人教版教学江苏省南通市小海中学高一生物降低化学反应活化能的酶省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第第5 5章章 细胞能量供给和利用细胞能量供给和利用第第1节节 降低化学反应活化能酶降低化学反应活化能酶第1页巴斯德巴斯德 和和 李比希李比希 观点比较观点比较1822182218951895（法国）（法国）微生物学家微生物学家经过显微镜观察发觉发经过显微镜观察发觉发酵过程中有酵母菌酵过程中有酵母菌结论：没有活细胞糖类结论：没有活细胞糖类不可能变成酒精不可能变成酒精1803180318731873（德国）（德国）化学家化学家经过对化学改变研究认为经过对化学改变研究认为糖类变成酒精就是一个化糖类变成酒精就是一个化学反应学反应结论结论:在这个改变过程中，在这个改变过程中，只有细胞死之后放出了一只有细胞死之后放出了一些物质起了作用些物质起了作用对比对比第2页毕希纳试验说明，酵母细胞中一些物质能够在酵毕希纳试验说明，酵母细胞中一些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。胞中一样。酵母细胞研磨酵母细胞研磨加水搅拌加水搅拌加压过滤加压过滤不含活细胞提取液不含活细胞提取液加入葡萄糖加入葡萄糖过程过程：现象现象：冒出气泡：冒出气泡 毕希纳研究过程毕希纳研究过程毕希纳研究过程毕希纳研究过程 第3页酶终究是什么呢？酶终究是什么呢？为何毕希纳没能确定酶化学本质？为何毕希纳没能确定酶化学本质？第4页全部酶都是蛋白质吗？全部酶都是蛋白质吗？思索：思索：第5页 19821982年至年至19831983年美国科学家切赫和奥特年美国科学家切赫和奥特曼发觉少数曼发觉少数RNARNA 也也含有催化作用含有催化作用，这一研究，这一研究结果出现荣获了结果出现荣获了19841984年年诺贝尔生理奖。诺贝尔生理奖。结论：结论：绝大多数酶是绝大多数酶是蛋白质蛋白质，极少数酶是极少数酶是RNARNA。奥特曼第6页巴斯德之前巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德巴斯德发酵与发酵与活细胞活细胞相关，发相关，发酵是整个细胞而不是细酵是整个细胞而不是细胞中一些物质起作用胞中一些物质起作用引发发酵是引发发酵是细胞中一些物质细胞中一些物质，但这些物质只有在酵母细胞但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用死亡并裂解后才能发挥作用毕希纳毕希纳酵母细胞中一些物质能够在酵母细胞破碎后继酵母细胞中一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续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳萨姆纳酶是酶是蛋白质蛋白质李比希李比希切赫、奥特曼切赫、奥特曼少数少数RNA也含有生物催化功效也含有生物催化功效一、酶本质一、酶本质第7页结论：结论：绝大多数酶是绝大多数酶是蛋白质蛋白质，极少数酶是极少数酶是RNARNA。一、酶本质一、酶本质第8页酶在细胞代谢中起什么作用呢酶在细胞代谢中起什么作用呢?细胞中每时每刻都进行着许多化学反细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为应，统称为细胞代谢细胞代谢。第9页试验：比较过氧化氢在不一样条件下分解试验：比较过氧化氢在不一样条件下分解2H2O2 2H2O+O2第10页方法步骤方法步骤:1.1.取取4 4支洁净试管，编上序号，而且各注入支洁净试管，编上序号，而且各注入2mL2mL新配新配过过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。2.2.将将2 2号试管放在号试管放在9090左右水浴中加热，观察气泡冒左右水浴中加热，观察气泡冒出情况，并与出情况，并与1 1号试管作比较。号试管作比较。3.3.向向3 3号试管内滴入号试管内滴入2 2滴氯化铁溶液，向滴氯化铁溶液，向4 4号试管内滴号试管内滴入入2 2滴滴新鲜肝脏研磨液新鲜肝脏研磨液。轻轻地振荡两只试管，使试。轻轻地振荡两只试管，使试管内物质混合均匀。仔细观察哪支试管产生气泡多。管内物质混合均匀。仔细观察哪支试管产生气泡多。4.4.将点燃但无火焰卫生香分别放入将点燃但无火焰卫生香分别放入3 3、4 4号试管内液面号试管内液面上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。试验：比较过氧化氢在不一样条件下分解试验：比较过氧化氢在不一样条件下分解第11页步骤步骤试管编号试管编号 说明说明1 12 23 34 4 一一二二 结结果果结论结论比较过氧化氢在不一样条件下分解速率比较过氧化氢在不一样条件下分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温90FeCl3肝脏研肝脏研磨液磨液2 2滴清水滴清水2 2滴清水滴清水2 2 2 2滴滴滴滴2 2滴滴不显著不显著少许少许较多较多大量大量不复燃不复燃 不复燃不复燃变亮变亮复燃复燃过氧化氢在不一样条件下分解过氧化氢在不一样条件下分解速率不一样速率不一样反应条件反应条件 H HH H2 2OOOO2 2 浓度浓度剂量剂量剂量剂量气泡产生气泡产生卫生香燃烧卫生香燃烧第12页与与1 1号试管相比，号试管相比，2 2号试管出现什么现象？这号试管出现什么现象？这一现象说明什么？一现象说明什么？加热能促进过氧化氢分解，提升反应速率加热能促进过氧化氢分解，提升反应速率为何能加紧呢？为何能加紧呢？第13页常态：常态：常叫基态，微观粒子处于能量最低状态。常叫基态，微观粒子处于能量最低状态。活跃状态就是激发态。活跃状态就是激发态。激发态：激发态：微观粒子其内部能量高于基态能量时微观粒子其内部能量高于基态能量时所处能量状态。所处能量状态。常态分子常态分子 活化分子活化分子加热加热第14页 3 3、4 4号试管并没有加热，与号试管并没有加热，与1 1号试管对比它号试管对比它反应速度为何也加紧了呢？反应速度为何也加紧了呢？思索：思索：第15页加入加入催化剂催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道相当于给汽车找到了一条穿山隧道加热加压加热加压相当于给汽车加大油门相当于给汽车加大油门第16页1.1.请比较图中请比较图中3 3、4 4两支试管两支试管,哪支试管中反应速哪支试管中反应速率快率快?4 4号试管反应速率较快号试管反应速率较快2.2.为何酶催化效率会比无机催化剂更高？为何酶催化效率会比无机催化剂更高？3443少许肝脏少许肝脏研磨液研磨液第17页催化剂能够降低化学反应活化能，而且与无催化剂能够降低化学反应活化能，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出优越机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出优越性性酶降低活化能作用更显著，因而催化酶降低活化能作用更显著，因而催化效率更高。效率更高。第18页H H2 2O O2 2过程过程现现 象象说说 明明原原 因因1 1号号2 2号号3 3号号4 4号号常温常温加加2 2滴滴FeClFeCl3 3加加2 2滴滴H2O2酶酶9090水水浴加热浴加热几乎几乎 无气泡无气泡产生产生气泡极少气泡极少 气泡较少气泡较少 燃烧燃烧 不猛烈不猛烈气泡较多气泡较多 燃烧猛烈燃烧猛烈加热能促加热能促进进H2O2分解，提分解，提升反应速升反应速率率 H2O2酶和酶和Fe3+都能都能加紧加紧H2O2分解，且分解，且酶催化效酶催化效率高率高加热使加热使H2O2得到能量，得到能量，从常态转变从常态转变为轻易分解为轻易分解活跃态活跃态H2O2酶和酶和Fe3+都降低了都降低了H2O2反应活化反应活化能，且酶作用能，且酶作用更显著更显著2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml第19页二、酶在细胞代谢中作用二、酶在细胞代谢中作用2 H2 H2 2OO2 2 2 2 H2 2O +O2 21 1、常温下反应、常温下反应2 2、加热、加热3 3、FeFe3+3+做催化剂做催化剂4 4、过氧化氢酶、过氧化氢酶猪肝研磨液（过氧化氢酶）猪肝研磨液（过氧化氢酶）加入试管直接观察加入试管直接观察酒精灯加热酒精灯加热滴加滴加FeCl3溶液溶液常温常温/高温高温/Fe3/过氧化氢酶过氧化氢酶试验目标：经过比较过氧化氢在试验目标：经过比较过氧化氢在不一样条件不一样条件下分下分解快慢，了解酶作用和意义。解快慢，了解酶作用和意义。试验原理：过氧化氢在试验原理：过氧化氢在常温常温或或高温高温或或铁离子铁离子或或过过氧化氢酶氧化氢酶作用下都可分解成水和氧气。作用下都可分解成水和氧气。第20页二、酶在细胞代谢中作用二、酶在细胞代谢中作用作用：作用：催化作用催化作用 本质：本质：降低化学反应活化能降低化学反应活化能第21页步骤步骤试管编号试管编号 说明说明1 12 23 34 4 一一二二 结结果果结论结论比较过氧化氢在不一样条件下分解速率比较过氧化氢在不一样条件下分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温90FeCl3肝脏研肝脏研磨液磨液2 2滴清水滴清水 2 2滴清水滴清水2 2 2 2滴滴滴滴2 2滴滴不显著不显著少许少许较多较多大量大量不复燃不复燃 不复燃不复燃变亮变亮复燃复燃过氧化氢在不一样条件下分解过氧化氢在不一样条件下分解速率不一样速率不一样反应条件反应条件自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量y=kx变量变量 H HH H2 2OOOO2 2 浓度浓度剂量剂量剂量剂量气泡产生气泡产生卫生香燃烧卫生香燃烧对照试验对照试验对照组对照组试验组试验组第22页二、酶在细胞代谢中作用二、酶在细胞代谢中作用 分子从分子从常态常态转变为轻易发生转变为轻易发生化学反应化学反应活跃状态活跃状态所需要能量。所需要能量。各条件使反应加紧本质：各条件使反应加紧本质：加热：加热：FeFe3+3+：酶：酶：提升分子能量提升分子能量降低化学反应降低化学反应活化能活化能同无机催化相比，酶能同无机催化相比，酶能更显著地更显著地降低化学降低化学反应反应活化能活化能，因而催化效率，因而催化效率更高更高。第23页细胞代谢为何离不开酶？细胞代谢为何离不开酶？第24页普通化学反应条件普通化学反应条件（1）高温）高温（2）高压）高压（3）强酸）强酸（4）强碱）强碱（5）催化剂）催化剂第25页细胞内外环境细胞内外环境是很温和是很温和1.常温常温2.常压常压3.水溶液环境水溶液环境4.pH靠近中性靠近中性细胞内会发生一系列化学反应，这些化学细胞内会发生一系列化学反应，这些化学反应发生环境条件是什么？反应发生环境条件是什么？在这种环境状态下发生化学反应，应该有适合在这种环境状态下发生化学反应，应该有适合生物催化剂生物催化剂 酶酶第26页酶是什么呢？酶是什么呢？第27页三、酶三、酶(Enzyme)(Enzyme)概念概念:绝大多数酶是蛋白质绝大多数酶是蛋白质,少数酶是少数酶是RNA.酶是酶是活细胞活细胞产生一类含有产生一类含有生物生物催化作用催化作用有机物有机物。起源起源功效功效本质本质第28页四、酶特征四、酶特征第29页3443少许肝脏少许肝脏研磨液研磨液 比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3+3+催化效率催化效率1、酶含有高效性、酶含有高效性酶催化效率是无机催化剂酶催化效率是无机催化剂10107 710101313 倍倍第30页2、酶含有专一性、酶含有专一性每一个酶只能催化每一个酶只能催化一个或一类一个或一类化学反应化学反应 （比如，二肽酶能够水解由任意两种（比如，二肽酶能够水解由任意两种氨基酸组成二肽。）氨基酸组成二肽。）试验第31页蛋白酶，淀粉酶，蔗糖酶，肽酶，蛋白酶，淀粉酶，蔗糖酶，肽酶，麦芽糖酶麦芽糖酶 由这些酶名字你能想到什么吗？由这些酶名字你能想到什么吗？设计一个试验来验证一下你推测设计一个试验来验证一下你推测第32页试验步骤一一1号试管号试管2号试管号试管二二三三四四试验现象结论结论加入淀粉酶加入淀粉酶2 2mL，振荡，试管下半部，振荡，试管下半部浸入浸入6060左右热水中，保温左右热水中，保温5min5min2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加斐林试剂加斐林试剂 振荡振荡水浴加热水浴加热1min2mL淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色无改变无改变砖红色沉淀砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。蔗糖水解。探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用第33页3 3、酶作用条件较温和、酶作用条件较温和第34页温度温度对酶活性影响对酶活性影响 1 1 2 2 3 33 3可溶性淀粉可溶性淀粉 2ml 2ml 2ml 2ml 2ml 2ml 温度温度 唾液淀粉酶唾液淀粉酶 碘液碘液 颜色颜色 结论结论冰水中冰水中37水浴水浴60 浴浴放置放置2min2min1ml1ml1ml1ml1ml1ml1 1滴滴1 1滴滴1 1滴滴摇匀混合，放置反应摇匀混合，放置反应5min5min变蓝变蓝变蓝变蓝不变蓝不变蓝唾液淀粉酶在唾液淀粉酶在37 中活性最强中活性最强自变量自变量因变量因变量第35页pH对酶活性影响对酶活性影响 1 1 2 2 3 3 肝脏研磨液肝脏研磨液 1ml 1ml 1ml 1ml 1ml 1ml pH pH3 3过氧化氢过氧化氢溶液溶液 结果结果 结论结论蒸馏水蒸馏水1mL5NaOH1mL5HCL1mL2ml2ml2ml2ml2ml2ml摇匀混合，放置在室温下反应摇匀混合，放置在室温下反应5min5min有较多气泡有较多气泡不显著不显著不显著不显著过氧化氢酶在中性条件中活性最强过氧化氢酶在中性条件中活性最强自变量自变量因变量因变量第36页酶活性受温度酶活性受温度影响示意图影响示意图酶活性受酶活性受pH影响示意图影响示意图第37页在一定范围内，伴随温度升高，酶活性逐在一定范围内，伴随温度升高，酶活性逐步增强；步增强；到达最适温度时，酶到达最适温度时，酶活性最高；活性最高；超出最适温度时，伴超出最适温度时，伴随温度继续升高，酶随温度继续升高，酶活性逐步下降。活性逐步下降。酶活性受温度酶活性受温度影响示意图影响示意图温度过高温度过高会使酶空间会使酶空间结构遭到破坏，使结构遭到破坏，使酶酶永久失活永久失活第38页在一定范围内，伴随在一定范围内，伴随pH升高，酶活性逐步升高，酶活性逐步增强；增强；到达最适到达最适pH时，酶时，酶活性最高；活性最高；超出最适超出最适pH时，伴时，伴随随pH继续升高，酶继续升高，酶活性逐步下降。活性逐步下降。过酸、过碱过酸、过碱会使酶空会使酶空间结构遭到破坏，使间结构遭到破坏，使酶永久失活酶永久失活酶活性受酶活性受pH影响示意图影响示意图第39页1 1、高效性、高效性2 2、专一性、专一性温度温度pH3 3、作用条件较温和、作用条件较温和四、酶特征四、酶特征第40页第41页酶在细胞代谢酶在细胞代谢中作用中作用酶本质酶本质酶特征酶特征活细胞产生含有催化作用有机活细胞产生含有催化作用有机物物，其中绝大多数酶是蛋白质，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是少数酶是RNARNA。降低化学反应活化能降低化学反应活化能高效性高效性专一性专一性作用条件温和作用条件温和第42页1.细胞内合成酶主要场所是（细胞内合成酶主要场所是（）A.细胞质细胞质 B.线粒体线粒体 C.核糖体核糖体 D.内质网内质网C课堂练习课堂练习:第43页 2.图中是一个酶促反应图中是一个酶促反应P+Q R,曲线曲线E表示表示在没有酶时此反应过程。在在没有酶时此反应过程。在t1时，将催化此时，将催化此反应酶加于反应混合物中。则表示此反应反应酶加于反应混合物中。则表示此反应进程曲线是进程曲线是()ABCDC时间时间t1E RPQ第44页结论：结论：1.1.巴斯德是微生物学家，他主要强调生物体或巴斯德是微生物学家，他主要强调生物体或细胞整体作用。细胞整体作用。2.2.李比希是化学家，倾向于从化学角度考虑问李比希是化学家，倾向于从化学角度考虑问题。题。3.3.人物人物巴斯德巴斯德李比希李比希合理性合理性认为发酵与活细胞相关引发发酵是细胞中一些物质不足发酵是整个细胞而不是细胞中一些物质在起作用这些物质只有在酵这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解母细胞死亡并裂解后才能发挥作用后才能发挥作用第45页