降低化学反应活化能的酶.ppt

细胞的能量供应和利用,第5章,降低化学反应活化能的酶,第1节,斯帕兰札尼对鹰的消化研究,1783年，意大利科学家斯帕兰札尼 设计了一个巧妙的实验：将肉块放入 小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子 吞下去。过一段时间他把小笼子取出 来发现笼内的肉块消失了。,问题探讨,讨论一：这个实验要解决什么问题？,答：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化。,讨论二：是什么物质使肉块消失了？,答：是胃内的化学物质将肉块分解了。,讨论三：怎样才能证明你的推测？,答：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、酶的作用和本质,细胞代谢,光合作用,有氧呼吸作用,合成蛋白质,细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称,细胞代谢,一、酶在细胞代谢中的作用,细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称细胞代谢。,细胞代谢,细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称,细胞代谢,一、酶在细胞代谢中的作用：,比较过氧化氢在不同条件下的分解,实验目的：了解过氧化氢酶的作用和意义,实验原理：H2O2 H2O + O2,探究实验,2 H2O2 2 H2O + O2,1、常温下反应 2、加热 3、Fe3+做催化剂 4、过氧化氢酶,1.常温 2.加热 3.FeCl3 4.加肝液,酶在细胞代谢中的作用,2H2O2,2H2O+O2,催化剂,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,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,对照实验,对照组,实验组,实验操作：,对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。,人为改变的变量,随着自变量的变化而变化的变量。,指与自变量同时影响因变量的变化、但与研究目的无关的变量。,和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？ 加热能促进过氧化氢分解 在细胞内,能通过加热来提高反应速率吗? 不能，温度过高会造成生物的细胞死亡 3号和4号试管未经加热，也有大量的气泡产生，这说明什么？ Fe3+和过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解,起催化作用 3号和4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？ 过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高的多,与无机催化剂相比， 能显著降低化学反应,催化效率更高。,酶,（3）酶在细胞代谢中的作用,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称为活化能。,各条件使反应加快的本质： 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,结论：酶能催化生物化学反应，催化效率比无机催化剂高得多。研究发现，酶的催化效率是无机催化剂催化效率的1071013倍。因此， 。,酶具有高效性,表 在20 测得的过氧化氢分解的活化能,加热：提高分子的能量 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,催化剂（无机催化剂、酶）没有供给能量，而是降低反应的活化能，促进反应进行，缩短完成时间，本身不被消耗，反应结果与没有催化剂一致。,无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。,正是酶的催化作用，细胞代谢才 能在温和的条件下快速进行。,能量,反应过程,酶使活化能降低,没有酶催化,有酶的催化,（1）酶的发现,（2）酶的定义,酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。,2、酶的本质,酶的探索历程,巴斯德之前,巴斯德,李比希,毕希纳,萨姆纳,切赫和奥特曼,巴斯德之前,巴斯德,李比希,毕希纳,萨姆纳,切赫和奥特曼,发酵是纯化学反应，与生命活动无关,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,引起发酵的是细胞中的某些 物质，但是这些物质只有在 酵母细胞死亡后才能发挥作用,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，就象在活酵母细胞中一样,酶是蛋白质,少数的RNA具有催化作用,该实验能得出什么结论？,1、酶具有高效性,酶的催化效率是无机催化剂的1071013 倍,二、酶的特性,2、酶具有专一性,每一种酶只能催化一种或一类化学反应,（例如，二肽酶可以水解由任意两种氨基酸组成的二肽。）,蛋白酶，淀粉酶，蔗糖酶，肽酶， 麦芽糖酶 ,由这些酶的名字你能想到什么吗？ 设计一个实验来验证一下你的推测,酶的专一性,加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60左右的热水中，反应5min,2号试管中加入2mL 蔗糖溶液,加入斐林试剂,振荡,约60水浴2min,1号试管中加入2mL 淀粉溶液,白色,无变化,棕色,砖红色沉淀,淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。,探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,锁和钥匙学说,口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化?,思考！,3、酶的作用条件较温和,实验：酶受温度的影响,酶受pH的影响,1号试管,2号试管,3号试管,加入淀粉酶2滴，振荡,试管各加入2mL淀粉溶液,蓝色,保持0冰水中反应约5min,水浴375min,水浴60， 反应约5min,各加入两滴碘液,振荡,蓝色,只有在一定温度下酶的催化效率最好,不变蓝,探究温度对唾液淀粉酶活性的影响,低,活性,最适温度,空间结构,最适温度时，酶的活性最高；,抑制,1号试管,2号试管,3号试管,试管各加入2mL过氧化氢溶液,无明显变化,蒸馏水1mL,5%NaOH溶液1mL,5%HCL溶液1mL,各加入几滴过氧化氢酶溶液，23min后将点燃的卫生香分别放入试管中,只有在适合的pH下酶的催化效率最好,复燃,无明显变化,探究pH对过氧化氢酶活性的影响,过氧化氢酶,最高,空间结构,活性,超过最适pH时，随着pH的继续升高（降低），酶的活性逐渐下降。,高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？,不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。,酶的特性： 具有高效性 具有专一性 作用条件较温和 要有合适的温度 要有合适的pH,总结：,比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 温度对淀粉酶活性的影响 pH对过氧化氢酶活性的影响,影响酶促反应速率的因素：,1、温度,3、酶的浓度：反应速率随 酶浓度的升高而加快。,4、底物浓度：在一定浓度 范围内，反应速率随底 物浓度的升高而加快， 但达到一定浓度，反应 速率不再变化,酶量一定,2、pH,在最适宜温度下，酶的活性最高，温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。,二、酶的特性,酶通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的一类特殊蛋白质，又称为生物催化剂。,酶,H2O2,H2O + O2,新鲜酵母菌液含有过氧化氢酶。,实验1,1号试管,2号试管,酶的催化性,FeCl3,生物催化剂,无机催化剂,H2O2,H2O + O2,过氧化氢酶,实验一： 酶具有催化作用,实验二：酶具有高效的催化作用,H2O2,H2O + O2,过氧化氢酶,H2O2,H2O + O2,H2O2,H2O + O2,过氧化氢酶,FeCl3,影响酶活性的因素：如PH值,小试牛刀,1、关于酶的特性，下列表述中错误的是 A、酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物 B、化学反应前后，酶的化学性质和数量不变 C、酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响 D、一旦离开活细胞，酶就失去催化能力,D,2、用纯唾液和用稀释10倍的唾液做唾液