人教版高中生物必修一 课件 5.1降低化学反应活化能的酶 （共30张PPT）

(共30张PPT)
第五章 细胞的能量
　供应和利用
第1节　降低化学反应活化能的酶
斯帕兰札尼的实验
讨论：1、这个实验要解决什么问题？
2、是什么物质使肉块消失了？
3、怎样才能证明你的推测？
鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化
　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了
叶绿体：CO2+H2O （CH2O) +O2
光能
线粒体: C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量
核糖体： 氨基酸 多肽
脱水缩合
酶
酶
酶
　　细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
1、细胞代谢:
一、酶的作用和本质
实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
H2O2酶和FeCl3含量的比较
质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液： 　　　1滴　 质量分数为3.5%的氯化铁溶液： 　　　 　　1滴
生物催化剂： 　　H2O2酶所含酶的相对数量： 1 无机催化剂： 　Fe3+
Fe3+的相对数量：　25万
2、酶在细胞代谢中的作用
2 H2O2 → 2 H2O + O2
步骤 试管编号
1 2 3 4
一 H2O2 浓度
剂量
二 反应条件
剂量
结果 气泡产生
卫生香燃烧
原因
比较过氧化氢在不同条件下的分解
2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
肝脏研磨液
2滴
2滴
无
少量
较多
大量
变亮
复燃
2、酶在细胞代谢中的作用
反应有氧气生成
无氧气
不能，加热会使蛋白质变性
2、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？
3、3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？
Fe3+和H2O2酶都能提高反应速率
肝脏研磨液
FeCl3
第②组
90℃
常温
第①组
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号试管放出气泡，说明加热能提高反应速率
*
催化剂(酶)的作用原理是：降低化学反应的活化能
　　细胞代谢要在温和的条件下快速进行，只有酶能满足这样的要求。
2、酶在细胞代谢中的作用
5．为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？
4.为什么酶的催化效率会比无机催化剂更高呢？
　 用无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。(酶具有高效性)
步骤 试管编号
说明
1 2 3 4
一 H2O2 浓度
剂量
二
剂量
结果 气泡产生
卫生香燃烧
结论
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
肝脏研磨液
2滴
2滴
不明显
少量
较多
大量
变亮
复燃
反应条件
自变量
因变量
无关变量
无关变量
过氧化氢分解的速率
课堂小结
对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持 不变。
对照组：不接受人为处理的对象组；
实验组：接受人为处理的对象组。
①对照原则:设计对照实验,既要有对照组又要有实验组。
②单一变量原则：在对照实验中,除了要观察的变量发生变化外,其他变量都应保持相同。
③ 等量原则：各组加入的试剂要等量
实验设计原则:
步骤 试管编号
说明
1 2 3 4
一 H2O2 浓度
剂量
二
剂量
结果 气泡产生
卫生香燃烧
结论
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
肝脏研磨液
2滴
2滴
不明显
少量
较多
大量
变亮
复燃
反应条件
自变量
因变量
对照组
实验组
对照实验
无关变量
无关变量
课堂小结
控制变量：控制自变量，以形成对照或对比；
　　观察分析因变量，以得出实验结果或结论；
　　　无关变量保持一致。
步骤 试管编号
说明
1 2 3 4
一 H2O2 浓度
剂量
二
剂量
结果 气泡产生
卫生香燃烧
结论
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
肝脏研磨液
2滴
2滴
不明显
少量
较多
大量
变亮
复燃
反应条件
自变量
因变量
对照组
实验组
对照实验
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样，
无关变量
无关变量
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　酶的　　催化效率比无机催化剂的催化作用更显著 。
课堂小结
？酶的本质
［作业］
１、阅读P81的资料分析，说出酶的研究过程。从这些过程中你能给酶下一个完整的定义吗？
２、完成探究影响酶活性的条件实验中的实验步骤的设计。
酶在细胞代谢中的作用——通过降低化学反应活化能来催化反应，且催化效率比无机催化剂更高。
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
切赫、奥特曼
少数RNA也具有生物催化功能
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。
三、酶的本质
二、酶在细胞代谢中的作用
一、细胞代谢
四、酶的特性
过氧化氢酶除了能催化过氧化氢分解外，能否催化其他物质的化学反应？
淀粉酶能催化淀粉分解，能否催化其他的化学反应（例如：蔗糖）？
现在给你淀粉酶溶液，应该如何设计这个实验？
1、酶具有高效性
淀粉溶液 蔗糖溶液
实验步骤 一
二
三
实验现象
结论
分别加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60℃左右的热水中，反应5min
2号试管中加入2mL
蔗糖溶液
加入斐林试剂
振荡
约60℃水浴2min
1号试管中加入2mL
淀粉溶液
无变化
砖红色沉淀
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
每一种酶只能催化 化学反应。
细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行，与酶的 是分不开的。
二、酶具有专一 性
一种或一类
4000
专一性
目前发现的酶有 多种,它们分别催化不同的化学反应。
一、酶具有高效性
淀粉溶液 蔗糖溶液
实验步骤 一
二
三
分别加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60℃左右的热水中，反应5min
2号试管中加入2mL
蔗糖溶液
加入斐林试剂
振荡
约60℃水浴2min
1号试管中加入2mL
淀粉溶液
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件，比如淀粉酶在60℃左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的催化效率（活性）？
1、选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料？
三组，高温，低温和常温！
2、我要设计几组实验？选择几个温度？
淀粉酶。因为 H2O2受温度影响也会分解
3、观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定试剂？
碘液，看是否变蓝
问题聚焦
序号 项
目 试管
1 2 3
1 α－淀粉溶液 1ml 2ml 1ml
2 淀粉酶 1ml 1ml 1ml
3 温度 60℃ 沸水 冰水
4 碘液 1－2滴 1－2滴 1－2滴
5 实验现象
以上设计有两点错误: 一是加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则; 二是试剂加入的顺序错误2、3步应互换。
以上设计是否有错误？
淀粉溶液 1号试管 2号试管 3号试管
实
验
步
骤 一
二
三
四
五
实验现象
结　论
试管各加入2mL淀粉溶液
取3支试管，分别加入等量淀粉酶溶液
取2号试管和一支加有酶溶液的试管，共同加热至60℃，保持约5min
取1号试管和一支加有酶溶液的试管，共同在0℃冰水保持约5min
取3号试管和一支加有酶溶液的试管，共同加热至100℃，保持约5min
给１、２、３号试管分别加入对应的淀粉酶溶液2滴，振荡保温5min
３支试管各加入两滴碘液，震荡观察。
无明显变化
蓝色
蓝色
只有在适合的温度下酶的催化效率最高
在最适宜温度下，酶的活性最高，温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。
较高的温度容易使酶的空间结构遭到破坏而失去活性，低温只是抑制酶的活性。
H2O2溶液 1号试管 2号试管 3号试管
实
验
步
骤 一
二
三
四
现象
结论
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
加入过氧化氢酶2滴
滴加2滴盐酸
滴加2滴蒸馏水
滴加2滴NaOH
试管各加入2mL H2O2溶液
2—3min后将点燃的卫生香分别放入试管中
无明显变化
复燃
无明显变化
只有在适合的pH下酶的催化效率最高
在最适宜PH下，酶的活性最高，PH偏高或偏低酶的活性都会明显降低。
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，但肽键没有被破坏
思考： 高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？
不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。
小结：
1.酶的特性：酶具有_____性。酶具有______性。酶的作用条件___________。
2.影响酶催化的变化因素：受到______、______等的影响。
3.影响因素的变化与酶的催化效率：在最适温度或最适pH之前，随温度或pH的逐步增加，酶的催化效率也__________，在最适温度或最适pH之后，随温度或pH的不断增加，酶的催化效_________。
4.酶的失活：过_____、过______或温度______，使酶的_________遭到破坏，使酶________。
5、酶的活性恢复：0℃左右时，酶的________很低，但酶的空间结构_________，在适宜的温度下酶的活性可以________。
高效
专一
比较温和
温度
PH值
逐渐升高
不断降低
酸 碱
过高
空间结构
失活
活性
没遭破坏
恢复