降低化学反应活化能的酶1.ppt

第五章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶 这个实验要解决什么问题？ 问题探讨:斯帕兰札尼在研 究鹰的消化作用 是什么物质使肉块消失了？ 鸟类的胃是否只有物理 性消化,没有化学性消化。 是胃内的化学物质将肉块分解了。 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。 一些化学反应的条件 MnO2 浓H2SO4 CH3CH2OH + CH3COOH CH3COOCH2CH3 + H2O 2KClO3 2KCl + 3O2 乙醇 醋酸 乙酸乙酯 一般化学反应的条件 Fe Br2 Br HBr 水浴 高温 高压 强酸 强碱 催化剂 在化学反应里能改变其它物质的化学反 应速率，而本身的质量和化学性质在反应前 后都没有变化的物质叫做 。 催化剂只是改变反应速率,并不改变化学平衡 催化剂 细胞内外的环境：是很温和的 常温 常压 水溶液环境 pH接近中性 细胞内会发生一系列的化学反应， 这些化学反应发生的环境条件是什么？ 在这种环境状态下发生的化学反应，应该有 适合的生物催化剂 酶 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。 细胞代谢离不开降低化学反应活化能的酶。 活化能 分子从常态变为容易发生化学反应的 活跃状态所需要的能量。 常态：常叫基态，微观粒子处于能量最低的状态 。当原子处于基态时，电子处于离核最近的轨道 上，此时原子处于稳定状态。 活跃状态就是激发态。 激发态：微观粒子其内部能量高于基态能量时所 处的能量状态。当原子获得能量的时候，便由基 态跃迁到激发态。 常态与激发态 一 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用: 阅读教材P78-79,思考下列三个问题 实验中比较过氧化氢在不同条件下的分 解,这里的“不同条件”指哪些? 为什么要设计四组实验,1号组有什么作用? 实验变量(自变量)、反应变量(因变量)、无 关变量各是什么? 实验原理：过氧化氢（H2O2）在 Fe3+ 的催化下，可分解成H2O和O2，动物新鲜肝脏中 含有的过氧化氢酶也能催化这个反应。据测算 ，每滴氯化铁中的Fe3+数，大约是每滴肝脏研 磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。 H2O2 H2O+O2 比较过氧化氢在不同条件下的分解 过氧化氢酶 Fe3+ 酶在细胞代谢中的作用: 一 酶的作用和本质 实验的关键：实验材料是否新鲜。 过氧化氢放置时间过长会分解；肝脏离开活 体时间过长，酶的数量和活性会下降。 判断依据： 溶液中冒出气泡的速度、数量、点燃卫生香 的燃烧情况。 思考分析：为什么要研磨肝脏？ 使用过氧化氢溶液应注意什么？ 一 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用: 比较过氧化氢酶在不同条件下的分解 方法步骤: 取4支洁净试管，编上序号，并且各注入2mL过氧 化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。 将2号试管放在90左右的水浴中加热，观察气泡 冒出的情况，并与2号试管作比较。 向3号试管内滴入2滴氯化铁溶液，向4号试管内滴 入2滴肝脏研磨液。轻轻地振荡两只试管，使试管内 的物质混合均匀。仔细观察哪支试管产生的气泡多。 将点燃但无火焰的卫生香分别放入3、4号试管内 液面的上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。 1.酶在细胞代谢中的作用: 试 管 号 3% H2O2 控制变量 点燃的卫 生香检测 实验处理 （自变量） H2O2分解速度 (气泡多少) 12ml 22ml900C水浴加热 32ml滴加3.5%氯化 铁2滴 42ml滴加20%肝脏 研磨液2滴 无 较多发亮 较多 发亮 很多复燃 实验结果（注意自变量与因变量） 没有变化 讨论: 1.与1号试管相比,2号出现不同的现象? 这一现象说明什么? 2.在细胞内能通过加热提高反应速率吗 ? 3.3号和4号未经加热,也有大量气泡产 生,这说明什么? 4.3号与4号相比,4号试管中的反应速率 快?这说明什么?为什么说酶对于细胞内 化学反应顺利进行至关重要? 实验结论： 催化剂可以降低化学反应的活化能，而 且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突 出的优越性酶降低活化能的作用更显著 ，因而催化效率更高。 无机催化剂 2.酶的本质 阅读教材P8182,“关于酶本质的探索”思考 ： 一 酶的作用和本质 巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么 局限性？ 科学发展过程中出现争论是正常的。试分析巴斯德和 李比希之间出现争论的原因是什么，这一争论对后人 进一步研究酶的本质起到了什么作用？ 从毕希纳的实验可以得出什么结论？ 萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺 贝尔化学奖。你认为他成功的主要原因是什么？ 5.请给酶下一个较完整的定义。 2.酶的本质 一 酶的作用和本质 巴斯德以前： 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 巴斯德： 18221895（法国）：微生物学家 通过显微镜观察发现发酵的过程中有酵母菌 结论：没有活细胞糖类不可能变成酒精 2.酶的本质 一 酶的作用和本质 李比希： 18031873（德国）：化学家 通过对化学变化的研究认为糖类变成酒精就 是一个化学反应 结论: 在这个变化过程中，只有细胞死之后 放出了某些物质起了作用 思考 巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局 限性？ 科学发展过程中出现争论是正常的。试分析巴斯德和李比 希之间出现争论的原因是什么，这一争论对后人进一步研究 酶的本质起到了什么作用？ 巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为 发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不 正确的；李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是 合理的，但是认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解 后才能发挥作用是不正确的。 巴斯德是微生物学家，他主要强调生物体或细胞的 整体作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑 问题。他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在 他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。 2.酶的本质 一 酶的作用和本质 毕希纳： 18601917（德国）：化学家 过程： 酵母细胞研磨加水搅拌 加压过滤 含酵母细胞的提取液加入葡萄糖 现象：冒出气泡 结论：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。 2.酶的本质 一 酶的作用和本质 萨姆纳： 18871955（美国） 1926年从刀豆中提取脲酶实验 结论:酶为蛋白质。 思考：萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并 因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原 因是什么？ 2.酶的本质 一 酶的作用和本质 切赫和奥特曼：（美国） 20C80th 发现:少数RNA也是酶。 2.酶的本质小结巴斯德之前 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德 发酵与活细胞有关，发 酵是整个细胞而不是细 胞中某些物质起作用 引起发酵的是细胞中的某 些物质，但这些物质只有 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 李比希 酶的化学成分 酶的来源 酶的功能 酶是一类生物催化剂 活细胞产生的具有生物催化作用的是有机物。 思考：蛋白质是酶吗？ 一类 大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。 酶的本质 什么是酶？ 一 酶的作用和本质 酶的作用和本质小结 细胞代谢：细胞内全部的化学反应。 酶的作用：降低活化能更显著，催化效率更高 酶本质的发现过程： 巴斯德 李比希 毕希纳萨姆纳 切 赫 奥特曼 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 ，其中绝大多数为蛋白质，少数为RNA 酶的本质： 1. 同一个体内的各类活细胞所含有的酶（ ） A、种类有差异，数量相同 B、种类有差异，数量不同 C、种类无差异，数量相同 D、种类无差异，数量不同 B 2.细胞内合成酶的主要的场所是（ ） A.细胞质 B. 线粒体 C.核糖体 D. 内质网 C 课堂练习 3.催化脂肪酶水解的酶是（ ） A.肽酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.淀粉酶 4.图中是一种酶促 反应P+Q R,曲 线E表示在没有酶时此反 应的过程。在t1时，将催 化此反应的酶加于反应混 合物中。则表示此反应进 程的曲线是 ( ) B