降低化学反应活化能的酶

第5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,1.细胞代谢,1.概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学 反应，统称为细胞代谢。,3.意义：是细胞生命活动的基础,2.主要场所：,细胞质基质,(一)酶在细胞代谢中的作用：,想一想：一些体外的化学反应的条件,点燃,氮气 + 氢气 氨气,高温高压,细胞内外的环境： 1.常温2.常压3.水溶液环境4.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,温和,酶在细胞代谢中的作用：,2.比较过氧化氢在不同条件下的分解,探究实验,阅读P78-79 实验,明确实验原理和实验步骤,完成P79实验讨论的四个问题,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,常温/高温 /Fe3 /过氧化氢酶,一、实验原理,用什么标准衡量不同条件下过氧化氢的分解速率？,1.观察产生的气泡产生的多少,2.观察火星是否复燃及火苗大小,比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,实验,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,1、什么是变量、自变量、因变量、 无关变量？ 上述试验的自变量、因变量各是什么？ 2、什么是对照试验？一般要设置 组 和 组。3、如何区别实验组和对照组？指出上述试验的 实验组和对照组。本实验可以形成哪几组对 照实验？,阅读“控制变量”思考以下问题：,比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,实验,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,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。,指与自变量同时可能会影响因变量的变化、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？ 4号试管，过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高的多,本实验的结论：,与1号管相比，H2O2在加热、加FeCl3、加新鲜肝脏液的条件下分解速率加快且依次增强。4与1比较，过氧化氢酶有催化作用；4与3比较，过氧化氢酶的催化效率更高。,3.酶在细胞代谢中的作用,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。,（2）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,（1）活化能,反应物,产物,活化能,反应进程,能量,.,.,（3）意义：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。,如图abc中，代表正常条件下分子活化能的是 ，代表酶促反应所需活化能的是 ；代表酶所降低的活化能的是 。,C,b,a,填一填,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？,问题探讨,糖 酒精+CO2,？,阅读教材81-82思考：关于酶本质的探索,总结各位科学家的观点,下表,糖 酒精+CO2,？,1.关于酶本质的探索,巴斯德,是活酵母细胞的作用,李比希,是某些物质在细胞死亡裂解后的作用,（微生物学家）,（化学家）,糖 酒精+CO2,？,1.关于酶本质的探索,巴斯德（微生物学家）,是活酵母细胞的作用,李比希（化学家）,是某些物质在细胞死亡裂解后的作用,毕希纳,（化学家）,要继续研究出酵母提取液中酶的化学本质？下一步应该怎么办？,萨姆纳,脲酶是蛋白质,少数RNA也具有生物催化作用 （核酶）,能结合酶的作用和化学本质给酶下个定义吗？,2.总结酶的本质,酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA,氨基酸 核糖核苷酸,核糖体 细胞核,来源,本质,功能,是不是所有的活细胞都能产生酶呢？酶只在细胞中起作用么，细胞外呢？,有没有具有催化作用的DNA？,第1节 降低化学反应活化能的酶,酶的特性,说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。,比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率,为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多？,二、酶的特性,（一）酶具有高效性,1.事实上，酶的催化效率一般是无机 催化剂的 倍。,107 1013,2.酶具有高效性的意义： （1）保证了细胞代谢的顺利进行 ； （2）保证了细胞内能量供应的稳定 。,上述实验说明了：,蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。脲酶只能催化尿素分解，对其他化学反应不起作用。,资料2,由上述资料可看出酶具有什么特性？,每一种酶只能催化 化学反应。,细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 是分不开的。,（二）酶具有专一性,一种或一类,4000,专一性,目前发现的酶有 多种,它们分别催化不同的化学反应。,锁和钥匙学说,诱导契合学说,最适温度,在最适温度下，酶的活性最高，温度偏高或偏低，酶的活性都会明显降低过高的温度使酶的空间结构 遭到破坏而失去 活性,动物体内最适温度3540度植物体内酶的最适温度4050度,过氧化氢酶,最高,在最适PH下，酶的活性最高，PH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低PH过酸或过碱使酶的空间结构 遭到破坏而失去 活性,动物体内酶的最适PH为6.58.0例外：胃蛋白酶的最适PH为1.5植物体内酶的最适PH 为4.56.5,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。酶适于在04保存。,思考,由此可看出酶的作用条件有什么特点？,作用条件温和,总结：酶的概念：活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物.酶的特性：,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,酶的高效性,酶的催化作用需要适宜的条件：条件较温和,1）需要适宜pH值,2）需要适宜的温度,过酸、过碱都会使酶失活,低温使酶抑活，高温使酶失活,降低化学反应的活化能,影响酶促反应速率的因素：,1、温度,2、pH,实验设计,1、在不同的温度下，同一种酶的活性是否会受到影响？2、在不同的pH下，同一种酶其活性是否会改变？请设计相关的实验，验证你们的假设实验材料：3%可溶性淀粉溶液，2%淀粉酶溶液,科学探究步骤,提出问题,作出假设,设计实验,进行实验,分析结果,表达与交流,（温度/pH 会影响酶的活性吗？）,（温度/pH 会影响酶的活性）,（设计方案、预期结果）,（按预定方案进行实验）,（分析实验结果，得出结论：）,（总结，写实验报告并适当交流）,影响酶活性的条件,温度对酶活性的影响,冰水中,40水浴,沸水浴,放置2min,1ml,1ml,1ml,1滴,1滴,1滴,摇匀混合，放置反应5min,变蓝,变蓝,不变蓝,淀粉酶在40 中活性最强,pH对酶活性的影响,蒸馏水1mL,NaOH 1mL,HCL 1mL,2ml,2ml,2ml,2mL,摇匀混合，放置在60水浴中反应5min,砖红色沉淀,无砖红色沉淀,无砖红色沉淀,淀粉酶在中性条件中活性最强,2mL,2mL,摇匀混合，沸水浴1min,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,1、加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：（1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的 奶渍和血渍？（2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？（3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些 衣料？（ ） A.化纤 B.纯毛 C.纯棉 D.真丝（4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中 还可以加入什么酶？,B D,脂肪酶,课堂巩固,3.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.高温使酶的活性减弱,2.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,4、胃蛋白酶进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是 A. pH不合适 B.在胃里发挥了作用，不能再继续起作用了 C.被小肠内的物质包裹起来，不能起作用了 D.小肠内没有蛋白质可被消化,5、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