5.1 降低化学反应活化能的酶 课件（linlin）.ppt

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,人教版必修1,鸟类的胃只能进行物理性消化,实验的产生,斯帕兰札尼实验,鸟类的胃是否只有物理性消化,提取出胃内的化学物质单独与肉块接触,胃内的化学物质,学习目标,1.说明酶在细胞代谢中的作用、本质2.阐述细胞代谢的概念3.通过有关实验探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和进行重复实验,细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。,一、酶的作用和本质,细胞代谢,叶绿体,线粒体,核糖体,2H2O+O2,过氧化氢酶,2H2O2,1、酶在细胞代谢中的作用,2H2O22H2O+O2,高温/Fe3/过氧化氢酶,实验目的：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。,实验原理：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,3,4,加热900,H2O2ml,反应条件,气泡产生量,卫生香检测,2222,加热9002滴FeCl32滴研磨液,分组,很少,少,多,很多,变亮,复燃,实验记录表格,3.5%1滴FeCl320%1滴肝脏研磨液,a个H2O2酶分子,25万a个FeCl3分子,1、与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明了什么？,讨论：,2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。,FeCl3中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,不能,3、3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？,2、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？,4、3号与4号相比，哪支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的顺利进行至关重要？,讨论：,4号试管。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。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。,H2O2分解速率,单位时间内气泡多少,加热、FeCl3、H2O2酶(不同条件),观测指标：,因变量：,自变量：,O,O,O,O,O,O,O,O,O,相同的足够长的时间,H2O2分解速率,单位时间内气泡多少,加热、FeCl3、H2O2酶(不同条件),观测指标：,因变量：,自变量：,无关变量：,H2O2的量,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,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,H2O2浓度,剂量,剂量,气泡产生,卫生香燃烧,对照组,实验组,实验,自变量,无关变量,因变量,露一小手,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。,酶在细胞代谢中的作用,催化剂催化作用的本质是什么？,降低化学反应活化能,a,b,c,正常条件下分子活化能是,酶促反应所需活化能是,酶降低的活化能是。,C,b,a,小结：,（2）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。,（3）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。,1、酶在细胞代谢中的作用,（1）实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解,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。,？酶的本质,阅读P81页,关于酶本质的探索,3、从毕希纳的实验可以得出什么结论？,1、巴斯德的观点哪些是正确的,哪些是错误的?李毕希的观点呢?,5、请给酶下一个较完整的定义。,4、萨姆纳用了9年才证明脲酶是蛋白质，并获诺贝尔化学奖，你认为他成功的主要原因是什么？,2、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？,讨论,阅读P81页,关于酶本质的探索,1、巴斯德的观点哪些是正确的,哪些是错误的?李毕希的观点呢?,讨论,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。,阅读P81页,关于酶本质的探索,2、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？,讨论,巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；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。,阅读P81页,关于酶本质的探索,3、从毕希纳的实验可以得出什么结论？,5、请给酶下一个较完整的定义。,4、萨姆纳用了9年才证明脲酶是蛋白质，并获诺贝尔化学奖，你认为他成功的主要原因是什么？,讨论,毕希纳的实验说明，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。,萨姆纳历时9年用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。,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,切赫、奥特曼,少数RNA也具有生物催化功能,总结酶的定义,酶是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RNA也具有催化功能。,2、酶的本质,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,4号试管的反应速率比3号试管快得多，说明什么？,在研究酶性质的过程中,科学家通过整理大量的实验数据,发现酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。由上述资料可看出酶具有什么特性？,1、高效性,二、酶的特性,资料1,保证了细胞内化学反应的顺利进行能量供应的稳定,酶具有高效性的意义：,酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。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。,2、专一性：,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。,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。,许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应。酶起催化作用需要怎样的条件呢？哪些因素会影响酶的活性？,请你来探究,影响酶的活性的条件？,酶活性：酶对化学反应的催化效率。,请阅读P83页内容，提出问题，进行探究。,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,思考：,课本建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，为什么？,因为温度对淀粉酶活性的影响较大，pH对过氧化氢酶的影响较大。这样做实验的现象才明显。,实验一探究温度对淀粉酶活性的影响探究原理淀粉遇碘变蓝色，淀粉酶在适宜的条件下可以使淀粉水解成麦芽糖，麦芽糖遇碘不变蓝。目的要求探究不同温度对淀粉酶活性的影响材料用具质量分数为2的新配制的淀粉酶溶液、质量分数为3的可溶性淀粉溶液(适宜温度60度左右)、热水、蒸馏水、碘液、试管、量筒、滴管、试管夹、酒精灯、三脚架、石棉网、温度计、火柴。,探究温度对淀粉酶活性的影响,2号试管,3号试管,1号试管,试管各加入2mL淀粉溶液,加热至60，保温约5min,保持0冰水中保温约5min,加热至100，保温约5min,各加入两滴碘液,振荡,加入淀粉酶2滴，振荡，反应约5min,不变蓝,变蓝,变蓝,温度对酶的催化效率有影响,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。,一般地，动物体内的酶最适温度在3540之间；植物体内的酶最适温度在4050之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。,温度对酶活性的影响,探究pH对过氧化氢酶活性的影响,探究原理新鲜的肝脏中含有较多的过氧过氢酶，在适宜的温度和pH下，过氧化氢酶催化过氧化氢分解产生氧气。目的要求探究不同pH对过氧化氢酶活性的影响材料用具新鲜的质量分数为2的肝脏研磨液、体积分数为3的过氧化氢溶液、质量分数为5的盐酸，质量分数为5的aOH溶液、试管、量筒、大烧杯、滴管、试管夹、酒精灯、三脚架、石棉网、温度计、火柴、卫生香。,探究pH对过氧化氢酶活性的影响,2号试管,1号试管,3号试管,试管各加入2mL过氧化氢溶液,蒸馏水2mL,体积分数为5%的盐酸2mL,质量分数为5%的NaOH2mL,各加入过氧化氢酶2滴，振荡，放入37左右温水维持2min，23min后将点燃的卫生香分别放入试管中,无明显变化,无明显变化,复燃,只有在适合的pH下酶的催化效率最好,一般地，动物体内的酶最适pH在6.58.0之间；植物体内的酶最适pH在4.56.5之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。,pH对酶活性的影响,酶促反应速率最快时的环境pH称为该酶促反应的最适pH。,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。,酶的应用,酶的特性：1、具有高效性2、具有专一性3、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,低,活性,最适温度,空间结构,影响酶促反应速率的因素：,1、温度,最高,空间结构,活性,影响酶促反应速率的因素：,2、pH,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,影响酶促反应速率的因素：,3、酶的浓度：,4、底物浓度：,反应物充足，反应速率随酶浓度的升高而_。,在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而_，但达到一定浓度，反应速率_。,加快,加快,不再变化,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，酶就失去催化能力,C,D,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？,BD,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，但易受温度和酸碱度影响D、一旦离开活细胞，酶就失去催化能力,6、用纯唾液和用稀释10倍的唾液做唾液淀粉酶的催化实验，其效果完全相同，这说明酶具有,A、专一性B、多样性C、高效性D、多变性,7、能水解脂肪酶的酶是A、淀粉酶B、蛋白酶C、脂肪酶D、麦芽糖酶,C,B,8、将唾液淀粉酶先放入沸水中2分钟，再放在37的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是A、不断降低B、先升后降C、先降后升D、没有变化,D,探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在-淀粉酶的催化作用下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖、果糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。,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？,试管下半部浸入60左右的热水中,分别加入淀粉酶2滴，振荡，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,蓝色,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,思考：,2.在测定淀粉酶的专一性时，为什么要用到蔗糖溶液？,设置对照实验。,1、取3支洁净的试管，编上1、2、3号，并且分别注入1ml新鲜的淀粉酶溶液；2、将3支试管分别放入60左右的热水、沸水和冰水中，维持各自的温度8分钟；3、取另外三只试管并编号1、2、3号，向3支试管中各注入2ml可溶性淀粉溶液，分别在60左右的热水、沸水和冰水中维持各自的温度5分