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(共30张PPT)
5.1 降低化学反应活化能的酶（第2、3课时）
任课教师：陈思熹
2.各条件使反应加快的本质：
加热：
Fe3+：
酶：
提高分子的能量
降低化学反应的活化能
同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。
1.什么是活化能？
3.酶的本质：
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。
上节知识点回顾
1)为什么将肉块装进笼子？
便于取出肉块，排除物理性消化对肉块的影响
2)肉块为什么消失了？
胃内的化学物质将肉块分解了 （化学性消化）
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。
1773年，意大利科学家斯帕兰札尼研究鹰的消化作用
【问题探讨】
二、酶的本质
阅读课本79-80页“资料分析”
找出每一位科学家的研究背景、过程、结论及贡献
完成教材P80“拓展2”
巴斯德和李比希的观点分别是什么？有什么局限性？
探索酶的本质
三、 酶的本质
1、关于酶本质的探索过程
巴斯德之前
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德(微生物学家）
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
萨姆纳
李比希（化学家）
切赫、奥特曼
二、酶的本质
巴斯德和李比希的观点分别是什么？有什么局限性？
巴斯德和李比希的争论对后人研究酶的本质有何意义？
毕希纳是如何终结上述争论的？他的实验结论是什么？
探索酶的本质
三、 酶的本质
1、关于酶本质的探索过程
巴斯德之前
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德(微生物学家）
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
李比希（化学家）
二、酶的本质
脲酶是蛋白质
巴斯德和李比希的观点分别是什么？有什么局限性？
巴斯德和李比希的争论对后人研究酶的本质有何意义？
毕希纳是如何终结上述争论的？他的实验结论是什么？
萨姆纳成功揭示脲酶的化学本质靠的是什么样的精神？
探索酶的本质
三、 酶的本质
1、关于酶本质的探索过程
巴斯德和李比希的观点分别是什么？有什么局限性？
巴斯德和李比希的争论对后人研究酶的本质有何意义？
毕希纳是如何终结上述争论的？他的实验结论是什么？
萨姆纳成功揭示脲酶的化学本质靠的是什么样的精神？
20世纪80年代，科学家发现少数RNA也具有催化功能！
探索酶的本质
三、 酶的本质
1、关于酶本质的探索过程
巴斯德之前
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德(微生物学家）
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（化学家）
切赫、奥特曼
少数RNA也具有生物催化功能
一、酶的本质
讨论：
2.在科学发展过程中出现争论是正常的，巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么？这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？
1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？
巴斯德认为发酵与活细胞有关，是合理的；认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用，是不正确的。李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质，是合理的；认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用，是不正确的。
巴斯德是微生物学家，特别强调生物体和细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。
3.从毕希纳的实验可以可以得出什么结论？
4.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。你认为他取得的成功靠的什么样的精神品质？
5.请给酶下一个比较完整的定义。
毕希纳的实验说明，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。
萨姆纳历时9年，用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。
　 参考下一页　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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。（教材P81，黑体字）
来源
酶的概念(本质)
化学本质
功能
①酶只有一个作用：催化作用，不具有传递信息、调节的作用。
②有些酶在细胞内发挥作用，有些酶在细胞外发挥作用(如：消化酶)。
酶也可以在体外发挥作用(如：加酶洗衣粉中的酶)
③酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸。
化学本质 绝大多数是_______ 少数是___ _
元素组成
合成原料
合成场所
来源 一般来说，活细胞都能产生 作用场所 RNA
蛋白质
核糖核苷酸
氨基酸
核糖体
细胞核
细胞内、外及生物体外均能发挥作用
C、H、O、N、(S)
C、H、O、N、P
二、酶的本质
1）改变化学反应的速率，本身不被消耗；
2）只能催化热力学允许进行的反应；
3）加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点；
4）均具有催化作用，作用机理是降低化学反应的活化能，使化学反应速率加快。
酶与无机催化剂的比较
酶与无机催化剂的不同点？
酶与无机催化剂的相同点？
资料1
在研究酶性质的过程中,科学家通过整理大量实验数据，发现酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。
由上述资料可看出酶具有什么特性？
1、酶具有高效性：
与无机催化剂相比，酶的催化效率很高，使得反应的速率很快。
一、酶的特性
比较过氧化氢在不同条件下的反应
1
2
3
4
常温
加热
加FeCl3
加过氧化氢酶
比较过氧化氢在不同条件下的反应
1
2
3
4
常温
加热
加FeCl3
加过氧化氢酶
1、第1、4组对照可以说明酶具有高效性吗？
2、哪两组实验对照可以说明酶具有高效性？
不能
第3、4组
一、酶的特性
无机催化剂催化的化学反应范围比较广，例如，酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。
蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解；口腔里有唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化。
由上述资料可看出酶具有什么特性？
2、酶具有专一性：
每一种酶只能催化一种或一类化学反应
资料2
威白污渍爆炸盐(独有三重复合酶配方）
威白教你洗衣小绝招：
①洗前浸泡三十分钟，效果更佳；
②若衣服太脏，可适当增加用量；
③用温水浸泡效果更好，但水温不要超过60℃。
资料3
酶对温度条件有严格要求：温度会影响酶的活性，高温条件下，酶的空间结构容易被破坏而失活；
（酶活性：酶催化特定化学反应的能力；酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示）
资料4
口腔温度和体温差不多，而当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，却发现，唾液不再具有催化淀粉水解的功能；胃中的胃蛋白酶随食糜进入小肠后也不再具有催化功能；经测定，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。
酶的名称 最适PH
过氧化氢酶（肝） 6.8
唾液淀粉酶 6.8
脂肪酶 8.3
胰蛋白酶 8.0-9.0
胃蛋白酶 1.5-2.2
酶对pH条件有严格要求： 酸碱度会影响酶的活性， 强酸、强碱条件下，酶的空间结构容易被破坏而失活；
1.酶具有高效性
2.酶具有专一性
3.酶的作用条件较温和
（溶液的温度和pH都对酶的活性有影响）
二、酶的特性
酶与无机催化剂的不同点？
1）提出问题
2）作出假设
3）设计实验（材料用具、
方法步骤、预期实验现象 ）
4）进行实验，记录结果
5）分析结果、得出结论
6）表达与交流
7）进一步探究
三、设计实验：
证明（过氧化氢）酶具有高效性
证明（淀粉）酶具有专一性、
探究温度对（淀粉）酶活性的影响
探究pH对（过氧化氢）酶活性的影响
设计实验的三个环节：
第一环节：确定“三个什么”（做什么？怎么做？用什么做 ）
做什么？(实验目的);怎么做？(实验思路);用什么做(实验材料)
第二环节：确定变量（自变量、因变量、无关变量）
第三环节：设计实验步骤
设计实验的三个环节：
第一环节：确定“三个什么”（做什么？怎么做？用什么做 ）
第二环节：确定变量（自变量、因变量、无关变量）
第三环节：设计实验步骤
第三环节：设计实验的一般步骤：
1）取材，分组编号
2）共性处理，各组添加相同的物质，做相同条件的处理；
3）个性处理（变量处理），各组自变量不同，其他条件相同；
（共性处理、个性处理有时顺序需颠倒）
4）观察现象，记录结果；（注意检测指标的选取）
案例：设计实验证明（过氧化氢）酶具有高效性
第一环节：确定“三个什么”（做什么？怎么做？用什么做 ）
做什么？实验目的:证明酶具有高效性，即酶催化效率比无机催化剂高
怎么做？实验思路:某酶与某无机催化剂催化同一化学反应，比较反应速率（Fe3+和H2O2酶催化H2O2的分解,比较反应速率）
用什么做？实验材料:底物H2O2溶液，FeCl3溶液，H2O2酶
设计实验的三个环节：
第一环节：确定“三个什么”（做什么？怎么做？用什么做 ）
做什么？(实验目的);怎么做？(实验思路);用什么做(实验材料)
第二环节：确定变量（自变量、因变量、无关变量）
第三环节：设计实验步骤
第二环节：确定变量
自变量：
因变量：
无关变量：
案例：设计实验证明（过氧化氢）酶具有高效性
催化剂（自变量是人为控制的对实验对象进行处理的因素）
反应速率或过氧化氢分解速率（因自变量改变而变化的变量）
底物H2O2的用量、浓度，催化剂用量，温度等
（除自变量外，实验过程中对实验结果造成影响的可变因素）
控制自变量（一组加无机催化剂Fe3+，另一组加H2O2酶）
观察和检测因变量（检测指标为观察相同时间内气泡产生情况或卫生香复燃所需时间）
各组无关变量要相同且适宜
第三环节：设计实验的一般步骤：
1）取材，分组编号
2）共性处理，各组添加相同的物质，做相同条件的处理；
3）个性处理（变量处理），各组自变量不同，其他条件相同；
（共性处理、个性处理有时顺序需颠倒）
4）观察现象，记录结果；（注意检测指标的选取）
案例：设计实验证明（过氧化氢）酶具有高效性
1)取两支洁净的试管，分别编号为A、B;
2)A、B两支试管中分别加入等量的适量的新配制的H2O2溶液;
3)A试管中滴加2滴FeCl3溶液，B试管中滴加2滴新鲜的肝脏研磨液;
4)观察两支试管气泡产生情况.
注意：对照原则和单一变量原则
可再增设空白对照组
实验设计1：设计实验证明（过氧化氢）酶具有高效性
产物浓度
时间
未加酶
加入无机催化剂
加入酶
实验步骤： 试管A 试管B 第1步 每支试管均加入2ml过氧化氢溶液 第2步 滴入2滴FeCl3溶液 滴入2滴肝脏研磨液
第3步 观察相同时间内两支试管的气泡产生情况 实验现象： 实验结论:
两试管均产生大量气泡，B试管产生气泡较A试管多；
H2O2酶的催化效率比Fe3+高，酶具有高效性
1）提出问题
2）作出假设
3）设计实验（材料用具、
方法步骤、预期实验现象 ）
4）进行实验，记录结果
5）分析结果、得出结论
6）表达与交流
7）进一步探究
三、设计实验：
证明（过氧化氢）酶具有高效性
证明（淀粉）酶具有专一性、
探究温度对（淀粉）酶活性的影响
探究pH对（过氧化氢）酶活性的影响
设计实验的三个环节：
第一环节：确定“三个什么”（做什么？怎么做？用什么做 ）
做什么？(实验目的);怎么做？(实验思路);用什么做(实验材料)
第二环节：确定变量（自变量、因变量、无关变量）
第三环节：设计实验步骤

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