5.1 降低化学反应活化能的酶课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

5.1 降低化学反应活化能的酶 第一课时 酶的本质 1773年，意大利科学家斯帕兰札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。 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? 问题探讨 便于取出实验材料（肉块），排除物理性消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学性消化 是胃内的化学物质将肉块分解了 进行体外实验，设法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，如果可以便可证明胃消化肉块的是一种化学物质，而不是简单的物理消化。 斯帕兰扎尼的实验证明，食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某种化学物质。但这种物质是什么，他没能得出结论。 后来科学家发现胃液中含有大量的盐酸。于是科学家推测使食物分解的物质是盐酸。 1835年，德国科学家施旺实验发现胃腺分泌物有一种物质与盐酸混合后，对肉类的分解能力远远大于盐酸单独作用，这个物质就是胃蛋白酶。 随着对细胞研究的不断深入，人们认识到，细胞的生活需要物质和能量。能量的释放、储存和利用，都必须通过化学反应来实现。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢离不开酶。 那么酶的作用到底是什么呢？ 探究·实践 ：比较过氧化氢在不同条件下的分解 试管编号 备注 1号 2号 3号 4号 底 物 2ml过氧化氢溶液 处 理 检 测 实验现象 室温 90°C FeCl3 肝脏研磨液 观察气泡数，点燃的卫生香的燃烧程度 无关变量 无关变量 自变量 “比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验分析 对照组 实 验 组 因变量 ? ? ? ? ? ? 实验方法：控制变量和设计对照试验 实验过程中的变化因素称为变量。其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫做自变量，如上表中的加热、加氯化铁溶液、加肝脏研磨液，是对过氧化氢的不同处理，温度和催化剂都属于自变量。 因变量是因自变量改变而改变的变量。上表中过氧化氢的分解速率就是因变量。 其他都因素被称作无关变量，对于无关变量都应保持一致。 对照试验要设置对照组和实验组。实验中对照组未作任何处理，也叫空白对照。 不同条件使H2O2分解加快的原因 75KJ/mol 将近50KJ/mol 29KJ/mol 加热 Fe3+ H2O2酶 为过氧化氢分子提供能量 降低化学反应的活化能 显著降低化学反应的活化能 过氧化氢分解的活化能 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称为活化能 与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高 酶的作用机理 常态E1 E2 E3 甲 乙 丙 酶的作用机理 甲：反应进行所需要的活化能 乙：加酶以后反应所需的活化能 丙：酶所降低的活化能 7 巴斯德 李比希 毕希纳 酶本质的探究历程 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、奥尔特曼 少数RNA也具有生物催化功能 酶本质的探索 所有活细胞都含有酶吗？ 所有的活细胞中都含有酶，因为活细胞需要进行新陈代谢。 但不是所有活细胞都能产生酶，如哺乳动物的成熟红细胞是不能产生酶的，但它本身含有酶，而它的酶是在它还未成熟的时候合成好的。（未成熟的红细胞是有细胞器和细胞核的，等到合成所有的必须物质时，到成熟了，溶酶体才可以释放水解酶，把细胞器和细胞核溶解了，成熟血红细胞失去所有细胞器，此后无法在合成酶，而它所进行新陈代谢消耗的酶是靠的是未成熟时所合成的酶） 一般来说，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，少数酶是RNA。 第二课时 酶的特性 5.1 降低化学反应活化能的酶 酶的催化效率一般是 无机催化剂的 倍。 107 ～1013 1、酶具有高效性 时间 产物浓度 加酶 加无机催化剂 不加催化剂 无机催化剂催化的化学反应的范围比较广，比如酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉的水解。酶也具有这个本领吗？ 酶只能缩短达到化学反应平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点（即不改变最终产物的量） 材料用具：3%的可溶性淀粉溶液，3%的蔗糖溶液，淀粉酶溶液（最适温度60℃），碘液，斐林试剂，试管，量筒等 1、设计实