 毫克、胃蛋白酶13毫克。辅料为二氧化硅、硬 脂酸镁、蔗糖、滑石粉。
【 性 状 】本品为肠溶衣与糖衣的双层包衣 片，内层为胰酶，外层为胃蛋白酶。
【作用类别】 本品为助消化药类非处方药药品。 【 适 应 症 】用于消化不良、食欲缺乏。
【 规 格 】胰酶0.3克，胃蛋白酶13毫克 【用法用量 】口服。一次2-3片， 一 日3次。
【不良反应】尚不明确。
【 禁 忌】尚不明确。
【注意事项】1 .儿童用量请咨询医师或药师。 2.孕妇、哺乳期妇女及老年人应在医师指导 下使用。3.本品在酸性条件下易破坏，故服 用时切勿嚼碎。4.如服用过量或出现严重不 良反应，请立即就医。5.对本品过敏者禁用， 过敏体质者慎用。6.本品性状发生改变时禁 止使用。7.请将本品放在儿童不能接触的地
请同学们思考，在生活中哪些方面用到酶
三、酶的应用
不食敏缺乏 .-日3次。
,在于燥处保存
制
多酶片说明书
乙 类
产品名称： 超效加酶无磷洗衣粉 508克
品 牌 ：
适用范围：适用于清洗棉、麻、化纤 及混纺织物
生产日期：见包装
主要成分：阴离子表面活性剂 污渍悬 浮剂 衣物增艳剂 生物酶非离子表 面活性剂 水软化剂 高活性去渍棒
香精
为什么不能用于丝质及羊毛衣料
酶的应用
1.溶菌酶
溶解细菌细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的 疗效。
2.果胶酶
分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得澄清。
3. 加酶洗衣粉
蛋白酶——血渍、奶渍
脂肪酶——油渍
4.含酶牙膏
残留在牙缝里的食物残渣是细菌的美食，也是导致龋齿的祸根。含酶牙膏可以分解细菌， 使我们的牙齿亮白、口气清新。
5.多酶片
多酶片中含有多种消化酶，人在消化不良时可以服用。
6.胰蛋白酶
胰蛋白酶可用于促进伤口愈合和溶解血凝块，还可以去除坏死组织，抑制污染微生物的繁殖。
7.脂肪酶
利用脂肪酶处理废油脂，制造生物柴油，既保护环境又使其得到合理利用。
8.青霉素酰化酶
青霉素酰化酶能将易形成抗药性的青霉素造成杀菌力更强的氨苄青霉素。
酶具有高效性和专一性；那么它的这两个特性的发挥是 不是在任何条件下都可以呢
资料1:感冒发烧的你为什么不想吃饭呢
资料2:唾液淀粉酶在口腔内(唾液pH为6.2-7.4)可分解淀粉，但唾液 淀粉酶随唾液流入胃(胃液pH为0.9-1.5)却不能分解淀粉。
酶的名称
最适pH
过氧化氢酶(肝)
6.8
唾液淀粉酶
6.8
胃蛋白酶
1.5-2.2
四.影响酶活性的条件
酶活性：酶对化学反应的催化效率。
我们探究的问题：
酶的活性是否受pH、温度的影响
我们作出的假设：
酶的活性受pH、温度的影响
探究活动
利用下面提供的溶液和试剂，请你设计实验，来探究酶的活性受 PH 的影响，或者探究酶的活性受温度的影响
新配制的2%淀粉酶溶液、新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液、
缓冲液(能在加入少量酸或碱时抵抗pH 改变的溶液)、3%可溶性淀粉 溶液、3%过氧化氢溶液、0.01mol/L 的盐酸、0.01g/ml 苏丹II染液、
0.01mol/L 的NaOH 溶液、0 . 1g/mL 的NaOH 溶液、0.01g/mL 的 CuSO 溶液、0.05g/mL 的CuSO 溶液、热水、蒸馏水、冰块、碘液、 斐林试剂
底 物 ：
①质量分数3%的可溶性淀粉溶液(酸能促进淀粉分解)
②质量分数3%的H O 溶液(高温下H O 分解加快) 酶溶液：
③唾液淀粉酶溶液(适宜温度37℃左右，适宜pH为6.8)
④新鲜的肝脏研磨液(含H O 酶，适宜pH为6 .8)
探究温度对酶活探究pH对酶活性 性的影响 的影响
我们选用的底物 ① ②
我们选用的酶 ③ ④
选择材料
探究 一 pH对酶活性的影响(以H O 为底物)
自变量： pH 不同
因变量： 酶活性
检 测 ：相同时间内H O 分解产生气泡的量
无关变量：温 度，底物量及浓度，酶量，反应时间等
序号 操 作 试管1 试管2 试管3试 管 4
试管5试管6
1 加肝脏研磨液 2滴 2滴 2滴
2 加入1ml(摇匀) NaOH HC1 H O
3 加H O 溶液 2ml
2ml 2ml
4 混合(摇匀) 试管4 试管5 试管6
5 观察现象 无气泡 产生 无气泡 产生 大量气 泡产生
实验结论：酶的活性受pH 影响。
实验设计
拓展
作出假设：由过酸过碱恢复到适宜pH环境，酶的活性能够恢复。
设计实验：在碱性环境的试管中加入等量HCI。
在酸性环境的试管中加入等量NaOH。
预测结果：处于两种环境下酶活性都能够恢复，都产生大量气泡。
实验结果：两支试管都没有产生大量气泡。
实验结论： 由过酸过碱恢复到适宜pH 环境，酶的活性不能 恢复。
探究二 温度对酶活性的影响(以淀粉为底物)
· 自变量： 温度不同
· 因变量： 酶活性
· 检测： 碘液检测观察各试管中颜色的深浅。
·无关变量：pH, 底物量及浓度，酶量，反应时间，碘液的量等。
操作
可溶性淀粉 溶液
新鲜的淀粉 酶溶液
温度
时间
混合
时间
碘液
观察现象
试管2
2ml
蒸馏水
5min
试管5
5min
2滴
不变蓝
试管1
2ml
冰块
5min
试管4
5min
2滴
变蓝
试管3
2ml
热水
5min
试管6
5min
2滴
变 蓝
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
试管5
1ml
蒸馏水 5min
试管4
1ml
冰块 5min
试管6
1ml
热水 5min
实验设计
五.与酶相关的曲线
在ab 段随着温度的升高酶的活性 在b点酶的活性 达到最大值 在bc段随着温度的升高酶的活性
甲
在ba段随着PH的降低酶的活性_ 在b点酶的活性达到最大值
在bc段随着PH 的升高酶的活性
乙
增高
降 低
降低
降 低
體 交 觀
酶促反应速率
达到反应的平衡点时加入酶的反应所用的 时间更短，说明了酶的 高效 性，加 入酶的反应，加入无机催化剂的反应和未 加催化剂的反应平衡点都相同，说明酶并 不能改变化学反应的 平衡点 , 只 是 缩
短了达到 化学平衡 所需的时间
加入酶 加入无机催化剂
未加酶
时间
酶A
(未加酶)
1 2 3 4
A 反应物浓度
该曲线说明酶B 不 能 (能，不能)催
化该反应，酶A 能 (能，不能)催化
该反应，说明酶具有 专 一 性
反应速率
酶B
10
5
平衡点
此曲线表示自变量是底物浓度，因变量
是 酶促反应速率， 在oa 段随着 底物浓度
的增大酶促反应速率 加快，在a点 以后酶促反应速率不再增加是受到 酶 量 _的限 制，此时 所有的酶_都与底物结合，反应速率 达到最大
此曲线表示酶促反应速率与酶浓度成正比，必 修满足的前提条件是_ 底物是过量的
底物浓度[S]
酶浓度[E]
酶促反应速率 辭促反应速率
0
30°C
35°℃
-33°C
37°C
2 4 6 8 1012 pH
从图中可看出此酶促反应的最适温
度为35℃ ,最适PH
为 8
反应物羽余
0
多酶片为复方制剂，内含胰酶(包括胰脂 肪酶、胰淀粉酶)和胃蛋白酶。
多酶片为肠溶衣和糖衣的双层包衣片
1.请你根据以上信息设计多酶片的结构
2 . 多酶片应如何服用
六 . 相关应用
产品名称： 超效加酶无磷洗衣粉 508克
品 牌 ：
适用范围：适用于清洗棉、麻、化纤 及混纺织物
生产日期：见包装
主要成分：阴离子表面活性剂 污渍悬 浮剂 衣物增艳剂 生物酶 非离子表 面活性剂 水软化剂 高活性去渍棒
香精
加酶洗衣粉在使用时要注意什么
当堂检
1、将乳清蛋白，淀粉，胃蛋白酶，唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器内，调
整(PHA至2.0),保存在37摄氏度的温水内，过一段时间后，容器内剩余的物质是
A 淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
B 唾液淀粉酶、麦芽酶、胃蛋白酶、多肽 C 唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水
D 唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
2、将胃液的PH从10降到2的过程中，胃液中胃蛋白酶的活性的变化是( B ) A 一直上升 B 没有变化 C 先升后降 D 先降后升
3.如图1表示温度对酶促反应速率的影响示意图，
图2的实线表示在温度为a的情况下生成物量与 时间的关系图。则当温度增加一倍时生成物量 与时间的关系是( B)
图 1 2
A.曲线1 B.曲线2 C.曲线3
D.曲线4
a 2a 四
用配反电跑齐