5.1降低化学反应活化能的酶 课件

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“药到便成”第1节降低化学反应活化能的酶-1问题探讨1773年，意大利科学家斯帕兰扎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。讨论斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用1.为什么要将肉块放在金属笼内？便于取出实验材料(肉块)，排除物理消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学消化。2.是什么物质使肉块消失了？是胃内的化学物质将肉块分解了。3.怎样才能证明你的推测？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。思考：这些物质是什么？它起什么作用？一、酶的作用和本质细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢离不开酶。那么，酶有什么作用呢？ 细胞代谢是细胞生命活动的基础①概念：②主要场所：细胞质基质③意义：资料一：细胞代谢是细胞生命活动的基础，但代谢也会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢，体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发（包括）头发变白，加速人体衰老。一、酶在细胞代谢中的作用2H2O22H2O + O2 ↑1.过氧化氢在体外分解需要什么条件？2.细胞内的过氧化氢又是怎样快速分解的呢？加热加催化剂（如FeCl3）一、酶在细胞代谢中的作用1.探究·实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解①实验原理1.常温 2.加热3.加FeCl34.加过氧化氢酶.②实验目的通过比较过氧化氢在不同条件下的分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。③实验材料新鲜的质量分数为20%的肝脏(如猪肝、鸡肝)研磨液质量分数为3%的FeCl3溶液新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液卫生香等提示：过氧化氢酶（蛋白质）普遍存在。实验中动物肝脏研磨液需要新鲜的，因为久置的肝脏研磨液中过氧化氢酶会被微生物分解。2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液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变亮复燃过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样。反应条件 H2O2 浓度剂量剂量气泡产生卫生香燃烧④实验过程及结果4.3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶 对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？1.与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。2.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？不能。3.3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。完成P77的讨论：4号试管中的反应速率快；说明酶的催化效率比无机催化剂高；酶使细胞内的化学反应在温和的条件下快速有序地进行。想一想1、为什么要选用新鲜的猪肝？2、为什么要将猪肝制成研磨液？3、滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能否共用一个吸管？4、氧气的多少可以通过哪些途径观察？新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶使肝细胞破裂从而释放出过氧化氢酶，增加酶与底物的接触面积不能，影响实验的准确性气泡的数量、带火星木条复燃情况 5、为什么要新配制的H2O2 ：H2O2不稳定，易分解 6、实验现象不明显的原因：肝脏不够新鲜、H2O2放置过久1 .下列是对“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的结果分析，其中正确的是(　　)A．在过氧化氢酶的作用下，过氧化氢分解最快，是因为20%的肝脏研磨液的浓度高于FeCl3溶液B．3.5%的FeCl3溶液对过氧化氢分解速率慢，是因为其浓度过高，影响了活性的正常发挥C．肝脏研磨液中过氧化氢分解速率快，是因为酶的催化效率比一般无机催化剂的催化效率高D．如果将4支试管都放在90 ℃水浴中，第4支试管(加肝脏研磨液的试管)的反应速率仍为最快C 2、在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，加入肝脏研磨液与FeCl3溶液的试管反应程度类似，都不剧烈，可能原因是（ ）A、过氧化氢溶液放置过久 B、肝脏不够新鲜C、试管不干净 D、A、B都有可能D二、酶的作用对照组实验组实验应遵循的原则：对照原则单一变量原则因自变量的改变而变化的变量人为控制的对实验对象进行处理的因素实验中可能存在的一些对实验结果造成影响的可变因素自变量因变量无关变量无关变量对照实验变量实验过程中的变化因素3、控制变量和设计对照实验分析：对照实验：除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验1．关于生物学实验中的变量，下列说法不正确的是(　　)A．任何生物学实验中都需要设置变量B．对照实验中应遵循单一变量原则C．对照实验中一定存在自变量D．无关变量并不是与实验结果没有关系A 2、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。C三、酶催化作用的机理（常态）（活跃状态）情景问题三：观察下图，思考讨论思考：什么是活化能？酶的作用原理是什么？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1、概念：2、作用机理：降低化学反应的活化能。与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的效果更显著，因而催化效果更高3、特点：正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行。4、意义：三、酶催化作用的机理思考：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，各条件使反应加快的本质温度升高使H2O2得到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1、　下列各图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。其中正确的图解是（ ）解析　活化能是指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。酶可以降低活化能，使反应更容易进行。√② ① 酶降低的活化能 向上 注：用加热的方法不能降低活化能，但会提供能量。自变量因变量活化能蛋白质RNA小结5.1.2 酶的本质酿酒与生命活动无关巴斯德：酿酒需活的酵母参与李比希：酿酒是酵母死亡后释放的物质引起的其它实验：大量的酶是蛋白质，酿酒酶为蛋白质萨姆纳：脲酶是蛋白质切赫和奥特曼：少数RNA具有酶活性酿酒是什么回事呢？酶是活细胞产生的具有生物催化活性的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少部分酶是RNA。细胞内产生的酶可以在细胞内/外发生作用，如鹰和人的消化酶是由细胞产生的，但是可以在消化道中发挥作用，类似例子还有很多。1.5.1.2酶的本质绝大多数为蛋白质氨基酸核糖体活细胞酶只起催化作用细胞内外降低化学反应的活化能少数为RNA核糖核苷酸主要在细胞核内酶设计实验，探究某种酶的化学本质方案1方案2活化能因变量自变量本节小结RNA蛋白质定义酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物结果酶作用后性质不变，不会消失课后习题一、概念检测1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是（ ）A.酶不能脱离生物体起作用B.酶只有释放到细胞外才起作用C.所有的酶都是蛋白质D.酶是具有催化作用的有机物2.酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特点是（ ）A.能为反应物提供能量B.能降低化学反应的活化能C.能在温和条件下催化化学反应D.催化化学反应更高效DD二、拓展应用1.在本节“探究·实践”中，有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管，向其中分别加入2mL过氧化氢溶液后，再向5号试管内加入2滴煮沸过的肝脏研磨液，向6号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目的是什么？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.仔细阅读本节的“思考·讨论”，通过完成下面的图解，体会巴斯德、李比希、毕希纳、萨姆纳的观点之间的逻辑关系；写一篇短文，谈谈对科学发展过程的认识。巴斯德之前发酵与活细胞有关,发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用发酵是纯化学反应，与生命活动无关。巴斯德李比希引起发酵的是细胞中的某些物质,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。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3.给你一份某种酶的结晶，你能设计实验检测它是不是蛋白质吗?请简略写出实验步骤。想一想，在萨姆纳之前，为什么很难鉴定酶的本质?可用第2章中学过的检测蛋白质的方法。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。酶的特性02本次内容结束下次内容