人教版高中必修1生物5-1 降低化学反应活化能的酶 （共55张PPT）

(共55张PPT)
第5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
教学目标：
1.说出细胞代谢的概念。
2.举例说明酶在细胞代谢中的作用。
3.概述酶的化学本质，比较酶和无机催化剂的异同。
4.举例说明酶的特性
问题探讨：
（1）将肉块放在金属笼中解决了什么问题？
（2）对肉起消化作用的是什么物质？
（3）进行肉类消化的过程的条件是怎样的？
斯帕兰札尼的实验
1.这个实验要解决什么问题？
IMN
讨论:
鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化
2.是什么物质使肉块消失了？
是胃内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
一、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。
IMN
（是细胞生命活动的基础）
二
酶在细胞代谢中的作用
细胞代谢是细胞生命活动的基础，但代谢过程中也会产生对细胞有害的物质，如H2O2。而细胞中含有H2O2酶，可以分解H2O2。
1.常温下反应
2.加热
3.Fe3+做催化剂
4.过氧化氢酶
加入试管直接观察
酒精灯水浴加热
滴加FeCl3溶液
猪肝研磨液
比较过氧化氢在不同条件下的分解
变量：实验过程中可以变化的因素。
自变量：人为改变的变量。
因变量：随着自变量的变化而变化的变量。
对照实验：
除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。
对照组：
实验组：
※实验设计原则
1.对照原则
2.单一变量原则
设计实验
每支试管加
过氧化氢溶液
90℃水浴
滴入2滴FeCl3溶液
滴入2滴肝脏研磨液
空白
结果预测
第二步
第一步
2ml
试管编号
1
2
3
4
设计实验
每支试管加2ml过氧化氢溶液
90℃水浴
滴入2
滴FeCl3溶液
滴入2滴肝脏研磨液
空白
1min分钟后，将点燃的卫生香放在液面的上方
检验方法
结果预测
结果预测
试管编号
1
2
3
4
第一步
第二步
小组讨论：
P79实验讨论四个问题
5.本实验的结论是什么？
6.本实验为什么用新鲜的肝脏？肝脏为什么要制成研磨液？
7.滴入肝脏研磨液和FeCl3时能共用一个胶头滴管吗？
8.变量
自变量（定义以及本实验中的自变量是什么)
因变量（定义以及本实验中的自变量是什么)
无关变量（定义以及本实验中的自变量是什么)
9.对照试验、对照组、实验组
总结：对照试验的原则
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滴清水
2滴清水
2滴
2滴
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样
反应条件
对照组
实验组
控制变量
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
课堂反馈
⑴下表是证明某种无机盐离子X是某种植物生长发育所必需的实验步骤，请指出其中的错误之处：
等
量
光照
实验组
培
养
条
件
培养液
植株数
培养条件
现象
A
植物生长完全培养液
10株
光照
生长旺盛
B
等量缺X的完全培养液
20株
黑暗
发黄枯萎
结论
X是该植物生长发育所必需的无机离子
技能应用：在对酶的化学本质探究的过程中，有人推测酶是蛋白质，设计了如下实验，请你根据设计对照实验的方法将表格补充完整。
2ml稀释蛋清液
1ml双缩脲试剂A液，振荡
加入3－4滴双缩脲B液，振荡
试管编号
步骤
一
二
三
现象
1
出现紫色反应
2
2ml淀粉酶溶液
1ml双缩脲试剂A液，振荡
加入3－4滴双缩脲B液，振荡
出现紫色反应
结论
淀粉酶是蛋白质
无催化剂途径
有催化剂途径
二、酶在细胞代谢中的作用
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。
二、酶在细胞代谢中的作用
常态分子
活跃状态分子
活化能
加热：
Fe3+：
酶：
提高分子的能量
降低化学反应的活化能
更显著地降低化学反应的活化能
二、酶在细胞代谢中的作用
归纳：各条件使反应加快的实质
正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。
三、酶的本质
资料分析
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
争论
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
酶的定义
酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。
来源
作用
化学本质
什么是酶？
绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA。
组成酶的基本单位是＿＿＿＿和＿＿＿＿。
活细胞内，酶合成的主要场所是＿＿＿＿。
氨基酸
核苷酸
核糖体
1.下列有关酶的叙述正确的是:
A.活细胞产生的，在细胞内起作用
B.酶都有消化作用
C.酶的产生受遗传物质的控制
D.在催化过程中不断被消耗
C
巩固练习：
酶与无机催化剂的比较：
相同：都能催化化学反应，提高反应速率，缩短
反应时间。但本身不参与反应，其本质和
数量不变。
不同：酶的三大特性
四、酶的特性
该实验能得出什么结论？
1.酶具有高效性
酶的催化效率是无机催化剂的107－1013
倍
P83
酶具有高效性的意义：
保证了细胞内化学反应的快速进行。
口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化?
2.酶具有专一性
思考：
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
（例如，二肽酶可以水解由任意两种氨基酸组成的二肽。）
P83
实验：探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用
2.酶具有专一性
原理：
淀粉能在淀粉酶的作用下水解成麦芽糖（还原糖），还原糖能够与斐林试剂发生反应，生成砖红色沉淀。
方法步骤：
无
砖红色
2.酶具有专一性
序号
项
目
试管
1
2
1
注入可溶性淀粉溶液
2mL
/
2
注入蔗糖溶液
/
2mL
3
注入新鲜淀粉酶溶液
2mL
2mL
４
结果现象
探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用
结论：上述实验说明，淀粉酶只能催化淀粉水解，对蔗糖则不起催化作用。确切地说，每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。
2.酶具有专一性
酶作用的机理
使细胞代谢能够有条不紊地进行。
酶具有专一性的意义：
3.酶的作用条件较温和
酶的活性受温度的影响
酶的活性受pH的影响
实验
实验
酶活性？
P83
P85
实验：
探究温度对淀粉酶活性的影响
淀粉遇碘形成蓝色化合物。淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖，麦芽糖遇碘后，不形成蓝色化合物。
实验原理：
3.酶的作用条件较温和
不变蓝
变蓝
变蓝
思考：以上实验步骤中，第1步和第3步能否调换？第2步和第3步呢？
试管
1
2
3
淀粉溶液
2mL
2mL
2mL
温度
37℃温水
0
℃
100
℃
淀粉酶溶液
1mL
1mL
1mL
碘液
１滴
１滴
１滴
结果现象
在最适温度条件下，酶的活性最高，温度偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
当我们发烧时，食欲不振，不想吃东西。这是为什么呢？
思考：
实验：探究pH对淀粉酶活性的影响
序号
项
目
试管
1
2
3
1
注入可溶性淀粉溶液
2mL
2mL
2mL
2
注入蒸馏水
1mL
/
/
3
注入氢氧化钠溶液
/
1mL
/
４
注入盐酸
/
/
1mL
5
注入新鲜的淀粉酶溶液
1mL
1mL
1mL
6
注入斐林试剂
1mL
1mL
1mL
7
结果现象
砖红色
无
无
在最适pH条件下，酶的活性最高，
PH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
酶的名称
最适PH
胃蛋白酶
1.5～2.2
唾液淀粉酶
6.8
胰蛋白酶
8
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。
酶促反应：酶所催化的反应
底物：酶促反应中被酶作用的物质
产物：经反应生成的物质
※影响酶促反应速率的因素：
※影响酶促反应速率的因素：
1.温度
3.酶的浓度：反应速率随
酶浓度的升高而加快。
4.底物浓度：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，反应速率不再变化。
酶量一定
2.pH
1．同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因是(
)
A．能降低反应的活化能??
B．能供给反应物能量
C．改变了反应的途径????
D．降低反应活化能的作用更显著
D
闯关
2.关于活化能，下列说法不正确的是（??
）
A．是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量
B．加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能
C．无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更多而加快反应速率
D．酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易进行
C
酶在细胞代谢中的作用：
酶的本质：
酶的特性：
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RNA也具有催化功能。
降低化学反应的活化能
作用条件温和
高效性
专一性
5-1
降低化学反应活化能的酶
1.加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：
（1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍？
（2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？
（3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些衣料？
A.化纤
B.纯毛
C.纯棉
D.真丝
（4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中还可以加入什么酶？
B
D
脂肪酶
2.血液凝固是一系列酶促反应过程，采集到的血液在体外下列哪种温度条件下凝固最快:
A.0
℃
B.15
℃
C.25
℃
D.35
℃
D
3.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pH至2.0，保存于37
℃的水浴锅内。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、淀粉、胃蛋白酶、水
C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水
D.唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水
A
4.胃蛋白酶进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是:
A.在胃里发挥了作用，不能再继续起作用了
B.
pH不合适
C.被小肠内的物质包裹起来，不能起作用了
D.小肠内没有蛋白质可被消化
B
5.关于酶的特性，下列表述中错误的是:
A.酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物
B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变
C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响
D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力
D
6.用纯唾液和用稀释10倍的唾液做唾液淀粉酶的催化实验，其效果完全相同，这说明酶具有:
A.专一性
B.多样性
C.高效性
D.多变性
7.能水解脂肪酶的酶是:
A.淀粉酶
B.蛋白酶
C.脂肪酶
D.麦芽糖酶
8.将唾液淀粉酶先放入沸水中2分钟，再放在37℃的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是:
A.不断降低
B.先升后降
C.先降后升
D.没有变化