人教版必修1 降低化学反应活化能的酶 课件(39张).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 学习目标 一 细胞代谢的概念二 过氧化氢在不同条件下的分解实验三 酶催化作用的原理四 酶及其本质的发现过程五 酶的特性 溶菌酶含片 我饿 我要吃 吃 吃 问题探讨 这个实验要解决什么问题 是什么物质使肉块消失了 怎样才能证明你的推测 斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用 定义 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应 一 细胞代谢 意义 是细胞生命活动的基础 一般化学反应的条件 1 高温 2 高压 3 强酸 4 强碱 5 催化剂 细胞内外的环境是很温和的 1 常温 2 常压 3 水溶液环境 4 ph接近中性 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 1 实验 比较过氧化氢在不同条件下的分解 二 酶在细胞代谢中的作用 过氧化氢 h2o2 细胞在代谢过程中会产生过氧化氢 它对细胞有一定的毒害作用 在某些特定的条件下 过氧化氢极易发生分解 2h2o22h2o o2 高温 fe3 过氧化氢酶 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢 了解酶的作用和意义 过氧化氢在高温或铁离子或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气 实验 实验目的 实验原理 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 少量 大量 迅速复燃 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 反应条件 h2o2浓度 剂量 剂量 气泡产生 卫生香燃烧 不明显 较多 复燃不明显 2滴 加热能促进过氧化氢的分解 提高反应速率 fe3 和猪肝研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率 细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应 这些化学反应需要在常温 常压下高效率地进行 只有酶能够满足这样的要求 所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要 实验组 对照组 设计实验原则 对照原则 控制单一变量原则 1 做这个实验时 为什么要选用新鲜的肝脏 2 为什么要将肝脏制成研磨液 3 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 肝脏如果不新鲜 肝脏细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解 加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积 从而加速过氧化氢的分解 不能 否则滴入的氯化铁溶液中因含有少量的肝脏研磨液而影响实验结果的准确性 实验讨论 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107 1013倍 因此 酶具有高效性 思考 为何酶的催化效率会比无机催化剂更高呢 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量称为活化能 酶为什么能催化生物化学反应 能量 为什么酶能使过氧化氢分解加快呢 活化能越大 反应就越不容易进行 酶的作用及原理 正是由于酶的催化作用 细胞代谢才能在温和条件下快速进行 从动画中我们可以看出 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 同无机催化剂相比 酶能更显著地降低化学反应的活化能 因而催化效率更高 三 酶的本质 毕希纳 萨姆纳 切赫和奥特曼 巴斯德之前 发酵是纯化学反应 与生命活动无关 巴斯德 李比希 发酵与活细胞有关 是整个细胞而不是细胞中的物质在起作用 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起作用 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞裂解后继续起催化作用 就像在活酵母细胞中一样 提取脲酶并确定其为蛋白质 少数rna也是酶 来源 功能 化学成分 酶的本质 酶的特性 酶的催化效率是无机催化剂的107 1013倍 酶的特性之一 高效性 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 现在给你淀粉酶溶液 要观察淀粉酶能催化哪种糖水解 应该如何设计这个实验 你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢 麦芽糖 葡萄糖 果糖为还原性糖 酶的特性之二 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 加入2ml蔗糖溶液 加入斐林试剂 振荡 约60 水浴2min 加入2ml淀粉溶液 无变化 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 酶的专一性是普遍存在的准确地说 酶的专一性是指一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应 一 科学探究的程序 设计实验 提出问题 作出假设 进行实验 分析结果得出结论 其中实验是实施探究的重要方式 表达交流 二 实验步骤的设计 配置无关变量 科学性原则 一 实验设计遵循原则 二 实验步骤设计的内容 简便可行性原则 设计对照原则 单一变量原则 可重复性原则 设定自变量 设置好实验组和对照组 检测因变量 观察记录实验结果 分组编号 配置无关变量 设定自变量 设置好实验组和对照组 检测因变量 观察记录实验结果 1 探究温度对淀粉酶活性的影响 1号试管 2号试管 3号试管 分别加入以恒温至60 0 100 的淀粉酶2滴 振荡 试管各加入2ml淀粉溶液 分别水浴加热至60 0 100 蓝色 保持0 冰水中反应约5min 加热至100 反应约5min 加热至60 反应约5min 各加入两滴碘液 振荡 无明显现象 只有在一定温度下酶的催化效率最好 蓝色 酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的最适温度 温度对酶活性的影响 低 空间结构 活性 坐标图 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 ph 7 ph 12 ph 2 各加入几滴过氧化氢酶溶液 2 3min后将点燃的卫生香分别放入试管中 在最适合的ph下酶的催化效率最好 复燃 无明显变化 2 探究ph对过氧化氢酶活性的影响 ph对酶活性的影响 在过酸过碱的条件下 都会使酶的 遭到破坏而失去 最高 空间结构 活性 酶促反应速率最快时的环境ph称为该酶促反应的最适ph 坐标图 最适ph 8 ph对酶活性的影响 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 酶促反应一般是在常温 常压 适宜的ph等温和条件下进行 酶的特性之三 作用条件温和 除温度 ph外 酶促反应还与 有关 酶的浓度 底物浓度 产物浓度 坐标图 影响酶促反应速率的其它因素 酶的浓度 反应速率随酶浓度的升高而加快 底物浓度 在一定浓度范围内 反应速率随浓度的升高而加快 但达到一定浓度 反应速率不再变化 酶量一定 影响酶促反应的因素常有 温度ph值酶的浓度底物浓度抑制剂激活剂 课堂练习 1 人在发高烧时 常常食欲大减 最根本的原因是a 所吃食物不能消化 b 胃没有排空c 体温超过合适温度 消化酶的活性下降d 吃药使人没有了胃口2 胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用 主要原因是 a ph不适合b 胃中已经起了消化作用 不能再起作用了c 被小肠中的物质包裹起来 所以起不到催化作用d 小肠中没有蛋白质可被消化 c a 3 能够使唾液淀粉酶水解的是 a 淀粉酶b 脂肪酶c 蛋白酶d 肽酶4 关于酶的特性 下列表述中错误的一项是 a 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物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