5.1.1降低化学反应活化能的酶(一)酶的作用和本质.ppt

第五章第一节 一 酶的作用和本质一中冯广雄 斯帕兰札尼的实验 讨论 1 这个实验要解决什么问题 2 是什么物质使肉块消失了 3 怎样才能证明你的推测 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 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了 酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物 一 酶的概念 注意 1 胃蛋白酶 唾液淀粉酶等绝大多数的酶是蛋白质 少数的酶是RNA 2 酶的化学本质 绝大多数的酶是蛋白质 3 反应前后酶本身并不发生变化 二 酶在细胞代谢中的作用 生物催化作用 是一种生物催化剂 活细胞中全部有序的化学变化的总称 细胞代谢 新陈代谢 是细胞生命活动的基础 这些化学反应发生的环境条件是什么 常温常态的状态下 有适合的生物催化剂 酶 所有的酶在一定的条件下 能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行 酶本身并不发生变化 那么 酶与无机催化剂相比 具有哪些不同的特点呢 三 酶的特性 1 高效性 作用机理 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 注意 酶的催化机理是降低化学反应的活化能 因而 催化效率高 酶和无机催化剂的作用就是降低化学反应所需的活化能 从而使活化分子数增多 反应速度加快 正是由于酶的催化作用 细胞代谢才能在温和的条件下快速进行 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 分析现象 细胞的生命活动会不断产生H2O2 这是一种能严重破坏细胞的物质 必须及时地将其分解以防止细胞被破坏 H2O2要在90 以上温度下才能缓慢分解 但在细胞内的分解却非常迅速 提出问题 细胞是生活在常温下的 细胞内远远没有90 为什么H2O2能够迅速分解 作出假设 细胞内存在使物质在常温下就能发生化学反应的物质 生物催化剂 从而令过氧化氢分解释放氧气 H2O2 酶 H2O O2 反应底物 反应产物 实验 比较过氧化氢在不同条件下的分解实验原理 新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶 Fe3 是一种无机催化剂 都可以催化过氧化氢分解成水和氧 方法步骤 过氧化氢溶液 肝脏研磨液滴入2滴 4号 3号 4号 3号 氯化铁溶液滴入2滴 比较过氧化氢在不同条件下的分解速率 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 8滴 大量 复燃 比较过氧化氢在不同条件下的分解速率 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 无关变量 对照组 实验组 P79讨论 1 2号试管放出气泡多 加热能促使H2O2的分解 提高反应速率 2 不能 3 Fe3 过氧化氢酶都能加快反应速率 4 4号 过氧化氢酶比Fe3 的催化效率高 细胞内每时每刻都进行大量的化学反应 这些反应需要在常温常压下高效进行 只有酶能够满足这些条件 结论 酶的催化效率比无机催化剂的要高 结论 酶具有高效性 通过比较过氧化氢酶和Fe3 的催化效率的实验说明 过氧化氢酶和Fe3 的催化效率不同 与无机催化剂Fe3 相比 过氧化氢酶的催化效率要高许多 酶的催化效率一般是无机催化剂的107 1013倍 讨论 实验中为什么要选用新鲜的肝脏 为什么要将肝脏制成研磨液 滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时 可否共用一个吸管 为什么 新鲜肝脏中有大量的过氧化氢酶 研磨液能充分与H2O2接触 不能 污染试管 干扰试验现象 对照试验的原则 单一变量原则 等量原则 实验原理 淀粉和蔗糖都是非还原糖 它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖 麦芽糖 葡萄糖 果糖 还原糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应 生成砖红色的氧化亚铜沉淀 2 专一性 有 无 无 有 酶的催化具有专一性 广东省四会市四会中学方仲扬 不变 蓝色 蓝色 酶的催化需要适宜的温度 广东省四会市四会中学方仲扬 3 酶的作用条件较温和 0 温度 酶的催化效率 酶的催化受温度影响 最适温度 广东省四会市四会中学方仲扬 不变 变蓝 变蓝 酶的催化需要适宜的PH值 广东省四会市四会中学方仲扬 0 PH值 酶的催化效率 最适PH值 酶的催化受PH值影响 广东省四会市四会中学方仲扬 0最适温度t OC V mmol s 1 06最适pH10pH V mmol s 1 酶需要适宜的条件 高温 低温以及过酸和过碱 都影响淀粉酶的活性 淀粉酶的催化作用需要适宜的温度和pH 如图所示 酶的活性受温度影响示意图 酶的活性受pH影响示意图 注意 在最适宜的温度和最适宜的pH下 酶的活性最高 温度和pH偏高或偏低 酶的活性都会明显降低 过酸 过碱和高温 都能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性 且不可逆 低温使酶的活性降低 恢复最适温度后 活性恢复 动物体内的酶最适温度在35 40 之间 植物体内的酶最适温度在40 50 之间 不同酶的最适温度和最适PH 2 酶的专一性 每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应 酶的催化效率是无机催化剂的107 1013倍 三 酶的特性 1 酶的高效性 4 酶的催化作用需要适宜的条件 1 需要适宜pH值 2 需要适宜的温度 酶活性 酶对化学反应的催化效率 影响酶活性的因素 温度 PH 3 酶的多样性 细胞中的酶多种多样 2 人在发高烧时 常常不思饮食 其根本原因时A 消化道内食物尚未消化B 发烧使胃肠蠕动减弱C 体内的食物残渣排出受阻D 高烧使酶的活性减弱 1 下列有关酶的叙述错误的是A 组成大多数酶的基本单位是氨基酸B 少数的酶是RNAC 每种酶都具有高效性 专一性D 酶都具有消化功能 练习 1 吃馒头 细嚼慢咽 感觉很甜 为什么 唾液淀粉酶将淀粉分解成麦芽糖 2 治疗糖尿病的胰岛素制剂为什么只能注射 不能口服 胰岛素会被蛋白酶分解成氨基酸而不起作用 3 进入冬眠的动物体 代谢很缓慢 根本原因是 低温降低了酶的活性 该模型中A代表酶 B代表反应底物 C D代表反应产物 从图可知 酶A与底物B专一性结合 催化化学反应底物发生 产生了产物C和D 这个模型揭示了酶的专一性 P86练习 1 A点 随着反应物浓度的增加 反应速率加快 B点 反应速率在此时达到最高 C点 反应速率不再随反应物浓度的增加而升高 维持在相对稳定的水平 A B C 反应速率 2 如果A点的温度升高10 曲线上升的幅度变小 因为图中曲线表示 在最适温度下 催化速率随反应物浓度的变化 温度高或低于最适温度 反应速率都会变慢 A B C B C C 3 该曲线表明 B点的反应物浓度足够大 是酶的数量限制了反应速率的提高 这时加入少量的酶 会使反应速率加快 A B C 提醒 反应速率在一定范围内随反应物浓度升高而加速 达到一定范围 受酶浓度的限制 反应速率不再发生变化 讨论 1 巴斯德他李比希的观点 各有什么积极意义 各有什么局限 2 他们之间的争论对于后人进一步研究酶的本质起到了什么作用 3 从毕希纳的实验可以得出什么结论 4 萨姆纳历时9年证明脲酶是蛋白质 并获诺贝尔奖 你认为他成功的原因是什么 5 请给酶下一个完整的定义 1 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 2 巴斯德是微生物学家 特别强调生物体或细胞的作