1、第第1 1节：降低化学反应活化能的酶节：降低化学反应活化能的酶第5章：细胞的能量供应和利用一、教学目标二、教学重点和难点1、说出细胞代谢的功能2、说出酶在细胞代谢中的作用1、教学重点2、教学难点（1）酶的作用（2）控制变量的科学方法（1）降低化学反应活化能的原理（2）控制变量的科学方法排除物理性消化3 3、是什么物质使肉块消失了？怎样才能证明你的、是什么物质使肉块消失了？怎样才能证明你的推测？推测？是胃内的化学物质将肉块分解了。1 1、这个实验要解决什么问题？、这个实验要解决什么问题？2 2、为什么将肉块放入金属笼内？、为什么将肉块放入金属笼内？鸟胃中是否只有物质消化，没有化学消化细胞中每时每
2、刻都进行着许多细胞中每时每刻都进行着许多化学反应化学反应是生命活动的基础 CO2+H2O 有机物有机物+O2光能光能叶绿体叶绿体:脱水缩合脱水缩合线粒体线粒体:有机物有机物+O2 CO2+H2O+能量能量 氨基酸氨基酸 多肽多肽(蛋白质）蛋白质）核糖体：核糖体：一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用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。1、实验原理：过氧化氢在高温或铁离子或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气。2 2 H H2 2OO2 2 2 2 H2 2O +O2 2高温、高温、FeFe3+3+、过氧化氢酶、过氧化氢酶a.为什么要选用新鲜的肝脏
3、？新鲜的肝脏中酶能保持其活性b.为什么要将肝脏制成研磨液？研碎的肝脏才能与是试管中的过氧化氢充分接触，使其中的酶能正常发挥作用3、材料：新鲜的肝脏研磨液、3.5%的FeClFeCl3 3溶液溶液c.如何检测氧气气泡的多少或者带火星的木条燃烧程度4、方法步骤（1）取4支洁净的试管，分别编上序号1、2、3、4，向各试管内分别加入2mL过氧化氢溶液。1 12 23 34 4（2）将2号试管放在90左右的水浴中加热，观察气泡冒出的情况，并与1号试管比较。（3）向3号试管中滴入2滴FeClFeCl3 3溶液溶液，向，向4 4号试管号试管中滴入中滴入2 2滴滴肝脏研磨液肝脏研磨液，仔细观察哪只试管产生的，
4、仔细观察哪只试管产生的气泡多。气泡多。注意：注意：滴加FeClFeCl3 3溶液和肝脏研磨液时，不能用同一支滴管溶液和肝脏研磨液时，不能用同一支滴管（4）23min后，将点燃的卫生香分别放入3号和4号试管内液面的上方，观察哪只试管中的卫生香燃烧猛烈。1 1）与）与1 1号试管相比，号试管相比，2 2号试管产生的气泡多，这一号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？现象说明了什么？2 2号试管，号试管，加热加热能促进能促进H H2 2O O2 2的分解的分解,提高反应速率提高反应速率试一试对现象的分析试一试对现象的分析2 2）在细胞内，能通过加热来加快化学反应速率吗？）在细胞内，能通过加热来加快化
5、学反应速率吗？不能不能FeClFeCl3 3中的中的Fe3+和新鲜肝脏中的和新鲜肝脏中的过氧化氢酶过氧化氢酶都能加都能加快过氧化氢分解的速率，快过氧化氢分解的速率，4 4号试管，过氧化氢酶比号试管，过氧化氢酶比Fe3+的催化效率的催化效率高高得多。得多。3 3）3 3、4 4号试管未经加热，也有大量气泡产生，号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么问题？这说明什么问题？4 4）3 3号试管和号试管和4 4号试管相比，号试管相比，4 4号试管中的反应号试管中的反应速率快，这说明了什么问题速率快，这说明了什么问题试试管管号号3%3%的的H H2 2O O2 2溶液溶液 反应条件反应条件实验现象
6、实验现象 12mL2mL常温下常温下22mL2mL9090左右水浴加热左右水浴加热32mL2mL滴加滴加3.5%FeCl3.5%FeCl3 3溶液溶液2 2滴滴42mL2mL滴加滴加20%20%肝脏研磨液肝脏研磨液2 2滴滴很少很少较少较少较多较多燃烧燃烧很多很多燃烧猛烈燃烧猛烈不复燃不复燃气泡气泡多少多少卫生香卫生香燃烧度燃烧度结论：结论：过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样，在过氧化氢酶的作用下分解速率最快复燃复燃变量变量自变量：实验中自变量：实验中 的变量。的变量。因变量：随因变量：随 而变化的变量。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无关变量：除自变量外，实验过程
7、中可能还会存在 一些一些 ，对，对 造成影响。造成影响。实验设计的基本原则：对照性原则；实验设计的基本原则：对照性原则；单一变量原则；单一变量原则；等量性原则；等量性原则；对照实验对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。验。对照实验一般要设置对照实验一般要设置对照组与实验组对照组与实验组。人为控制改变人为控制改变自变量自变量实验结果实验结果可变因素可变因素试试管管号号3%3%的的H H2 2O O2 2溶液溶液 反应条件反应条件实验现象实验现象 12mL2mL常温下常温下22mL2mL9090左右水浴加热左右水浴加热32mL2mL滴加滴加
8、3.5%FeCl3.5%FeCl3 3溶液溶液2 2滴滴42mL2mL滴加滴加20%20%肝脏研磨液肝脏研磨液2 2滴滴很少很少较少较少较多较多发亮发亮很多很多燃烧猛烈燃烧猛烈不复燃不复燃气泡气泡多少多少卫生香卫生香燃烧度燃烧度不复燃不复燃自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量对照组对照组实实 验验 组组问题质疑：问题质疑：1 1、与、与1 1号试管相比，为什么号试管相比，为什么2 2号试管加热后过氧化氢就号试管加热后过氧化氢就能分解？能分解？加热使反应加快的本质：加热使反应加快的本质：使使过氧化氢过氧化氢分子得到能量，分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。从常态转变为容易分解的活跃
9、状态。分子从分子从常态常态转变为容易发生化学反应的转变为容易发生化学反应的活活跃状态跃状态所需要的所需要的能量能量称为称为FeClFeCl3 3中中FeFe3+3+和和肝脏研磨液的肝脏研磨液的过氧化氢酶过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解，原因与都能加快过氧化氢分解，原因与2 2号试号试管的相同吗？管的相同吗？在在2020测得的过氧化氢分解所需活化能测得的过氧化氢分解所需活化能条件条件活化能活化能/kJmol-1没有催化剂催化没有催化剂催化用用FeFe3+3+催化催化用过氧化氢酶催化用过氧化氢酶催化754329催化剂加快反应的原理催化剂加快反应的原理：降低了化学反应的活化能：降低了化学反应的活化能与
10、无机催化剂相比较，酶降低活化能的作用更显酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高著，因而催化效率更高。质量分数为20%的肝脏研磨液 质量分数为3.5%的FeCl3溶液 过氧化氢酶 Fe3+所含酶相对数量：1Fe3+的相对数量：25万4号试管加新鲜肝脏研磨液4号管加FeCl3溶液气泡：大量气泡：较多卫生香：猛烈卫生香：不猛烈各条件使反应加快的本质：加热加热：FeFe3+3+：酶酶：提高提高分子的能量分子的能量降低降低化学反应的活化能化学反应的活化能更显著更显著地降低化学反应的活化能地降低化学反应的活化能二、二、酶的本质酶的本质阅读教材P8182,“关于酶本质的探索”思考：巴斯德、李毕希、毕希纳
11、、萨姆纳、切赫和奥特曼的观点各是什么？巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德发酵与活细胞有关，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酶是蛋白质李比希切赫、奥特曼少数RNA也具有生物催化功能化学本质化学本质合成原料产生场所来源生理功能作用原理绝大多数酶是蛋白质少数是RNA氨基酸核糖核苷酸活细胞活细胞催化作用催化作用降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能酶的本质：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
12、质，少数RNA也具有催化功能。生物体内合成生物体内合成三、酶的特性三、酶的特性与无机催化剂相比，酶的催化效率大约是其的107 1013倍。酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行、能量供应的稳定。酶具有高效性的意义：酶高效性的曲线（1）催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。（2）酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。（3）在反应过程中酶的数量和性质不变 无机催化剂无机催化剂既能催化蛋白质的水解，也能既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。催化脂肪、淀粉水解。口腔里有口腔里有唾液淀粉酶唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的，可塞进牙缝里的肉肉丝丝两天后还没
13、被消化。两天后还没被消化。由上述资料大胆的提出问题，作出你的假设。由上述资料大胆的提出问题，作出你的假设。酶具有专一性酶具有专一性 意义：使细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行2、酶具有专一、酶具有专一 性性底物底物-酶结合酶结合1 1号试管号试管2 2号试管号试管一一二二三三实验实验现象现象结论结论分别加入淀粉酶分别加入淀粉酶2 2滴，振荡，反应滴，振荡，反应5min5min2mL2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林试剂，边加边轻轻地振荡，加入斐林试剂，边加边轻轻地振荡，6060水浴水浴2min2min 2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液无变化无变化砖红色沉淀砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗
14、糖水解淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实实验验步步骤骤探究温度对酶活性影响实验探究温度对酶活性影响实验实验原理：实验原理：一系列温度梯度分别处理淀粉和淀粉酶溶液，淀一系列温度梯度分别处理淀粉和淀粉酶溶液，淀粉和相应温度淀粉酶溶液混合一段时间，其它因粉和相应温度淀粉酶溶液混合一段时间，其它因素一致，滴加碘液，检测是否出现蓝色及蓝色的素一致，滴加碘液，检测是否出现蓝色及蓝色的深浅，即达到实验目的。深浅，即达到实验目的。3 3、酶的作用条件较温和、酶的作用条件较温和取淀粉、淀粉酶分别放入试管 滴加碘液，观察颜色变化各自在所控制的温度下处理一段时间 淀粉与相应温
15、度的淀粉酶混合 在各自所控制的温度下保温一段时间 实验步骤：实验组实验组实验实验步骤步骤一一二二三三四四实验现象实验现象结论结论1 1号试管号试管2 2号试管号试管3 3号试管号试管各加入淀粉酶液各加入淀粉酶液2 2滴，振荡，反应滴，振荡，反应5min5min各试管分别加入各试管分别加入2ml2ml淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色保持保持00冰水冰水中中约约5min5min加热至加热至100100，约约5min5min加热至加热至6060，约约5min5min各加入两滴碘液各加入两滴碘液振荡振荡无明显现象无明显现象温度会影响酶的活性在温度会影响酶的活性在6060温度下酶温度下酶的活性最高的活性最高蓝色
16、蓝色探究温度对淀粉酶活性的影响探究温度对淀粉酶活性的影响t/mmol.s/mmol.s-1-1最适温度最适温度酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图温度低于最适温度时温度低于最适温度时酶活性随着温度的升高酶活性随着温度的升高而上升而上升温度高于最适温度时温度高于最适温度时酶活性随着温度的升酶活性随着温度的升高而下降高而下降最适温度时：最适温度时：酶活性最高酶活性最高动物动物:35403540o oC C；植物植物:40504050o oC C之间；之间；微生物最适温度差别很大微生物最适温度差别很大有些人工酶：有些人工酶：6060o oC C探究探究PHPH值对酶活性影响实验的实验思路值对
17、酶活性影响实验的实验思路实验原理：实验原理：一系列一系列PHPH梯度的溶液分别处理梯度的溶液分别处理H H2 2O O2 2酶，用不同酶，用不同PHPH值处理的值处理的H H2 2O O2 2酶催化酶催化H H2 2O O2 2分解，其它因素一致，分解，其它因素一致，观察气泡的产生量及卫生香的燃烧情况观察气泡的产生量及卫生香的燃烧情况，即达到即达到实验目的。实验目的。步步骤骤实验操作实验操作内容内容试管试管1 1试管试管2 2试管试管3 31 1过氧化氢酶过氧化氢酶溶液溶液2 2滴滴2 2滴滴2 2滴滴2 2加入不同加入不同pH的溶液的溶液1 mL1 mL蒸蒸馏水馏水1 mL1 mL盐酸盐酸1
18、 mL1 mLNaOHNaOH3 3注入等量的注入等量的H2 2O2 2溶液溶液2 2 mL2 2 mL2 2 mL4 4观察现象观察现象有大量气有大量气泡产生泡产生无气泡无气泡产生产生无气泡无气泡产生产生结论：结论：pHpH会影响酶的活性，中性条件下酶的活性最高。会影响酶的活性，中性条件下酶的活性最高。注意：实验程序中注意：实验程序中2 2、3 3步一定不能颠倒步一定不能颠倒人教版生物必修一第五章第1节：降低化学反应活化能的能人教版生物必修一第五章第1节：降低化学反应活化能的能pH低于最适pH时酶活性随着pH的升高而上升pH高于最适pH时酶活性随着pH的升高而下降最适pH时：酶活性最高动物:
19、6.58.0例外，胃蛋白酶的最适pH:1.5植物:4.56.5。人教版生物必修一第五章第1节：降低化学反应活化能的能人教版生物必修一第五章第1节：降低化学反应活化能的能 1 1、在温度对酶活性影响的实验中，为什么要、在温度对酶活性影响的实验中，为什么要在加入淀粉酶溶液之前控制好各自的温度？在加入淀粉酶溶液之前控制好各自的温度？防止在控制温度之前淀粉酶已将淀粉水解，防止在控制温度之前淀粉酶已将淀粉水解，从而失去对照作用，影响实验效果。从而失去对照作用，影响实验效果。问题讨论问题讨论 2 2、pHpH对酶活性影响的实验中，能不能先加对酶活性影响的实验中，能不能先加淀粉溶液和淀粉酶溶液，后加蒸馏水、
20、氢氧淀粉溶液和淀粉酶溶液，后加蒸馏水、氢氧化钠、盐酸？为什么？化钠、盐酸？为什么？不能，这样可能在改变溶液不能，这样可能在改变溶液pHpH之前淀之前淀粉酶已将淀粉水解，从而影响实验效果。粉酶已将淀粉水解，从而影响实验效果。人教版生物必修一第五章第1节：降低化学反应活化能的能人教版生物必修一第五章第1节：降低化学反应活化能的能酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图最适温度最适温度t/mmol.s/mmol.s-1-1酶活性受酶活性受pH值影响示意图值影响示意图低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响一样的吗？一样的吗？抑制抑制失活失活失活失活失活失活人教版生
21、物必修一第五章第1节：降低化学反应活化能的能人教版生物必修一第五章第1节：降低化学反应活化能的能影响酶促反应的因素影响酶促反应的因素（1 1）温度和）温度和PHPH（2 2）酶浓度）酶浓度（3 3）底物浓度）底物浓度人教版生物必修一第五章第1节：降低化学反应活化能的能人教版生物必修一第五章第1节：降低化学反应活化能的能1.1.温度、温度、pHpH人教版生物必修一第五章第1节：降低化学反应活化能的能人教版生物必修一第五章第1节：降低化学反应活化能的能2.2.酶浓度酶浓度 在底物充足、其他条件适宜且固定的条在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，件下，酶促反应速率与酶浓度成正相关。酶促反应速率与酶浓度成正相关。人教版生物必修一第五章第1节：降低化学反应活化能的能人教版生物必修一第五章第1节：降低化学反应活化能的能 3.3.底物浓度底物浓度 酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到酶数量的限制。人教版生物必修一第五章第1节：降低化学反应活化能的能人教版生物必修一第五章第1节：降低化学反应活化能的能
