5.1降低化学反应活化能的酶 -酶的特性课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第5章细胞的能量供应和利用 1773年，意大利科学家斯帕兰札尼（L. Spallanzani， 1729—1799）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。 讨论 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？ 问题与探讨 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢 复杂、有序、高效、温和 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 一、酶的本质 二、酶在细胞代谢中的作用 主要内容 一、酶的本质 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德之前 酿酒的发酵是由于酵母细胞的存在 巴斯德 一、酶的本质 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德之前 酿酒的发酵是由于酵母细胞的存在 引起酵母发酵的是酵母细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 巴斯德 李比希 一、酶的本质 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德之前 酿酒的发酵是由于酵母细胞的存在 引起酵母发酵的是酵母细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 酿酒细胞中的某物质能够在酵母细胞破碎后继续起作用，就像在活的酵母细胞中一样 巴斯德 李比希 毕希纳 一、酶的本质 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德之前 酿酒的发酵是由于酵母细胞的存在 引起酵母发酵的是酵母细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 酿酒细胞中的某物质能够在酵母细胞破碎后继续起作用，就像在活的酵母细胞中一样 脲酶是蛋白质 许多酶是蛋白质 少数RNA也具有生物催化功能 巴斯德 李比希 毕希纳 萨姆纳 切赫和奥尔特曼 酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大数酶是蛋白质，少数是RNA。 酶的化学本质 大多数是________ 少数是________ 元素组成 单体/合成原料 合成场所 来源 作用场所 蛋白质 RNA C、H、O、N、（S） C、H、O、N、P 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 细胞核（主要） 一般来说，活细胞都能产生 细胞内、细胞外、生物体外都能发挥作用 一、酶的本质 除哺乳动物成熟红细胞 1．德国化学家毕希纳将酵母菌细胞放在石英砂中用力研磨、加水搅拌，再进行加压过滤，得到不含酵母菌细胞的提取液。在这些汁液中加入葡萄糖，一段时间后冒出气泡，糖液居然变成了酒。根据以上实验，分析得出的结论错误的是(　　) A．葡萄糖变成酒的过程中发生了化学变化 B．将糖变成酒的物质是汁液中的酿酶 C．研磨有利于酵母菌细胞内酿酶的释放 D．该实验证明酿酶的化学本质是蛋白质 2.20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，该酶是由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2＋的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明(　　) A．RNA具有生物催化作用 B．酶是由RNA和蛋白质组成的 C．酶的化学本质是蛋白质 D．绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA 一、酶的本质 二、酶在细胞代谢中的作用 主要内容 二、酶在细胞代谢中的作用 细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的基础。细胞代谢离不开酶。 酶促反应：有酶参与催化的反应称为酶促反应 探究.实践 比较过氧化氢在不同条件下的分解 比较H2O2在不同条件下的分解 探究实验： 实验原理： 2 H2O2 → 2 H2O + O2 不可以口服 对照组 实验组 1.分组编号 1号 2号 3号 4号 无关变量处理 2.控制自变量 3.观察因变量 气泡 产生 卫生香复燃 结论 1、2对照说明__________________________ 1、3对照说明__________________________ 1、4对照说明__________________________ 1、3、4对照说明__________________________ 2ml H2O2 溶液 常温 90℃水浴加热 2滴FeCl3 2滴肝脏研磨液 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 对照组 实验组 1.分组编号 1号 2号 3号 4号 无关变量处理 2.控制自变量 3.观察因变量 气泡 产生 卫生香复燃 结论 1、2对照说明__________________________ 1、3对照说明__________________________ 1、4对照说明__________________________ 1、3、4对照说明__________________________ 2ml H2O2 溶液 常温 90℃水浴加热 2滴FeCl3 2滴肝脏研磨液 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 加热可以促进H2O2分解 FeCl3可以促进H2O2分解，具有催化作用 H2O2酶可以促进H2O2分解，具有催化作用 H2O2酶催化H2O2分解的效率高于FeCl3 二、酶在细胞代谢中的作用 控制变量和设计对照实验 对照实验：除了自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持不变，并将结果进行比较的实验。一般要设置对照组与实验组。 自变量：实验中 的变量。 因变量：随 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一些 ，对实验结果造成影响。 人为控制改变 自变量 可变因素 变量 二、酶在细胞代谢中的作用 过氧化氢在不同条件下的分解 自变量 因变量 无关变量 无机催化剂和过氧化氢酶 反应条件 H2O2用量、实验室温度、肝脏新鲜程度 实验设计的基本原则： 单一变量原则；对照原则；平行重复原则；科学性原则 3.酶的作用机理 二、酶在细胞代谢中的作用 二、酶在细胞代谢中的作用 二、酶在细胞代谢中的作用 二、酶在细胞代谢中的作用 二、酶在细胞代谢中的作用 二、酶在细胞代谢中的作用 二、酶在细胞代谢中的作用 3.酶的作用机理 二、酶在细胞代谢中的作用 分子的常态： 不活跃，不易发生化学反应 分子的活跃态： 发生化学反应 分子从 转变为容易分解的 所需要的能量 常态 活跃状态 H2O2 (常态) 能量 加热 H2O2(活跃状态) 活化能： 常态分子获得能量可转变为活跃态分子 活化能 加热： Fe3+： 酶： 提高分子的能量 降低化学反应的活化能 更显著地降低化学反应的活化能 能量 反应物 产物 E1 E2 活化能 Fe3+催化 加热提供 酶催化 E3 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速有序地进行。 酶的催化原理 反应过程 二、酶在细胞代谢中的作用 ①只改变反应速率，不改变反应方向。 能量 反应物 产物 E1 E2 活化能 Fe3+催化 加热提供 酶催化 E3 酶与无机催化剂共同点 反应过程 二、酶在细胞代谢中的作用 ②不为化学反应提供物质和能量， 本身不被消耗。 ③降低化学反应活化能，使反应速率加快，缩短达到平衡的时间。 不改变平衡点 3．如图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”，相关分析合理的是(　　) A．本实验的因变量是不同的催化剂 B．本实验的无关变量有温度和酶的用量等 C．1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验 D．分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低化学反应的活化能 4.如图中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测不正确的是(　　) A．若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶 B．若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气体的速率可能会加快 C．一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限 D．为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量 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 $$