资源简介

(共34张PPT)
必修一 第五章 第1节
第1节 降低化学反应活化能的酶
光合作用
细胞呼吸
能量
ATP
酶
物质代谢
有机物
分解
有机物
合成
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为 。细胞代谢是细胞生命活动的基础。
细胞代谢
细胞内外的环境
温和
常温
常压
水溶液环境
pH接近中性
在细胞较为温和的环境中，各种生化反应如何高效有序的进行呢？
任务1：探究酶在细胞代谢中的作用
2H2O2 2H2O + O2
反应条件
1. 实验原理
新配制的体积分数为3%的H2O2溶液；新鲜的肝脏研磨液（含有过氧化氢酶）；质量分数为3.5%的FeCl3溶液；卫生香等
2、实验材料
探究1：比较过氧化氢在不同条件下的分解
2H2O2 2H2O + O2
反应条件
加热是化学反应的常见条件
Fe3+是无机催化剂
新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶
3. 实验设计与操作
不同条件
试管编号
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
1
2
3
4
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？
在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？为什么？
4. 实验结果与结论
2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
不能
3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？
3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？
说明FeCl3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。
4号试管快，说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高。
4. 实验结果与结论
一、酶的作用
常态
终态
活跃状态
活化能
具有催化作用。
显著降低化学反应所需的活化能。
作用：
作用实质：
请分析过氧化氢在不同条件下的分解实验中的自变量、因变量和无关变量。
任务2：学习设计对照实验
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 实 验
对照组
实验组
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
空白对照
能够在细胞内温和环境中催化各种生化反应，酶是一种什么样的物质呢？
任务3：探索酶的本质
最初，人们认为食物的消化靠是胃的蠕动来完成的，直到1773年，意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验。
巧妙之处？
发酵需要活酵母菌参与
酵母菌死后释放物质引起发酵
提取脲酶，证明脲酶是蛋白质
少数RNA也具有生物催化功能
从细胞中获得含酶提取液，称酿酶
李比希
巴斯德
毕希纳
萨姆纳
切赫 奥尔特曼
19世纪：发酵是纯化学过程
酶 的 来 源：
酶的化学本质：
酶 的 功 能：
二、酶的本质
酶促反应:
底物:
有机物（大多数是蛋白质）
具有催化作用
活细胞产生的
由酶催化的化学反应称为酶促反应
受酶催化而发生化学反应的分子叫底物（反应物）
酶的催化机理:
酶
酶
酶
酶+底物
酶-底物复合物
酶+产物
根据酶的催化机理，酶催化反应具有哪些特性呢？
任务4：探索酶的特性
1、高效性：
酶的催化效率一般是无机催化剂的107～1013倍。
与无机催化剂相比，酶的催化效率极高 。
探究2：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
1. 实验原理
（1）淀粉和蔗糖都是非还原糖。
（2）在酶的催化作用下都能水解成还原糖。
（3）通过斐林试剂鉴定溶液中是否有还原糖，确定酶促反应产物。
试管 编号 淀粉 溶液 蔗糖 溶液 淀粉酶 溶液 操作 斐林试剂 实验条件
1
2 2mL
2. 实验设计
是否可以换成碘液？
2mL
2mL
2mL
2mL
2mL
60℃保温5min
沸水浴1min
1.实验的自变量、因变量以及无关变量分别是什么？
2.在已知淀粉酶能够催化淀粉水解的情况下，本实验设置1号试管还有没有必要？实验是否继续改进，使结果更可靠。
试管 编号 淀粉 溶液 蔗糖 溶液 蒸馏水 淀粉酶 溶液 操作 斐林试剂 实验条件
1
2 3 2mL
2. 实验设计
2mL
2mL
2mL
2mL
2mL
60℃保温5min
沸水浴1min
2mL
2mL
2mL
3.实验结果
4.实验结论：
专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
探究3：影响酶活性的因素
30℃
温水刷
请根据相关知识，尝试设计实验探究温度、pH对酶活性的影响。（提示：从自变量、因变量及无关变量思考。）
组别 试剂 实验操作 检测试剂 现象
1 2mL淀粉溶液 分别在0℃水保温5min再混合 一段时间后各滴两滴碘液并摇匀
2滴淀粉酶 2 2mL淀粉溶液 分别在60℃水保温5min再混合
2滴淀粉酶 3 2mL淀粉溶液 分别在100℃水保温5min再混合
2滴淀粉酶 蓝色
无明显现象
蓝色
探究温度对淀粉酶活性的影响
酶的催化作用需要在适宜的温度下进行
结论：
问题：能否将本实验的淀粉和淀粉酶换成H2O2和过氧化氢酶？
活性位点
底物
1.低温抑制酶活性，酶制剂通常在低温（0-4°C)下保存。
2.高温可导致酶失去活性，其空间结构被破坏。
组别 实验操作或试剂 现象
1 各加入2mL肝脏研磨液 0.01mol/LHCI 1mL 各加入3%H2O22mL
2 蒸馏水 1mL
3 0.01mol/LNaOH 1mL
几乎无气泡
大量气泡
几乎无气泡
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
酶的催化作用需要适宜的pH
实验结论：
（单位：mL O2）
问题：能否将本实验的H2O2和过氧化氢酶换成淀粉和淀粉酶？
最适pH 最适pH
影响酶活性的因素-调节剂
Cl-离子是唾液淀粉酶的激活剂
淀粉
淀粉+酶
淀粉+酶+Cl-
活性
位点
活性位点空间结构改变
重金属离子Hg2+中毒抑制酶的作用
影响酶活性的因素-调节剂
重金属离子Hg2+中毒抑制酶的作用
三、酶的特性
1.高效性：与无机催化剂相比，酶的催化效率极高 ！
2.专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
3.作用条件较温和：酶促反应需要在适宜的温度、ph等条件下进行。
酶在生产、生活中的应用
课堂小结
课堂检测
1.右图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。
（1）请解释在A，B，C三点时该化学反应的状况。
提示：A点：随着反应底物浓度的增加，反应速率加快。B点：反应速率在此时达到最高。C点：反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平。
1.右图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。
（2）如果在A点时温度升高10"C,曲线会发生什么变化？为什么？请画出变化后的曲线。
提示：如果A点时温度升高10 ℃，曲线上升的幅度变小。因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。
1.右图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。
（3）如果在B点时往反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化？为什么？请画出相应的曲线。
提示：该曲线表明，B点的反应底物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快。
时间
产物浓度
B、加无机催化剂
A、加酶
C、不加催化剂
酶只缩短反应的时间，不改变生成物的量。

展开更多......

收起↑