高中生物《第五章 第一節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》課件6 新人教版必修1

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1、第第1 1節(jié)節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶斯帕蘭札尼的實(shí)驗(yàn)斯帕蘭札尼的實(shí)驗(yàn)討論：討論：1 1、這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問(wèn)題？、這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問(wèn)題？2 2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3 3、怎樣才能證明你的推測(cè)？、怎樣才能證明你的推測(cè)？鳥(niǎo)類的胃是否只有物理性消化，鳥(niǎo)類的胃是否只有物理性消化，沒(méi)有化學(xué)性消化沒(méi)有化學(xué)性消化是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解了體外是否也能將肉塊分解了一、細(xì)胞代謝一、細(xì)胞代謝 細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，細(xì)胞中每

2、時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。細(xì)胞代謝。C CCOOHCOOHH HN NR R1 1R R2 2OOH HH HC CNHNH2 2C OHC OHHH+R R1 1C CNHNH2 2C C H HO OCOOH +COOH +HH2 2OOC CHHN NR R2 2HH二、酶在細(xì)胞代謝中的作用二、酶在細(xì)胞代謝中的作用2 2 HH2 2OO2 2 2 2 H2 2O + O2 21 1、常溫下反應(yīng)、常溫下反應(yīng)2 2、加熱、加熱3 3、FeFe3+3+做催化劑做催化劑4 4、過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化氫酶豬肝研磨液豬肝研磨液加入試管直接觀察加入試管直接觀察酒精燈水浴加熱酒精燈水

3、浴加熱滴加滴加FeClFeCl3 3溶液溶液一、細(xì)胞代謝2 22 2 濃度濃度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3自變量自變量因變量因變量無(wú)關(guān)變量無(wú)關(guān)變量對(duì)照組對(duì)照組實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 組組對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照原則對(duì)照原則: :設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn), ,既要有對(duì)照既要有對(duì)照組又要有實(shí)驗(yàn)組。組又要有實(shí)驗(yàn)組。 單一變量原則：?jiǎn)我蛔兞吭瓌t：在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中, ,除了要除了要觀察的變量發(fā)生變化外觀察的變量發(fā)生變化外, ,其他變量都應(yīng)保其他變量都應(yīng)保持相同。持相同。 等量原則：等量原則：各組加入的試劑要等量各組加入的試劑要等量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則: :巴斯德之前巴斯德之前發(fā)酵是

4、純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)巴斯德巴斯德發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)，發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用揮作用畢希納畢希納酵母酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)繼續(xù)起催化作用起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣，就像在活酵母細(xì)胞中一樣薩姆納薩姆納脲酶是脲酶是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)李比希李比希切赫、奧特曼切赫、奧特曼少數(shù)少數(shù)RNARN

5、A也具有生物催化功能也具有生物催化功能 酶酶是是活細(xì)胞活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物有機(jī)物，其中其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì), ,少數(shù)酶是少數(shù)酶是RNARNA。三、酶的本質(zhì)三、酶的本質(zhì)二、酶在細(xì)胞代謝中的作用一、細(xì)胞代謝第第1 1節(jié)節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶3443少量肝臟少量肝臟研磨液研磨液說(shuō)明過(guò)氧化氫酶比說(shuō)明過(guò)氧化氫酶比FeFe3+3+的催化效率的催化效率( (活性活性) )高得多。高得多。 比較過(guò)氧化氫酶和比較過(guò)氧化氫酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率為什么為什么4 4號(hào)試管的反應(yīng)速率比號(hào)試管的反應(yīng)速率比3 3號(hào)試管快得多？號(hào)

6、試管快得多？ 酶的催化效率一般是無(wú)機(jī)催化劑的酶的催化效率一般是無(wú)機(jī)催化劑的107 1013倍。倍。 酶的高效性保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利酶的高效性保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利 進(jìn)行。進(jìn)行。 酶具有高效性的意義：酶具有高效性的意義：上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了：上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了：一、酶具有高效性一、酶具有高效性你能用其他更簡(jiǎn)捷的方法來(lái)驗(yàn)證酶的高效性嗎？你能用其他更簡(jiǎn)捷的方法來(lái)驗(yàn)證酶的高效性嗎？ 淀粉和蔗糖都是非還原性糖，淀粉在酶的催淀粉和蔗糖都是非還原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解為麥芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的化作用下能水解為麥芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解為葡萄糖和果糖。麥芽糖、葡催化作用下能水解為葡

7、萄糖和果糖。麥芽糖、葡萄糖、果糖均屬還原性糖。還原性糖能夠與斐林萄糖、果糖均屬還原性糖。還原性糖能夠與斐林試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色的沉淀。試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色的沉淀。 現(xiàn)在給你淀粉酶溶液，要觀察淀粉酶能催現(xiàn)在給你淀粉酶溶液，要觀察淀粉酶能催化哪種糖水解，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)？你又化哪種糖水解，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)步步驟驟一一二二三三實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論分別加入淀粉酶分別加入淀粉酶2 2滴，振蕩，試管

8、下半部浸入滴，振蕩，試管下半部浸入6060左右的熱水中，反應(yīng)左右的熱水中，反應(yīng)5min5min2 2號(hào)試管中加入號(hào)試管中加入2mL2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林試劑加入斐林試劑 振蕩振蕩約約6060水浴水浴2min2min1 1號(hào)試管中加入號(hào)試管中加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液無(wú)變化無(wú)變化磚紅色沉淀磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗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對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)步步驟驟一一二二1 1號(hào)加入號(hào)加入 淀粉酶淀粉酶2 2號(hào)加入號(hào)加入 蛋白酶蛋白酶三三 碘液碘液碘液碘液實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象不變藍(lán)不變藍(lán)變藍(lán)變

9、藍(lán)結(jié)論結(jié)論1 1、2 2號(hào)試管中分別加入號(hào)試管中分別加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液（兩試管中（兩試管中PHPH和溫度正常且相同）和溫度正常且相同）淀粉酶能催化淀粉水解，蛋白酶不能催化淀粉淀粉酶能催化淀粉水解，蛋白酶不能催化淀粉水解水解探究淀粉酶和蛋白酶對(duì)淀粉的水解作用探究淀粉酶和蛋白酶對(duì)淀粉的水解作用v每一種酶只能催化每一種酶只能催化 化學(xué)反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)。v細(xì)胞代謝能夠有條不紊，互不干擾地進(jìn)行，與細(xì)胞代謝能夠有條不紊，互不干擾地進(jìn)行，與酶的酶的 是分不開(kāi)的。是分不開(kāi)的。 二、酶具有專一二、酶具有專一 性性一種或一類一種或一類 40004000專一性專一性v目前發(fā)現(xiàn)的酶有目前發(fā)現(xiàn)的酶有 多種多

10、種, ,它們分別催化不同它們分別催化不同的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)。一、酶具有高效性一、酶具有高效性淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)步步驟驟一一二二三三分別加入淀粉酶分別加入淀粉酶2 2滴，振蕩，試管下半部浸入滴，振蕩，試管下半部浸入6060左右的熱水中，反應(yīng)左右的熱水中，反應(yīng)5min5min2 2號(hào)試管中加入號(hào)試管中加入2mL2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林試劑加入斐林試劑 振蕩振蕩約約6060水浴水浴2min2min1 1號(hào)試管中加入號(hào)試管中加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用 從上面進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)我們看出進(jìn)行實(shí)驗(yàn)需要從上面進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)

11、我們看出進(jìn)行實(shí)驗(yàn)需要比較溫和的條件，比如淀粉酶在比較溫和的條件，比如淀粉酶在6060左右最好。左右最好。能不能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來(lái)證明溫度會(huì)影響酶的催能不能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來(lái)證明溫度會(huì)影響酶的催化效率（活性）？化效率（活性）？1 1、選擇淀粉酶還是、選擇淀粉酶還是HH2 2OO2 2酶作為實(shí)驗(yàn)材料？酶作為實(shí)驗(yàn)材料？三組，高溫，低溫和常溫！三組，高溫，低溫和常溫！2 2、我要設(shè)計(jì)幾組實(shí)驗(yàn)？選擇幾個(gè)溫度？、我要設(shè)計(jì)幾組實(shí)驗(yàn)？選擇幾個(gè)溫度？淀粉酶。因?yàn)榈矸勖?。因?yàn)?HH2 2OO2 2受溫度影響也會(huì)分解受溫度影響也會(huì)分解3 3、觀察指標(biāo)怎么確定，選擇什么樣的鑒定試劑？、觀察指標(biāo)怎么確定，選擇什么樣的鑒定試

12、劑？碘液，看是否變藍(lán)碘液，看是否變藍(lán)問(wèn)題聚焦問(wèn)題聚焦序號(hào)項(xiàng)目試管1231淀粉溶液 1ml2ml1ml2淀粉酶1ml1ml1ml3溫度60 沸水冰水4碘液12滴12滴12滴5實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以上設(shè)計(jì)有兩點(diǎn)錯(cuò)誤:一是加入的可溶性淀粉溶液沒(méi)有遵循等量原則;二是試劑加入的順序錯(cuò)誤2、3步應(yīng)互換。 以上設(shè)計(jì)是否有錯(cuò)誤？1 1號(hào)試管號(hào)試管淀粉溶液淀粉溶液實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟步驟一一二二三三四四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論2 2號(hào)試管號(hào)試管3 3號(hào)試管號(hào)試管加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振蕩滴，振蕩試管各加入試管各加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液藍(lán)色藍(lán)色保持保持00冰水中冰水中約約5min5min加熱至加熱至100100，約約

13、5min5min加熱至加熱至6060，約約5min5min各加入兩滴碘液各加入兩滴碘液振蕩振蕩無(wú)明顯現(xiàn)象無(wú)明顯現(xiàn)象只有在一定溫度下酶的催化效率最好只有在一定溫度下酶的催化效率最好藍(lán)色藍(lán)色探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響 除了注意對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，還要注意實(shí)驗(yàn)的順序，除了注意對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，還要注意實(shí)驗(yàn)的順序，如果有時(shí)間，實(shí)驗(yàn)組可等梯度多做幾組，得出的結(jié)如果有時(shí)間，實(shí)驗(yàn)組可等梯度多做幾組，得出的結(jié)果更準(zhǔn)確。果更準(zhǔn)確。 在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較較高的溫度容易使酶的較高的溫度容易使酶的 遭到破壞，蛋白質(zhì)遭到破壞，蛋白質(zhì)變性，而失去變性，而失去 。

14、每種酶都有自己的每種酶都有自己的低低活性活性最適溫度最適溫度空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)動(dòng)物：動(dòng)物：35-4035-40攝氏度攝氏度植物植物 40-5040-50攝氏度攝氏度細(xì)菌、真菌細(xì)菌、真菌 差別較大差別較大在合適的條件下將肉塊和蛋白酶放到一起在合適的條件下將肉塊和蛋白酶放到一起疑問(wèn)：疑問(wèn)：60時(shí)，為什么肉塊長(zhǎng)時(shí)間不能被分解？時(shí)，為什么肉塊長(zhǎng)時(shí)間不能被分解？如何找到酶活性最高時(shí)的溫度？如何找到酶活性最高時(shí)的溫度？ 通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)可以知道，酶在最適溫度下，通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)可以知道，酶在最適溫度下，活性最高。活性最高。 那么那么PHPH值不同，對(duì)酶的活性有沒(méi)有影響呢？值不同，對(duì)酶的活性有沒(méi)有影響呢？設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)

15、，來(lái)探究設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來(lái)探究pHpH會(huì)影響酶的催化會(huì)影響酶的催化效率（活性）？效率（活性）？以上設(shè)計(jì)缺少對(duì)照組。以上設(shè)計(jì)缺少對(duì)照組。 以上設(shè)計(jì)是否科學(xué)？以上設(shè)計(jì)是否科學(xué)？序號(hào)項(xiàng)目試管121淀粉酶溶液 1ml1ml2PH NaOH 1ml Hcl 1ml 3可溶性淀粉溶液 2ml 2ml 4溫度 60 60 5斐林試劑 2ml 2ml 6實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 1 1號(hào)試管號(hào)試管過(guò)氧化氫過(guò)氧化氫溶液溶液實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟步驟一一二二三三四四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論2 2號(hào)試管號(hào)試管3 3號(hào)試管號(hào)試管加入過(guò)氧化氫酶加入過(guò)氧化氫酶2 2滴，振蕩滴，振蕩23min23min試管各加入試管各加入2mL2mL過(guò)氧化氫溶液過(guò)氧

16、化氫溶液無(wú)明顯變化無(wú)明顯變化pHpH7 7pH=12pH=12pHpH2 2將帶火星的衛(wèi)生香分別放入試管中將帶火星的衛(wèi)生香分別放入試管中只有在適合的只有在適合的pHpH下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好復(fù)燃復(fù)燃無(wú)明顯變化無(wú)明顯變化探究探究pHpH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響過(guò)氧化氫酶過(guò)氧化氫酶在最適合的在最適合的pHpH下，下，酶的活性酶的活性 最高最高動(dòng)物體里的酶最適動(dòng)物體里的酶最適PHPH大大多在多在6.5-8.06.5-8.0之間，之間，（但胃蛋白酶為但胃蛋白酶為1.51.5，胰液中的酶為胰液中的酶為8-98-9）植物體里的酶最適植物體里的酶最適PHPH大大多在多在4.

17、5-6.54.5-6.5之間之間過(guò)酸、過(guò)堿的，會(huì)使酶的過(guò)酸、過(guò)堿的，會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)遭到破壞遭到破壞, ,蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)變性變性，使酶永久失活。，使酶永久失活。影響酶促反應(yīng)速率的因素：影響酶促反應(yīng)速率的因素：1 1、溫度、溫度3 3、酶的濃度：、酶的濃度：反應(yīng)速率隨反應(yīng)速率隨 酶濃度的升高而加快。酶濃度的升高而加快。4 4、底物濃度：、底物濃度：在一定濃度在一定濃度 范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃 度的升高而加快，但達(dá)度的升高而加快，但達(dá) 到一定濃度，反應(yīng)速率到一定濃度，反應(yīng)速率 不再變化不再變化酶促反應(yīng)速率酶促反應(yīng)速率酶的濃度酶的濃度酶促反應(yīng)速率酶促反應(yīng)速率底物濃度底物濃度酶量一定酶量一定2 2、pHpH1 1、酶的特性、酶的特性（1 1）酶具有高效性）酶具有高效性（2 2）酶具有專一性）酶具有專一性（3 3）酶的作用條件較溫和）酶的作用條件較溫和溫度影響酶的活性溫度影響酶的活性PHPH值影響酶的活性值影響酶的活性2 2、對(duì)照性實(shí)驗(yàn)設(shè)、對(duì)照性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則計(jì)原則 （1 1）單因子變量原則）單因子變量原則 （2 2）對(duì)照性原則）對(duì)照性原則 （3 3）等量原則）等量原則課堂小結(jié)課堂小結(jié)