5.1 降低化学反应活化能的酶-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第4节 光合作用 第3节 细胞呼吸 能量 第2节 ATP 第1节 酶 细胞代谢 有机物 分解 有机物 合成 第5章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶 细胞代谢：细胞中化学反应的统称 南溪一中生物教研组 刘海晗 1 早期观点：人们一直认为鸟类的胃只有物理性消化， 而没有化学性消化。 排除干扰（物理性消化），控制变量。 提出问题： 作出假设： 设计并进行实验： 分析结果： 得出结论： 表达和交流： 胃有化学性消化 胃究竟有没有化学性消化？ 斯帕兰扎尼的实验 胃里存在消化肉的物质，存在化学性消化。 为什么要把肉装在金属笼子里？胃里消化肉的物质是啥？ 金属笼子里的肉块消失了 第1节 降低化学反应活化能的酶 胃蛋白酶 南溪一中生物教研组 刘海晗 探究.实践 比较过氧化氢在不同条件下的分解 2H2O2 2H2O+O2 反应条件 不同条件 加热是化学反应常见的条件 Fe3+是无机催化剂 新鲜肝脏中含有过氧化氢酶 一、酶的作用和本质 1、酶在细胞代谢中的作用 实验原理： 通过O2的产生量判断H2O2的分解情况 ③无关变量： 除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素（如：滴入试剂的量、浓度、反应的时间等等） （①自变量） （②因变量） 南溪一中生物教研组 刘海晗 一、酶的作用和本质 方法步骤 试管编号 说明 1 2 3 4 1步 H2O2 浓度 剂量 2步 剂量 检测指标 气泡产生 带火星木条 2ml 2ml 2ml 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ 不明显 少量 不复燃 不复燃 反应条件 探究.实践 比较过氧化氢在不同条件下的分解 讨论 （P77） 讨论（P77） 1、2 南溪一中生物教研组 刘海晗 一、酶的作用和本质 方法步骤 试管编号 说明 1 2 3 4 1步 H2O2 浓度 剂量 2步 剂量 检测指标 气泡产生 带火星木条 2ml 2ml 2ml 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ FeCl3 鲜肝 研磨液 2滴 2滴 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 复燃 迅速复燃 反应条件 探究.实践 比较过氧化氢在不同条件下的分解 讨论 （P77） 3、4 南溪一中生物教研组 刘海晗 一、酶的作用和本质 方法步骤 试管编号 说明 1 2 3 4 1步 H2O2 浓度 剂量 2步 剂量 检测指标 气泡产生 带火星木条 2ml 2ml 2ml 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ FeCl3 鲜肝 研磨液 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 复燃 迅速复燃 反应条件 探究.实践 比较过氧化氢在不同条件下的分解 自变量 因变量 无关变量 变量 对照组 实验组 对照实验 等量原则 单一变量原则 等量原则 无关变量 人为改变的变量 随自变量变化而变化的变量 南溪一中生物教研组 刘海晗 一、酶的作用和本质 加热 加Fe3+ 加过氧化氢酶 能量 活化能 反应速率 催化效率 比较加热、加Fe3+、加过氧化氢酶对过氧化氢的分解 H2O2没有获得能量 H2O2没有获得能量 降低H2O2分解反应的活化能 大大降低H2O2分解反应的活化能 加热温度不同反应速度不同 增加 大大增加 不定 显著 更显著 H2O2获得能量 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。 南溪一中生物教研组 刘海晗 代表正常条件下分子的活化能的是 ，代表酶促反应时所需的活化能的是 ；代表酶所降低的活化能的是 。 C B A 一、酶的作用和本质 ——大大降低化学反应的活化能 1、酶在细胞代谢中的作用 南溪一中生物教研组 刘海晗 酶到底是什么物质呢？ 一、酶的作用和本质 南溪一中生物教研组 刘海晗 2、酶的本质 一、酶的作用和本质 阅读课本79-80页“思考.讨论 关于酶本质的探索” 找出每一位科学家的研究背景、过程、结论及贡献 完成《练习与应用》的拓展应用：2题 南溪一中生物教研组 刘海晗 巴斯德之前（P80练习2） 巴斯德 合理：发酵与活细胞有关 错误：发酵是整个细胞而不是细胞 中某些物质起作用 合理：引起发酵的是细胞中的某些物质 错误：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 切赫、奥尔特曼 少数RNA也具有生物催化功能 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 2、酶的本质 一、酶的作用和本质 南溪一中生物教研组 刘海晗 2、酶的本质 一、酶的作用和本质 请你给酶下个较完整的定义 酶的本质 酶的来源 酶的作用 活细胞产生的 具有生物催化作用的 是 有机物。 一类 多数：蛋白质 少数：RNA 相关概念 酶促反应: 由酶催化的化学反应称为酶促反应 底物: 受酶催化而发生化学反应的分子叫底物（反应物） 南溪一中生物教研组 刘海晗 1 酶在反应中的作用 酶是一种生物催化剂； 酶显著降低了化学反应的活化能。 3 学习设计对照实验 学会确定自变量，控制无关变量，观察和检测因变量； 学会设置对照组，明确对照组在实验中的意义。 小 结 2 酶的化学本质 绝大多数酶是蛋白质，还有少量的RNA。 南溪一中生物教研组 刘海晗 酶的催化机理 酶 酶 酶 底物 中间产物 产物 酶+底物 酶-底物复合物 酶+产物 南溪一中生物教研组 刘海晗 二、酶的特性 1、酶具有高效性 酶具有高效性有什么意义？ 验证：酶具有高效性（比较过氧化氢酶和Fe 3+催化效率） 南溪一中生物教研组 刘海晗 二、酶的特性 1、酶具有高效性 为什么塞在牙缝里的肉丝两天了都还没被消化? 口腔里有唾液淀粉酶 想一想 南溪一中生物教研组 刘海晗 二、酶的特性 1、酶具有高效性 实验思路 探究同一种酶对不同底物的水解作用 探究不同酶对同一种底物的水解作用 2、酶具有专一性 验证：酶具有专一性 南溪一中生物教研组 刘海晗 1 号试管 2 号试管 步 骤 一 2ml 淀粉溶液 2ml 蔗糖溶液 二 加入2ml 新鲜的淀粉酶溶液，振荡，约 60℃ 保温 5min 三 加入 2ml 斐林试剂，水浴加热 1min 现象 砖红色沉淀 无砖红色沉淀 二、酶的特性 1、酶具有高效性 2、酶具有专一性 实验过程 探究.实践 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 实验结论 ：酶具有专一性 南溪一中生物教研组 刘海晗 二、酶的特性 1、酶具有高效性 2、酶具有专一性 3、酶的作用条件 探究.实践 影响酶活性的条件 酶活性: 酶催化特定化学反应的能力，可用在一定条件下 酶所催化某一化学反应的速率表示 影响因素有：温度、PH值、抑制剂、激活剂等等 (五)分析结果 (六)表达与交流 (一)提出问题 (二)作出假设 (三)设计实验 (四)进行实验 科学的流程： 南溪一中生物教研组 刘海晗 二、酶的特性 1、酶具有高效性 2、酶具有专一性 3、酶的作用条件 探究温度对酶活性的影响 淀粉溶液 1号试管 2号试管 3号试管 实 验 步 骤 一 二 三 四 实验现象 实验结论 加入淀粉酶2滴，振荡 试管各加入2mL淀粉溶液 蓝色 0℃冰水 100℃ 60℃ 加入碘液2滴，振荡 无明显现象 温度要影响酶活性，在一定温度下酶的催化效率最好 蓝色 同学们你们觉得该实验严谨吗？ 底物和酶应分别保温再混合 南溪一中生物教研组 刘海晗 二、酶的特性 1、酶具有高效性 2、酶具有专一性 3、酶的作用条件 探究温度对酶活性的影响 淀粉溶液 1号试管 2号试管 3号试管 实 验 步 骤 一 二 三 四 实验现象 实验结论 加入淀粉酶2滴，振荡 试管各加入2mL淀粉溶液 蓝色 0℃冰水 100℃ 60℃ 加入碘液2滴，振荡 无明显现象 温度要影响酶活性，在一定温度下酶的催化效率最好 蓝色 如果我们想要进一步确定酶的最适温度，该怎么设计实验呢？ 南溪一中生物教研组 刘海晗 二、酶的特性 1、酶具有高效性 2、酶具有专一性 3、酶的作用条件 探究酶的最适温度 南溪一中生物教研组 刘海晗 1、酶具有高效性 2、酶具有专一性 3、酶的作用条件 探究PH对酶活性的影响 二、酶的特性 （单位：mL O2） 南溪一中生物教研组 刘海晗 1、酶具有高效性 2、酶具有专一性 3、酶的作用条件 二、酶的特性 ——较温和（常温、常压） 低温抑制酶活性 温度和PH值偏高、偏低 酶活性明显下降 高温、过酸、过碱 酶变性失活 南溪一中生物教研组 刘海晗 走出误区 1．误认为酶只在细胞内发挥作用 活细胞产生酶，但酶在体外也能发挥作用。 如：各种消化酶（唾液淀粉酶，胃蛋白酶等等）、加酶洗衣粉 2．酶只改变反应速率，不改变反应平衡点（即产物的生成量） 未加催化剂 （ ） 加无机催化剂（ ） 加入酶 （ ） c b a 南溪一中生物教研组 刘海晗 1、酶的特性 （1）酶具有高效性 （2）酶具有专一性 （3）酶的作用条件较温和 温度影响酶的活性 PH值影响酶的活性 2、对照性实验设计原则 （1）单因子变量原则 （2）对照性原则 （3）等量原则 小 结 南溪一中生物教研组 刘海晗 米饭在口中咀嚼后感觉到甜味 P85 科学.技术.社会 酶为生活添姿彩 南溪一中生物教研组 刘海晗 第一部分 酶的作用和本质一、概念检测：1.D； 2.D二、拓展应用：1. 本小节“探究•实践”涉及的自变量并非只有一个，而是包括温度和催化剂两个变量，1号试管中仅放置了过氧化氢溶液，可以起到对照作用。2号试管与1号试管的区别在于温度，3号试管和4号试管与1号试管的区别在于多了催化剂，3号试管与4号试管之间也可以起相互对照作用。加入2滴煮沸过的肝脏研磨液的5号试管，可以与加入新鲜的肝脏研磨液的4号试管做对照；同理，加入2滴蒸馏水的6号试管可以作为3号试管和4号试管的对照组。2. 略3. 用双缩脲试剂检测。在萨姆纳之前，之所以很难鉴定酶的本质，主要是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。 练习与应用P80 南溪一中生物教研组 刘海晗 第二部分 酶的特性一、概念检测：1.D；2.B；3.D二、1. 这个模型中A代表某类酶，B代表底物，C和D代表产物。这个模型的含义是：酶A与底物B专一性结合，催化反应的发生，产生了产物C和D。这个模型可以类比解释酶的专一性。2.（1）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：反应速率不再随底物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平。（2）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。（3）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(图略)。 练习与应用P85 南溪一中生物教研组 刘海晗 Lavf57.41.100 Lavf57.41.100 $$