资源简介

(共32张PPT)
5.1 降低化学反应活化能的酶
一、酶的作用和本质
问题探讨
讨论：1.为什么要将肉块放在金属笼内？
2.是什么物质使肉块消失了？
3.怎样才能证明你的推测？
便于取出肉块、排除物理性消化干扰
胃内的化学物质
收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否能将肉块分解
1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。
01
酶在细胞代谢中的作用
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
CO2+H2O 有机物 +O2
光能
叶绿体:
氨基酸 多肽(蛋白质）
脱水缩合
核糖体：
线粒体:
有机物 +O2 CO2+H2O+能量
酶
酶
酶
细胞代谢离不开酶的作用
2H2O2
2H2O + O2↑
1、过氧化氢在体外分解需要什么条件？
资料：细胞代谢是细胞生命活动的基础，但代谢也会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢，体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发（包括头发）变白 ，会加速人体衰老。
加热、强酸、强碱、 加催化剂（如Fecl3)等
2、细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？
细胞中含有过氧化氢酶。
在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫做催化剂。
2 H2O2 2 H2O + O2↑
2 H2O2 2 H2O + O2↑
2 H2O2 2 H2O + O2↑
Fe3+
过氧化氢酶
2 H2O2 2 H2O + O2↑
（一）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验）
1.实验原理
2.实验目的：
通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。
肝脏研磨液
如何判断过氧化氢被分解的快慢？
观察单位时间内产生气泡的多少
观察带火星的卫生香的复燃情况
自变量
因变量
新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（含较多的过氧化氢酶）
质量分数为3.5%的FeCI3溶液
新配制的体积分数为3 %的H2O2溶液
量筒、试管、滴管、试管架、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计、卫生香、火柴
3.材料用具
过氧化氢酶含量多且活性高
实验过程示意图
2ml H2O2溶液
1号
2滴FeCl3溶液
2滴肝脏研磨液
2号
2ml H2O2溶液
90℃水浴
3号
2ml H2O2溶液
3号
4号
4号
气泡：几乎无
少量
较多
大量
复燃不明显
明显
试管编号 步骤 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
/
/
变亮
复燃
反应条件
H2O2浓度
H2O2剂量
气泡产生
带火星的卫生香
请观察教材P77面图片，描述各支试管的实验现象。
结论：
水浴加热、FeCl3 、过氧化氢酶都能加快H2O2分解的速率，
与FeCl3 相比，过氧化氢酶的催化速率要高得多。
2）3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？
1 2 3 4 3 4
1）与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？
加热能促进H2O2的分解,提高反应速率；
P77讨论
FeCl3中的Fe3+ 和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。
3）3号试管Fe3+数比4号试管H2O2酶高25万倍，但4号反应速率更快,这说明什么？
1 2 3 4 3 4
过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多。
4）2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多,为什么？
一样多，几支试管的H2O2 溶液的体积和浓度都相同。
为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？
细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内的化学反应的顺利进行是至关重要的。
请同学们阅读教材P78相关内容（控制变量），思考：一个严谨的实验该如何来设计？有哪些因素是我们必须要考虑的？
自变量：
因变量：
无关变量：
除自变量外，实验中还存在的一些也可对实验结果造成影响的其它变量
随着自变量的变化而变化的变量
人为改变的变量
变量：
实验中可以变化的因素
（不同条件X）
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一致且适宜
（结果Y）
（相同条件a）
对照实验：除自变量之外，其余因素（无关变量）都
保持一致，并将结果进行比较的实验。
对照实验一般要设置对照组和实验组。
空白对照 不给对照组做任何实验处理，这里的”空白”绝不是什么影响因素都不给予，而是针对实验组所要研究的实验因素给与空白。
对照实验类型
2
三、控制变量和设计对照实验（P78）
自身对照 对照组和实验组都在同一研究对象上进行。不另设对照组。(不同处理的前后对照)
条件对照 虽给对照组施以某种实验因素的处理。但这种处理是作为对照因素的，不是所要研究的实验因素。这种处理不包括实验研究给定的的自变量。目的是更有效的比较实验组和对照组的结果。
相互对照 不另设对照组，而是几个实验组之间相互对照，其中的每一组既是实验组也是其他组的对照组。
试管编号
步骤 1 2 3 4 一
二
三 观察
实验结论
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
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样
过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快
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
自变量
因变量
对照实验
讨论：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？
变量
相同 适宜
试管编号
步骤 1 2 3 4 一
二
三 观察
实验结论
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
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样
过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快
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
对照组
实验组
自变量
因变量
对照实验
讨论：该实验的对照组和实验组分别是什么？
变量
相同 适宜
单一变量原则
加热为什么能加快过氧化氢分解？
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。
3号、4号试管没有加热，为什么也有大量气泡产生？
降低了过氧化氢分解反应的活化能。
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。
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）
想一想：如何表示？
无催化剂曲线：______
酶促反应曲线：______
无酶促反应所需活化能：______
酶促反应所需活化能： ______
酶降低的活化能： ______
曲线B
曲线A
E2
E3—E2
E3
酶与一般无机催化剂的共同点
（1）改变化学反应速率，反应前后本身不被消耗
（2）降低活化能，使反应速率加快
（3）缩短达到平衡的时间，但不改变化学
反应方向和平衡点
------------------
------------------
B
A
有催化剂
无催化剂
02
酶的本质
二 酶的本质
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
其他科学家
切赫和奥尔特曼
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
切赫
奥尔特曼
巴斯德：发酵的过程并非与生命活动无关，需要酵母活细胞的参与才能进行。
李比希：引起发酵的是细胞中的某些化学物质，但这些物质只有在酵母细胞裂解死亡后才能发挥作用
1907年他为此获得了诺贝尔化学奖
1946年获得诺贝尔化学奖
酶的定义？
酶的本质
酶是一类生物催化剂
酶的化学成分
酶的来源
酶的功能
活细胞产生的
具有生物催化作用的
是
有机物。
一类
大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。
化学本质 绝大多数_______ 少数是_____
合成原料
合成场所
来源 作用部位 生理功能 作用原理 蛋白质
RNA
氨基酸
核糖核苷酸
核糖体
主要是细胞核
降低化学反应的活化能
生物催化作用
活细胞
细胞内外、体外
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，少数是RNA
酶的本质
讨论：P80
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？
都认为发酵与酵母菌有关；巴斯德局限于与整个活细胞有关，李比希局限于细胞裂解后才发挥作用。
2、巴斯德和李比希争论的原因是什么？对研究酶的本质起到什么作用？
争论的原因是只提出观点，未进行实验验证；促使后来的科学家用实验去验证，结束争论。
3、从毕希纳的实验可以得出什么结论？
是酵母细胞的产物引起发酵。
4、萨姆纳取得成功靠的是什么样的精神品质？
尝试不同的方法，持之以恒的努力。
课堂小结
为验证酶的活性,进行下图所示实验,以下叙述正确的是(　)。
A.加氯化铁的试管必须加热处理
B.两试管加入催化剂的分子数相同
C.两试管加入过氧化氢的量不同
D.反应完成后,两试管中产物数量相同
D
练一练
1.20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，是由20%的蛋白质和80%的RNA组成的，如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高剩余物质的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明( )
A.RNA具有生物催化作用
B.酶是由RNA和蛋白质组成的
C.酶的化学本质都是蛋白质
D.酶的化学本质都是RNA
A
2、酶和无机催化剂都能催化学反应，与无机催化剂相比，酶具有的特点是（ ）
A.能为反应提供活化能
B.降低反应所需活化能
C.能在温和条件下催化化学反应
D.催化化学反应更高效
3、酶的基本组成单位是（ ）
A.氨基酸 B.核苷酸
C.核糖核苷酸 D.A或C
D
D
2.无机催化剂和酶都可以加快化学反应的速率，下列叙述正确的是( )
A.反应前后，无机催化剂和酶自身会发生变化
B.和无机催化剂不同，酶催化化学反应的原理是降低化学反应的活化能
C.与酶相比，无机催化剂降低活化能的效果更显著
D.通过加热也可以提高化学反应的速率，但原理与催化剂的不同
D
课堂精练
判断题
（1）酶的作用是为化学反应提供能量（ ）
（2）酶是活细胞产生的，只能在活细胞内起作用（ ）
（3）所有的酶都是在核糖体上合成的 （ ）
（4）酶起催化作用后立即被降解（ ）
（5）无关变量是对实验没有影响的变量（ ）
（6）酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸（ ）
×
×
×
×
×
×
酶能在细胞内、细胞外、体外起作用。
下列各项是关于酶的叙述，其中正确的一项是：
①酶是活细胞产生的
②酶都有消化功能
③酶的本质是蛋白质、蛋白质都是酶
④酶具有专一性、高效性
⑤酶降低细胞代谢化学反应活化能
⑥淀粉酶能促进淀粉水解
A．①②③ B．①②③④
C．①②④⑥ D．①④⑤⑥

展开更多......

收起↑