5.1降低化学反应活化能的酶（第1课时课件）（共27张PPT、1份视频）

(共27张PPT)
降低化学反应活化能的酶（1）
第1节
问题探讨
讨论
斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用
1.为什么要将肉块放在金属笼内？
便于取出实验材料(肉块)，排除物理消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学消化。
2.是什么物质使肉块消失了？
3.怎样才能证明你的推测？
是胃内的化学物质将肉块分解了。
收集胃内的化学物质，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
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1
酶2
酶3
酶11
酶5
酶6
酶12
酶8
酶9
酶10
酶14
酶7
酶13
酶15
酶16
酶17
酶18
（一）酶在细胞代谢中的作用
1.探究·实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解
①实验原理
细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢，细胞中有过氧化氢酶，能将过氧化氢及时分解为氧气和水。新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。
2H2O2
2H2O + O2 ↑
不同条件
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。
1.不同温度
2.加FeCl3
3.加过氧化氢酶.
③材料用具
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
a.材料：
b.用具：
量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计。
组别 对照组 实验组
1 2 3 4
过氧化氢 浓度 3% 3% 3% 3%
剂量 2mL 2mL 2mL 2mL
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
④实验过程及结果
几乎无
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
3号
4号
1号
2号
不明显
少量
较多
大量
观察产生气泡的多少
观察卫生香的燃烧情况
3号
4号
变亮
复燃不明显
复燃明显
1与2对照：
加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(为反应提供能量)
1与3对照：
FeCl3在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(催化作用)
1与4对照：
过氧化氢酶在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(催化)
实验结果分析
134对照：
过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高。
实验结论：
酶和无机催化剂一样，都能催化化学反应，并且酶的催化效率远高于无机催化的催化效率。
注意事项
1.新鲜肝脏，防止过氧化氢酶被细菌分解。
2.肝脏要制成研磨液。
----充分接触保证酶的催化效率。
3.胶头滴管不能混用。
4.H2O2有腐蚀性，要小心，不能触及皮肤。
5.卫生香不要触及气泡或者液面。
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。
初态
终态
过渡态
活化能（EA）
活化能越低，反应越容易进行
酶与无机催化剂催化的机理相同，都能降低化学反应的活化能，但是酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。
加热、Fe3+、H2O2酶使H2O2分解加快本质
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）
图中①表示：
无催化剂时化学反应所需的活化能。
图中②表示：
无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。
图中④表示：
酶催化时化学反应所需的活化能。
③表示：
无机催化剂降低的活化能
⑤表示：
酶降低的活化能
常见有机化学反应的条件
高温 高压
强酸 强碱
剧烈条件
细胞内外的环境
常温
常压
水溶液环境
pH接近中性
温和
注意
①酶与无机催化剂的催化机理相同，都是降低化学反应的活化能。
②酶和无机催化剂反应前后数量和性质不发生改变，一段时间内可以重复利用。
③酶与无机催化剂都不改变反应的平衡点，只是缩短了到达平衡点的时间。如下图所示。
控制变量（单一变量）
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
讨论：无关变量对实验结果有没有影响？该实验的无关变量还有哪些？
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
(适宜且相等)
自变量
因变量
无关变量
对照实验：除作为自变量的因素外，其余无关变量都保持一致，并将结果进行比较的实验。
设计对照实验
对照实验一般要设置对照组和实验组
对照组
实验组
空白对照
目的是排除无关变量的干扰
对照的类型：
空白对照、自身对照、条件对照...
3.对照实验设计的一般步骤
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：分组施加自变量
第三步：一段时间后，检测因变量
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。
仔细阅读本节的“思考·讨论”，总结每个科学家所研究的内容，体会巴斯德、李比希、毕希纳、萨姆纳的观点之间的逻辑关系；并解决·讨论题。
（二）酶的本质
巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。
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其作用
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
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。
巴斯德
李比希
毕希纳
①对酵母菌发酵的探索
发现了起催化作用的物质——酶
②对酶本质的探索
萨姆纳：从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是蛋白质
发现少数RNA具有催化功能，称为核酶。
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
发现了绝大多数酶是蛋白质，少数RNA。
3.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？
4.请给酶下一个比较完整的定义。
萨姆纳历时9年，用正确的科学方法，坚持不懈、百折不饶的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。
讨论
酶的作用及本质
1.酶的作用：催化
2.来源：细胞产生
3.本质：蛋白质或RNA（少）
脂肪酶、淀粉酶、DNA酶都是蛋白质
4.原料（或水解产物）：氨基酸或核糖核苷酸
5.合成场所：细胞内的核糖体或细胞核
6.发挥作用场所：细胞内、外
7.作用机理：降低反应所需的活化能
课后习题
一、概念检测
1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是（ ）
A.酶不能脱离生物体起作用B.酶只有释放到细胞外才起作用
C.所有的酶都是蛋白质 D.酶是具有催化作用的有机物
2.酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特点是（ ）
A.能为反应物提供能量B.能降低化学反应的活化能
C.能在温和条件下催化化学反应D.催化化学反应更高效
D
D
二、拓展应用1.在本节“探究·实践”中，有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管，向其中分别加入2mL过氧化氢溶液后，再向5号试管内加入2滴煮沸过的肝脏研磨液，向6号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目的是什么？
本小节“探究·实践”涉及的自变量并非只有 个,而是包括温度和催化剂两个变量,1号试管中仅放置了过氧化氢溶液,可以起到对照作用。2号试管与 1 号试管的区别在于温度,3号试管和4号试管与 1 号试管的区别在于多了催化剂 3号试管与 4号试管之间也可以起相互对照作用。加入 2 滴煮沸过的肝脏研磨液的 5号试管,可以与加入新鲜的肝脏研磨液的 4号试管做对照;同理,加入 2 滴蒸馏水的 6 号试管可以作为 3 号试管和 4 号试管的对照组。
3.给你一份某种酶的结晶，你能设计实验检测它是不是蛋白质吗 请简略写出实验步骤。想一想，在萨姆纳之前，为什么很难鉴定酶的本质
可用第2章中学过的检测蛋白质的方法。在萨姆纳之前,之所以很难鉴定酶的本质,主要是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。
酶是一种生物催化剂；
酶显著降低了化学反应的活化能。
学会确定自变量，控制无关变量，观察和检测因变量；
学会设置对照组，明确对照组在实验中的意义。
小 结
绝大多数酶是蛋白质，还有少量的RNA。
1.酶的作用
2.酶的化学本质
3.学习设计对照实验