降低化学反应活化能-酶(公开课)
降低化学反应活化能的酶_说课稿
《第一节降低化学反应活化能的酶》一、说教材《降低化学反应活化能的酶》是人教版必修一第五章第一节的内容,本节课以实验设计为载体、联系生活实际,帮助学生认识酶,包括酶在细胞代谢中的作用,酶的本质以及酶的3个特性。
通过实验探究,使学生建立酶的概念、知道酶的特征,并能初步用酶的知识解释生活中的现象;在探究中学习科学解决问题的方法步骤,体会设计对照实验的原则,学习由“特殊到一般”的思想方法。
本章的学习即帮助学生建立“生物学实验设计原则”的思想,又为后面学习新陈代谢打好基础,尤其是〈第三节呼吸作用〉、〈第四节光合作用〉的学习,无论在知识上还是在方法上都具有积极的意义。
1、教学目标1).知识目标:①说明酶在细胞代谢中的作用;说出酶的化学本质。
②说明酶的催化作用具有高效性的原因。
③解释酶的作用条件较温和、催化作用具有专一性、高效性对于生命活动的意义。
④设计“影响酶活性的条件”的实验方案和步骤,撰写实验探究性活动的实验报告,总结成功的经验、分析失败的原因。
2).技能目标:学会控制变量,设计对照实验3).情感目标:①评价自己的方案和别组同学的方案,②参与交流,听取别人的正确意见,维护或修改自己的方案和意见。
2、教学重点、难点分析:1)、教学重点(1)酶在细胞代谢中的作用(2)通过实验探究酶的高效性(3)酶的高效性2)、教学难点(1)酶能够降低化学反应的活化能;(2)控制变量的科学方法探究性活动有利于培养学生的创新精神和实践能力,有利于学生主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观。
这一活动具有相当的难度,首先,需要学生自己决定和判断的因素很多,如:设计探究的方向,设计实验的步骤,选择实验的材料,如何控制变量,如何检验结果……等等,无疑,这对于学生来说是非常具有挑战性的。
这应该成为本节教学活动的重点和难点。
学习酶的特性,不能只局限于了解的层次,应该通过分析和引导,将学生的知识上升到理解的层次,才能达到理解生命活动中物质的变化所伴随着的能量转换,领悟细胞的代谢活动是细胞进行其他生命活动的基础的水准,达到课标的要求。
降低化学反应活化能的酶(第一课时)
酶的化学本质
酶的本质
化学本质
绝大多数是_蛋__白__质__
少数是__R_N__A____
元素组成 合成原料 合成场所
来源 作用 作用场所 作用原理 能否重复利用
C、H、O、N、(S)
C、H、O、N、P
氨基酸
核糖核苷酸
核糖体
细胞核(真核生物)
活细胞都能产生
酶只起催化作用,无调节功能
细胞内、外及生物体外均能发挥作用
4、酶的催化作用对于细胞代谢有何意义?
酶的作用原理
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。
底物
能
(活跃状态)
量
活
化
能
底物 (常态)
产物 (终态)
反应过程
原理:酶降低活化能 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。
总结 酶的作用原理
能量
活化能
1、活化能 常态
显著降低化学反应的活化能 酶作为催化剂,反应前后化学性质和数量不变,可以重复利用
小结
酶 的 作 用 和 本 质
酶在细胞代 谢中的作用
酶的本质:
自变量 因变量 探究实验:比较过氧化 氢在不同条件下的分解 无关变量 设置对照实验 酶是一种生物催化剂; 酶显著降低了化学反应的活化能。
绝大多数是蛋白质,少数是RNA。
活跃状态(容易发生化学反应)
Байду номын сангаас
2、不同反应条件加快反应的原理
条件
加快反应速率的原理
加热
提高分子的活化能
FeCl3
降低化学反应的活化能
酶
显著降低化学反应的活化能
3、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。
降低化学反应活化能的酶课件
实验:
探究温度对酶活性影响实验
一系列温度梯度分别处理淀粉(H2O2)和淀 粉酶溶液,淀粉和相应温度淀粉酶溶液混合 一段时间,其它因素一致,滴加碘液(斐林 试剂),检测是否出现蓝色及蓝色的深浅, 即达到实验目的。 操纵自变量,控制无关变量。 检测因变量,表达实验结果。
(2)实验设计程度 ①取淀粉、淀粉酶分别放入试管 ↓
问题质疑:
1、与1号试管相比,为什么2号试管加热后过氧化氢就 能分解? 加热使反应加快的本质:使过氧化氢分子得到能量, 从常态转变为容易分解的活跃状态。
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
FeCl3中Fe3+和肝脏研磨液的过氧化氢 酶都能加快过氧化氢分解,原因与2号 试管的相同吗?
知识进阶:
影响酶促反应速率的因素???
1.温度、pH
2.底物浓度
酶量一定的条件下,在一定范围内随着底物浓
度的增加,反应速率也增加,但达到一定浓度后不
再增加,原因是受到 酶数量
的限制。
3.酶浓度
在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下, 酶促反应速率与酶浓度成正相关。
例题精选
3、下图表示在不同条件下,酶促反应的速率变化 曲线,下列说法中错误的是 ( ) A. 酶促反应的速率可用底物消失所需的时间 (或产物生成的 速率)来表示 B.Ⅱ和Ⅰ相比较,酶促反应速率不同,这是 因为它们的酶浓度和温度不同 C. AB段影响酶促反应速率的主要限制因子是底物 浓度 D. 若想探究不同温度对酶活性的影响, 至少应设计3种不同的温度
操纵自变量,控制无关变量。
检测因变量,表达实验结果。
pH对酶活性的影响 实验程序 不能,这样可能在改变溶液pH之前淀 步 实验操作 试管1 试管2 试管3 骤 粉酶已将淀粉水解,从而影响实验效果。 内容
生物必修一课件降低化学反应活化能的酶
目的要求 1.初步学会探索影响酶活性条件的方法。 2.探索淀粉酶在不同温度和pH下催化淀粉水解的情 况。
材料用具 质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液。试管,量筒,小烧 杯,大烧杯,滴管,试管夹,酒精灯,三脚架,石棉网,温 度计,火柴。质量分数为3%的可溶性淀粉溶液,质量分数 为5%的盐酸,质量分数为5%的氢氧化钠溶液,热水,蒸馏 水,冰块,碘液,斐林试剂。
5.酶具有高效性的原因是:与无机催化剂相比,酶降低 活化能的作用更显著。
6.过酸、过碱或温度过高,都会使酶因空间结构破坏而 失活。
7.在一定低温下,酶的活性低,但空间结构稳定,并未 失活,在适宜温度下酶的活性可升高。
学习目标定位
学习目标 a.说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性 b.进行有关实验的探究,学会控制自变量,观察和检测 因变量的变化,以及设置对照组和重复实验 重点与难点 (1)酶的作用、本质和特性;(2)酶降低化学反应活化能的 原理;(3)控制变量的科学方法。
情境导入 生命活动要求体内环境稳定,温度控制是稳定内环境的 一个重要环节。可是陆地的气候变化很大,一切变温动物, 如昆虫、两栖类、爬行类等,它们的生物的生命活动受到季 节变化的很大限制,一般都要进行冬眠,有的甚至进行夏 蛰。只有恒温动物,能够保持一定的体温,进行正常的代谢 活动,才是真正的陆地动物,真正地占领了陆地。
为什么温度对生物的生命活动影响这么大呢?
教材问题释疑
(一)问题探讨 1.这个实验要解决的问题是:鸟类的胃是否只有物理 性消化,没有化学性消化? 2.是胃内的化学物质将肉块分解了。 3.提示: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。
1-5-1 降低化学反应活化能的酶(27张PPT)
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。
问题:是什么物质使肉块消失了?
胃蛋白酶
一、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。
探究PH对酶活性的影响
取三只试管编号
1
2
3
注入新鲜的淀粉酶溶液 1mL
方 注入蒸馏水
1mL
法
步 注入氢氧化钠溶液
\
骤 注入盐酸
\
1mL \
1mL \
1mL \ \
1mL
注入可溶性淀粉溶液
2mL
2mL 2mL
加碘液
2滴
2滴 2滴
结果 现象
不变蓝 变蓝 变蓝
结论 酶的催化作用需要在适宜的PH下进行
υ/mmol. s-1
Fe3+:降低化学反应的活化能
酶:更显著地降低化学反应的活化能 酶降低化学反应活化能的图解 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。
(二)酶的本质
巴斯德之前
发酵是纯化学过程
巴斯德
李比希
活酵母细胞参与发酵 死酵母细胞释放物质
毕希纳 酿酶使糖液变成酒
萨姆纳 脲酶是蛋白质
其他科学家 很多酶都是蛋白质
资料1:威白污渍爆炸盐(独有三重复合酶配方) 威白教你洗衣小绝招: ①洗前浸泡三十分钟,效果更佳 ②若衣服太脏,可适当增加用量 ③用温水浸泡效果更好,但水温不要超过60℃
资料2:我们知道口腔温度和体温差不多,而 当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后,却 发现,唾液不再具有催化淀粉分解的功能。 (提示:唾液PH6.2-7.4,胃液PH0.9-1.5)
降低化学反应活化能的酶(有视频有动画)课件
通过高效的分离和纯化技术,从 生物样本中提取出具有特殊功能 的酶,为工业生产和医疗应用提 供更多选择。
80%
酶的基因工程改造
利用基因工程技术对酶进行改造, 提高其催化效率和稳定性,使其 更适合于特定应用场景。
酶的优化和改造
酶的结构分析
通过解析酶的三维结构,了解 其催化机制和活性位点,为酶 的优化和改造提供理论依据。
专一性
一种酶只能催化一种或一类化学反应。
不稳定性
酶在适宜条件下表现出活性,但在高温、酸碱度过 高或过低等条件下易失活。
02
酶如何降低化学反应活化能
酶作为生物催化剂的角色
酶是生物体内自然存在的催化 剂,能够加速化学反应的速率。
酶通过降低化学反应的活化能, 使反应更容易进行。
酶具有高度专一性,只针对特 定的底物进行催化反应。
详细描述
转移酶类包括氨基转移酶、糖基转移酶等,它们能够催化特定基团的转移,如氨 基转移酶可以将氨基酸的氨基转移到另一分子上,糖基转移酶可以将糖基转移到 蛋白质或核酸上。
裂合酶类
总结词
裂合酶类是一类能够催化分子内或分子间特定化学键断裂的酶。
详细描述
裂合酶类包括醛缩酶、脱氢酶等,它们能够催化分子内或分 子间特定化学键的断裂,如醛缩酶能够催化糖原分解成葡萄 糖,脱氢酶能够催化脂肪酸氧化成酮体。
合成酶类
总结词
合成酶类是一类能够催化合成复杂有机物的酶。
详细描述
合成酶类包括丙酮酸激酶、柠檬酸合成酶等,它们能够催化合成复杂有机物,如丙酮酸激酶能够催化糖酵解过程 中的丙酮酸合成,柠檬酸合成酶能够催化三羧酸循环中的柠檬酸合成。
04
酶的应用
食品工 业
01
02
【公开课】降低化学反应活化能的酶课件2021-2022学年高一上学期生物人教版必修1
一、酶的特性三:作用条件较温和
2. 温度对酶活性的影响曲线解读:
反 应 速
B
AB: 在一定温度范围内,酶促反应速率
随温度的升高而加快
率
B点:在最适温度时,酶促反应速率最快
BC: 超过最适温度,酶促反应速率随温
A
C
度升高而减慢,直至酶失活。
最适温度 温度
低温、高温对酶活性的影响一样的吗?
低温抑制酶的活性,但温度升高后,酶仍能恢复活性。但高温会使
意义:保证了细胞内化学反应的顺利进行 和能量供应的稳定 。
注:酶的高效性是相对于无机催化剂,对比得出的结论。
一、酶的特性一:高效性
1. 用坐标曲线图表示酶的高效性
产 平衡点
物
浓a b
度
c
a 加酶 b 加无机催化剂 c 不加催化剂
a、c 对比说明酶具有催化作用。
a、b 对比说明酶具有高效性。
ta
tb t 时间
自变量 4. 对照实验: 变量 因变量
无关变量
单一变量原则 原则 对照原则
等量原则
一、酶的特性一:高效性
任务1:观察并讨论,与无机催化剂相比,酶的催化效率如何?
每滴溶液中Fe3+的数量是 过氧化氢酶的分子数的25万倍。
与无机催化剂相
比,酶降低活化
酶的催化效率是无机催化剂 的107~1013倍。能的作用显著, 催化效率更高。应
的升高而加快
速
率
B点: 在最适pH时,酶促反应速率最快
A
C
最适pH pH
BC: 超过最适pH后,酶促反应速率随pH升 高而减慢,直至酶失活。
思考:过酸、过碱对酶活性的影响一样的吗? 过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活
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精选课件
15
序号
1 2 3 4
项 目 α-淀粉溶液 淀粉酶 温度 碘液
试管
1
2
3
1ml 2ml 1ml
1ml 1ml 1ml
60℃ 沸水 冰水
1-2滴 1-2滴 1-2滴
5
实验现象
以上设计是否有错误?
以上设计有两点错误:
一是加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则;
过酸、过碱的,会使酶的空间结构遭到破坏, 蛋白质变性,使酶永久失活。
精选课件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ22
★影响酶促反应速率的因素:
1、温度
酶 促
2、pH
反 应
3、酶的浓度:反应速率随 酶浓度的升高而加快。
速 率
4、底物浓度:在一定浓度 酶
范围内,反应速率随浓
促 反
度的升高而加快,但达 应
到一定浓度,反应速率
速 率
不再变化
从上面进行的实验我们看出进行实验需要 比较温和的条件,比如淀粉酶在60℃左右最好。 能不能设计一个实验,来证明温度会影响酶的催 化效率(活性)?
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14
问题聚焦
1、选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料? 淀粉酶。因为 H2O2受温度影响也会分解
2、我要设计几组实验?选择几个温度? 三组,高温,低温和常温!
试管 1
2
3
4
编号
H2O2 2ml 2ml 2ml
2ml
溶液
变量
不处 理
900C中 水浴
加FeCl3 溶液
加肝脏 研磨液
自变量
气泡 现象
无
少量
带火星卫生香检验
较大量 火星变亮
大量 复燃
因变量
对照
实验 对照组
实验组
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5
1.该实验能得出什么结论?
答:酶具有高效性
视频:比较过氧化氢酶在不同条 件下的分解
结论
只有在一定温度下酶的催化效率最好
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17
每种酶都有自己的
最适温度
动物:35---40摄氏度 植物 40--50摄氏度 细菌、真菌 差别较大
在最适温度的两侧,反应速率都比较 低
较高的温度容易使酶的 空间结遭构到破坏,蛋白质
变性,而失去
活。性
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18
通过以上实验可以知道,酶在最适温度下, 活性最高。
实验现象 无明显变化
多
无明显变化
结论
只有在适合的pH下酶的催化效率最好
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20
视频
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
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21
在最适合的pH下, 过氧化氢酶 酶的活性 最高
动物体里的酶最适PH大 多在6.5---8.0之间, (但胃蛋白酶为1.5, 胰液中的酶为8---9)
植物体里的酶最适PH大 多在4.5-----6.5之间
蔗糖溶液
一 1号试管中加入2mL
2号试管中加入2mL
实
淀粉溶液
蔗糖溶液
验
步 二 加入淀粉酶2滴,振荡,试管下半部浸入60℃左右的热
骤 水中,反应5min
三 加入斐林试剂 振荡 约60℃水浴2min
实验 现象
砖红色沉淀
无变化
结论 淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解。
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13
探究影响酶活性的因素
二是试剂加入的顺序错误2、3步应互换。
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16
探究温度对淀粉酶活性的影响
淀粉溶液 1号试管
2号试管
3号试管
一
试管各加入2mL淀粉溶液
实验 步骤
二
保持0℃冰水中 加热至60℃,加热至100℃,
约5min
约5min 约5min
三 加入淀粉酶2滴,振荡
四 各加入两滴碘液
振荡
实验现象 蓝色
无明显现象
蓝色
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酶的浓度
酶量一定 底物浓度
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9
精选课件
10
二、酶的专一性
一种酶只能催化一种或一类化学 反应。
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11
提出问题:
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
小组合作讨论如何设计实 验来验证:淀粉酶具有专 一性,只对淀粉水解
(实验原理、实验步骤、 实验现象、实验结论与分 析)
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12
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
淀粉溶液
那么PH值不同,对酶的活性有没有影响呢?
设计一个实验,来探究pH会影响酶的催化 效率(活性)?
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19
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
过氧化氢 溶液
一
实验 步骤
二
三
1号试管
2号试管
3号试管
试管各加入2mL过氧化氢溶液
pH=2
pH=7
pH=12
加入过氧化氢酶2滴,振荡2—3min
四 气泡数量(将带火星的卫生香分别放入试管中)
降低化学反应活化能---酶
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授课人:吴劲松
1
生活中的酶
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2
酶的概念:
酶是活细胞(来源)产生的一类 具有生物催化作用(功能)的有机 物(化学本质)。
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3
一、酶的高效性
酶是生物催化剂,与化学上的催化剂
催化效率相同吗?
(2H2O2
2H2O + O2 )
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4
比较过氧化氢酶在不同条件下的分解
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6
2. 如果只用试管4能否证明酶具有高效性?
3.两支试管的唯一区别是催化剂不同,如果两 试管的温度也不同,对实验结果有影响吗?
实验设计原则:
①对照原则:设计对照实验,既要有对照组又要 有实验组。
②单一变量原则:在对照实验中,除了要观察的 变量发生变化外,其他变量都应保持相同。
③ 等量原则:各组加入的试剂要等量
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7
在过氧化氢分解实验中,为什么要将 肝脏研磨,用肝脏研磨液?
推测:如果将肝脏研磨液煮沸后冷却, 催化效率是否会更高?为什么?
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8
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的能量 称为活化能(书本划线)
无机催化剂(如温度、 FeCl3 ):提高活 化分子数量 酶:降低化学反应活化能。