资源简介

(共49张PPT)
Enzyme
降低化学反应活化能的酶
导
01
1773年，斯帕兰扎尼做了一个实验:将一块肉放入一个金属笼子中，然后让鹰吞下，一段时间后取出笼子，发现笼子中的肉消失了
Q1.为什么要将肉装入金属笼子？
A1. 防止胃的蠕动，排除物理性消化。控制单一变量
Q2.肉为什么会消失？
A2.可能产生了某种化学物质使肉被消化
Q3.这个实验说明了什么问题？
A3.说明了食物的消化有化学物质的参与
实际上：食物的消化不仅有化学变化还有物理变化
后来，科学家发现胃液中含有大量盐酸，于是推测盐酸是使食物分解的物质。
1835年，德国科学家施旺，通过实验发现，胃腺分泌物中有一种物质，将它与盐酸混合后，对肉类的分解能力远远大于盐酸的单独作用，这种物质就是胃蛋白酶。
酶 有什么作用呢？ 它是什么物质呢？
导
01
02
思
请同学们根据导纲上的提示，认真阅读课本并完成《基础感知》和《深入学习》部分的内容
要求：
1.不讨论、不提问、不商量
2.思考结果用铅笔记录，有疑问的地方红笔标注
3.快速完成，限时6分钟
波浪线 ：识记部分
三角星 ：重点内容
展
一、细胞代谢
1.概念：
2.意义：
细胞内的化学反应
是细胞生命活动的基础
3.主要场所(代谢中心)：
细胞核
细胞质基质
4.代谢控制中心：
①在液体环境中进行
②反应条件温和
③一般伴随着能量的释放、储存和利用
④细胞代谢离不开酶
5.特点
展
为什么细胞代谢离不开酶？
探究酶的作用
（以过氧化氢在不同条件下的分解为例）
评
1、实验原理
2 H2O2 2 H2O + O2↑
加热/催化剂
2、实验目的
通过比较H2O2过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。
3、实验材料
新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液、质量分数为3.5%的FeCl3溶液、 新配制的体积分数为3%的H2O2溶液
Q.为什么要取新鲜的？为什么要将肝脏进行研磨？
二、比较过氧化氢在不同条件下的分解
新鲜是保证H2O2酶没有失活；研磨是让肝脏细胞中的H2O2酶释放出来，增大酶与底物的反应面积，提高反应速率
酶
评
4.实验步骤：
取4支试管分别编上序号1、2、3、4，每只试管分别加入2ml过氧化氢溶液
1
2
3
4
常温
90℃
水浴加热
2滴
3.5%FeCl3
2滴
20%肝脏研磨液
评
5.观察实验结果，分析实验现象
1.观察气泡冒出的情况，并做比较。
2.观察卫生香的燃烧的剧烈程度，并作比较
评
步骤 试管编号 1 2 3 4
一 H2O2 浓度 3% 3% 3% 3%
2ml 2ml 2ml 2ml
二 反应条件 常温 90℃ FeCl3 鲜肝研磨液
2滴清水 2滴清水 2滴 2滴
结果 气泡产生
带火星木条
不明显
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
复燃
复燃，并燃烧剧烈
分析实验结果，可得出什么结论？
评
实验结论：
加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
实验分析
1
2
3
4
3
4
（1）1与2，1组为对照组，2组为实验组
自变量为：
探究问题：
温度
H2O2的分解速率
加热对H2O2的分解速率的影响
实验现象：
因变量为：
1号无明显现象；2号加热后产生少量气泡
评
实验结论：
FeCl3在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
实验分析
1
2
3
4
3
4
（2）1与3，1组为对照组，3组为实验组
自变量为：
探究问题：
催化剂的有无
H2O2的分解速率
催化剂对H2O2的分解速率的影响
实验现象：
因变量为：
1号无明显现象；3号加热后产生气泡，但无法使卫生香复燃
评
实验结论：
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。
实验分析
1
2
3
4
3
4
（3）1与4，1组为对照组，4组为实验组
自变量为：
探究问题：
实验现象：
酶对H2O2的分解速率的影响
H2O2的分解速率
因变量为：
催化剂的有无
4中产生大量气泡，并且使得卫生香复燃
评
实验结论：
过氧化氢酶比FeCl3的催化效率更高。
实验分析
1
2
3
4
3
4
（4）1与3与4，1组为对照组，3、4组为实验组
自变量为:
因变量为：
探究问题：
催化剂的种类
无机催化剂与酶的催化效果哪个更优
实验现象：
H2O2的分解速率
4中产生大量气泡多余3，且卫生香复燃现象更明显
评
三、控制变量和设计对照试验
因变量
自变量
变量
无关变量
人为控制
自变量
1.变量:实验过程中变化的因素
实验结果
自变量：实验中 的对实验对象进行处理的因素
因变量：因 改变而变化的变量
无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些对 造成影响的可变因素
Y = 3 + X
因变量
无关变量
自变量
评
2.实验设计中的原则
科学性原则
平行重复原则
对照性原则
单一变量原则
实验设计时只有一个自变量，且无关变量在对照组和实验组中均要保持相同且适宜。
空白对照：
自身对照：
相互对照：
对照组不施加任何处理因素
对照组与实验组在同一受试对象上进行
几种处理（或水平）互为对照
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。(一般要设置对照组和实验组)
类型
评
试管编号
1 2 3 4 一
二
三 观察
2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
肝脏研磨液
2滴
2滴
几乎无
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
反应条件
无关变量
H2O2浓度
H2O2剂量
气泡产生
带火星的卫生香
因变量
（结果）
相同且适宜
步骤
变量
你能准确找出以上实验中的相关变量吗？
自变量
（不同条件）
过氧化氢溶液的浓度、反应时间、肝脏的新鲜程度等
无关变量对实验结果没有影响吗？该实验的无关变量还有哪些？
评
试管编号 1 2 3 4
实验处理 无 90℃水浴加热 2滴FeCl3 2滴肝匀浆
H2O2溶液（3%） 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
检测指标 1. 气泡冒出情况 2. 卫生香复燃情况
对照组
实验组
空白对照
该实验的对照组和实验组分别是什么？
Q:从实验可知，加热以及催化剂都能促进过氧化氢的分解，其原理是？
评
加热与酶促进过氧化氢分解的原理一样吗？
H2O2（常态）
H2O2（活跃状态）
使过氧化氢分子得到能量
容易分解
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。
酶和无机催化剂并没有给反应物提供活化能，而是降低了化学反应所需要的活化能。
加热是为过氧化氢分子提供能量
活跃态
活化能
常态
评
评
图中①表示：
图中②表示：
图中④表示：
无催化剂时化学反应所需的活化能。
无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。
酶催化时化学反应所需的活化能。
图中③表示：
图中⑤表示：
无机催化剂降低的活化能
酶降低的活化能
评
与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效果更高
Q1.无机催化剂的曲线应该是怎样的？
A1.在1、2之间
①由图可知,酶的作用原理是:降低化学反应的活化能。请用字母表示降低的部分 ：____ 　　　　
②若将酶变为无机催化剂,则b在纵轴上向____　　移动。用加热的方法不能降低活化能,但会____　　　　活化能。
上
提供
ab
小试牛刀：
评
加热
Fe3+
H2O2酶
为过氧化氢分子提供能量
降低化学反应的活化能
显著降低化学反应的活化能
三种条件使过氧化氢加速分解的原理不同
注意：1.酶降低化学反应活化能，不改变生成物的量
2.反应前后酶本身并不被消耗，不为化学反应提供物质和能量
3.只改变化学反应速率，但不改变化学反应的方向
4.酶只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点
评
四、酶的本质
巴斯德之前：发酵是纯化学过程
活酵母细胞参与发酵
死酵母细胞释放物质
巴斯德
李比希
毕希纳
酿酶使糖液变成酒
萨姆纳
脲酶是蛋白质
切赫和奥特曼
其他科学家
很多酶都是蛋白质
少数RNA也能催化
评
酶是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，少数是RNA。
1.酶的概念
四、酶的本质
酶的产生场所：
酶作用：
酶作用原理：
活细胞
酶的作用场所：
细胞内外&体内外
催化作用
降低化学反应的活化能
酶的化学本质：
大多数是蛋白质，少部分是RNA
酶的合成场所：
细胞核和核糖体
酶的合成原料：
脱氧核糖核苷酸和氨基酸
评
五、酶的特性
特性一、高效性：酶的催化效率极高 ！
① 内容：与无机催化剂相比，酶催化效率更高。是无机催化剂107~1013倍。
酶降低活化能的作用更显著。
②意义：1）保证细胞内化学反应顺利进行。 2）保证细胞内能量供应稳定。
时间
产物浓度
A.加酶
B.加无机催化剂
C.不加催化剂
A、C曲线比较，说明酶具有__________
A、B曲线比较，说明酶具有__________
高效性
催化作用
酶的高效性是与无机催化剂对比得出！
评
设计思路：通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较，得出结论。
③实验验证思路——“对比法”验证酶的高效性
自变量：
因变量：
无关变量：
催化剂的种类
反应的速率
底物的量、浓度、催化剂的量
评
五、酶的特性
特性二、专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
①内容：一种酶只能催化一种或一类反应。
②意义：保证了细胞内化学反应有序进行
③实验验证专一性思路
“对比法”验证酶的专一性
酶可作为反应底物（ ）
脂肪酶被蛋白酶分解
评
方案二：
淀粉 + 蔗糖酶
蔗糖 + 蔗糖酶
方案四：
蔗糖 + 淀粉酶
蔗糖 + 蔗糖酶
方案一：
淀粉 + 淀粉酶
蔗糖 + 淀粉酶
方案三：
淀粉 + 淀粉酶
淀粉 + 蔗糖酶
思路1：底物不同，酶相同
思路2：底物相同，酶不同
用斐林试剂检测
用斐林试剂检测
用斐林试剂检测
用碘液或者斐林试剂检测
评
验证酶的专一性实验中的注意事项
淀粉或蔗糖+淀粉酶→应用　　　　　　检测反应物,不能选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
斐林试剂
淀粉
麦芽糖
淀粉酶
斐林试剂
斐林试剂
不变色
变砖红色
蔗糖
蔗糖
淀粉酶
斐林试剂
斐林试剂
淀粉
麦芽糖
淀粉酶
碘液
蓝色
无蓝色出现
蔗糖
蔗糖
淀粉酶
碘液
碘液
碘液
无蓝色出现
无蓝色出现
（葡萄糖+果糖）
不变色
不变色
变色
（葡萄糖+果糖）
无蓝色出现
评
(1)加入酶A的反应速率一定范围内随底物浓度增大明显加快。
(2)加入酶B的反应速率与未加酶对照组的反应速率相同，对比加入酶A的反应
速率明显慢，说明酶具有专一性。
④曲线表示
评
添加酶的洗衣粉在使用时对水温有要求；不同部位消化液的最适PH不同：唾液的PH为6.2—7.4；胃液的PH为0.9—1.5；小肠液的PH为7.6
资 料
①酶的催化效率可能受温度影响。
②不同的酶需要不同的PH 条件,酶的催化效率可能受PH值的影响。
酶活性: 酶催化特定化学反应的能力
在一定条件下催化某一化学反应的速率
这些资料说明了什么？
评
①含义
在一定温度(pH)范围内，酶才起作用。在某一温度（PH）下最强。
②原因
酶所催化的化学反应一般是在________的条件下进行的。过酸、过碱或温度过高，都会使酶的_________遭到破坏，使酶永久_____。低温只能使酶的活性____，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会_____。
③意义
保证在细胞温和的条件下进行高效反应。
比较温和
空间结构
失活
降低
升高
特性三、酶的作用条件较温和（条件温和）
评
④实验思路
探究温度/PH对酶活性的影响
建议：淀粉酶探究温度对酶活性的影响
建议：H2O2探究pH对酶活性的影响
（酶活性）
评
1试管 1’试管 2试管 2’试管 3试管 3’试管
加淀粉酶 2ml — 2ml — 2ml —
加淀粉 — 2ml — 2ml — 2ml
保温 混合 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
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
分别将每组的两支试管内的液体混合，摇匀
自变量
因变量
无关
变量
实验一：探究温度对酶活性的影响
评
讨论1：能否用H2O2和H2O2酶（猪肝研磨液）探究温度对酶的影响？讨论2：为什么要先将底物和酶控制到预设温度，再混合反应？
讨论3：不能用斐林试剂检测的原因？
讨论4：如何进一步探究淀粉酶的最适温度？
H2O2本身受热易分解，会对实验结果造成干扰。
酶具有高效性，若酶和底物没有在对应温度混合，一混合就已发生反应，降低了实验的说服力。
该实验的自变量是温度，用斐林试剂检测时需要水浴加热，这样会干扰自变量。
缩小温度梯度（梯度要均匀），重复进行上述实验。
注意事项
评
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
不能用淀粉酶探究PH值对酶活性影响,因为酸能催化淀粉水解
自变量
因变量
无关
变量
实验二：探究pH对酶活性的影响
注意事项
评
低温降低酶的活性，高温使酶失活
酶在强酸、强碱情况下会失活
⑤曲线分析
过酸、过碱、温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活
PH的变化不影响酶的最适温度
温度的变化不影响酶的最适PH
评
评
Q.PH为0时，胃蛋白酶无活性，将PH提高到1.5后，酶活性升高，对吗？
已失活的酶不能再恢复其活性
唾液（淀粉酶）
pH 6.2~7.4
胃液（胃蛋白酶）
pH0.9~1.5
Q.
唾液淀粉酶进入胃后还能消化淀粉吗？
Q.在最适的pH或温度下酶促反应一定能进行吗？
不一定。例如在最适pH条件下，将温度调至100 ℃，那么，多数酶也会丧失活性，反应不能进行。
评
总结常考重点
评
六、影响酶促反应的因素
影响酶促反应的因素
1）温度
2）PH
PH&温度
影响
酶促反应的速率
酶活性
影响
酶活性
酶活性
评
Q:在P点之后影响酶促反应速率的原因是什么？
A:酶的浓度或酶的活性
Q:这一曲线存在的前提是什么？
A:在底物足量时
3）底物浓度
4）酶浓度
底物浓度与酶浓度
酶促反应的速率
底物与酶的接触面积
影响
影响
评
【易错警示】 酶促反应速率≠酶活性？
温度和pH是通过影响酶的空间结构来改变酶的活性,进而影响酶促反应速率的;而底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积来影响反应速率的。底物足量时，不会影响酶的活性。
Q:一般可以用酶促反应速率表示酶活性，什么是酶促反应速率？
用单位时间单位体积中底物的减少量和产物的增加量来表示。
能否改成酶活性？
评
3）竞争性抑制剂
4）非竞争性抑制剂
①竞争性抑制剂：抑制剂与底物竞争酶。
A.第一类竞争性抑制剂：
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。
评
B.第二类竞争性抑制剂：
如图，抑制剂与酶的活性中心以外的部位结合，从而使酶的活性中心结构改变，阻止了酶与底物结合。如果酶与活性中心结合，使抑制剂结合部位的空间结构发生改变，从而阻止抑制与酶结合。
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。
总结
评
②非竞争性抑制剂：抑制剂与底物不存在竞争关系。
如图，抑制剂与酶的活性中心以外的部位结合，但是不会使酶活性中心的结构改变，因此，不影响酶与底物的结合，这样就形成了底物-酶-抑制剂的三元复合物,但是底物不会被酶催化为产物，从而达到抑制的作用。
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。
总结
评
七、细胞代谢有序进行的原因
1．原因：细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，
还与 在细胞中的分布有关。
2．实例：植物叶肉细胞中，与光合作用有关的酶分布在叶绿体内，与呼吸作用有关的酶分布在___________________内，这样，光合作用与呼吸作用在细胞内不同的区室同时进行，就可以互不干扰了。
细胞质基质和线粒体
酶
Class over
下课
biology
2020

展开更多......

收起↑