第一节降低化学反应活化能的酶

第五章细胞的能量供应和利用,第一节降低化学反应活化能的酶,学习目标,1、酶的作用（重点）和本质。2、酶能降低化学反应的活化能(难点)控制变量的方法(难点),一、酶的作用和本质,（一）酶的发现,资料分析长期以来，人们一直认为动物消化食物吸收营养就像磨豆腐那样把食物磨碎后将营养过滤到体内，而不能滤过的残渣则形成粪便排出去（物理性消化），而不认为在消化的过程中发生了化学反应（化学性消化）。,请你根据科学探究实验的步骤，设计实验证明食物消化除了物理性消化，还有化学性消化！,预期结果及结论：A、不能被磨碎的食物不被消化，食物的消化只是物理消化。B、不能被磨碎的食物也会被消化，食物的消化还有化学消化：,广东省四会市四会中学方仲扬,探究胃的消化作用,提出问题,作出假设,设计实验（要点是什么？）,（胃只有物理性消化，无化学性消化吗？）,（胃并非只有物理性消化，还有化学性消化。）,让动物吃入的食物不能胃直接接触，不能磨碎，观察食物是否被消化）,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，而没有化学性消化,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,该实验说明胃具有化学性消化的作用。注意：并未证明胃含有胃蛋白酶。,（二）酶在细胞代谢中的作用,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：,2.主要场所：,细胞质基质,细胞代谢,是细胞生命活动的基础,（二）酶在细胞代谢中的作用,实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解,实验原理：,2H2O22H2O+O2,实验条件,条件1：常温下分解。条件2：加热分解。条件3：加入FeCl3后分解。条件4：加入（H2O2酶）后分解。,实验操作、现象和结论,步骤及记录,2ml,2ml,2ml,2ml,2滴Fecl3,2滴肝脏研磨液,90水浴加热,实验分成了、2、3、4号四支试管，哪些是四支试管共同的条件？两两比较不同的条件有哪些？,共同点：,都在试管中加入2mL过氧化氢溶液,不同点：,温度不同,1和3：,3号多了2滴的氯化铁溶液,1和4：,4号多了2滴肝脏研磨液,3和4：,加入的催化剂不同,1和2：,进行该实验的其他因素相同，而只有其中一个因素不同，观察其对实验结果的影响，如果结果不同，那么影响该结果的就是这一不同因素。除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。,自变量：实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量叫做自变量。,因变量：随自变量的变化而变化的变量叫做因变量。,无关变量：除自变量外，对实验结果造成影响的可变因素。,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,对照组,实验组,3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？,4号试管中的反应速率快，可以说明，与无机催化剂Fe3+相比，过氧化氢酶的催化效率要高出很多,5.实验结论：,（1）酶同无机催化剂一样，具有加快化学反应速率的作用，因此酶具有催化性（2）酶同无机催化剂相比，催化效率更高,比较号与号试管的现象,号试管,90OC水浴,号试管,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。,实验现象原因分析,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,同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。,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,（三）、酶的本质,结论：,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,除了具有催化活性的RNA外，几乎都是蛋白质,1下列关于过氧化氢的叙述中，正确的是()。A在没有催化剂时过氧化氢不会分解成水和氧气B过氧化氢和水一样无色无味，对细胞无害CFe3+和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解D从最终结果看，在有催化剂存在时，过氧化氢分解反应会进行得更彻底,课堂练习：,C,2关于活化能，下列说法不正确的是()。A是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量B加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能C无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更多而加快反应速率D酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易进行,C,如何设计实验证明某种酶是蛋白质还是RNA?提示：(1)证明某种酶的化学本质是蛋白质,对照组：已知蛋白质溶液双缩脲试剂出现紫色反应。实验组：待测酶溶液双缩脲试剂检测是否出现紫色反应；,(2)证明某种酶的化学本质是RNA实验组：待测酶溶液吡罗红染液检测是否出现红色；对照组：已知RNA溶液吡罗红溶液出现红色。,为什么必须用新鲜肝脏？用煮熟的肝脏行不行？3号试管起什么作用？,气泡很多,气泡较多,气泡极少,气泡少,广东省四会市四会中学方仲扬,二、酶的特性,1、3对照说明：1、2对照说明：酶只缩短反应的时间（提高反应的速率），不改变生成物的量（化学反应的平衡点）。,酶具有催化作用,酶具有高效性,m,加酶,加无机催化剂,无催化剂,生成物的量,时间,0,3,2,1,反应物量,时间,0,3,2,1,有,无,无,有,（二）酶的催化具有专一性,广东省四会市四会中学方仲扬,（三）酶的作用条件较温和,设计实验探究影响酶活性的条件,1、温度的影响,2、PH值的影响,酶的催化需要适宜的温度,酶的催化需要适宜的PH值,小结：1、酶的特性：酶具有_性。酶具有_性。酶的作用条件_。2、影响酶催化的变化因素：受到_、_等的影响。3、影响因素的变化与酶的催化效率：在最适温度或最适pH之前，随温度或pH的逐步增加，酶的催化效率也_，在最适温度或最适pH之后，随温度或pH的不断增加，酶的催化效率_，4、酶的失活：过_、过_或温度_，会使酶的_遭到破坏，使酶_。5、酶的活性恢复：0左右时，酶的_很低，但酶的空间结构_，在适宜的温度下酶的活性可以_。,高效,专一,比较温和,温度,PH值,逐渐升高,不断降低,酸碱,过高,空间结构,失去活性,活性,没遭破坏,恢复,相关图形补充,酶的浓度(a),酶的浓度(2a),酶量一定,(a),(2a),习题巩固P86,下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。,A,B,C,反应速率,反应物浓度,（1）请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。,A点：随着反应底物浓度的增加，反应速率加快。,B点：反应速率在此时达到最高。,C点：反应速率不再随着反应底物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平。,习题巩固,1、下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。,A,B,C,反应速率,反应物浓度,（2）如果在A点时温度升高10，曲线会发生什么变化？为什么？请画出变化后的曲线。,如果在A点时温度升高10，曲线上升的幅度变小。因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。,习题巩固,1、下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。,A,B,C,反应速率,反应物浓度,（3）如果在B点时往反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化？为什么？请画出相应的曲线。,该曲线表明，B点的反应底物的浓度足够大，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。,探究一、探究温度对酶活性的影响,1、对P84左侧问题2你会做出怎样的假设？_2、如何验证你的假设？（设计实验）实验的自变量？_无关变量？_3、实验材料用具：（P84）4、你选择的酶是，反应物是。,温度影响酶的活性，温度过高、过低，酶的活性都会降低,温度,反应物的浓度，滴加的量；滴加酶的量；PH值-,淀粉酶,淀粉,为什么不用过氧化氢和过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响？,过氧化氢遇高温会自行分解！,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,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,只有在适宜温度下酶的催化效率最好,蓝色,探究温度对淀粉酶活性的影响,本实验设计合理吗？,试管各加入2mL淀粉溶液,取3支试管，分别加入等量淀粉酶溶液,取1号试管和一支加有酶溶液的试管，共同加热至60，保持约5min,取2号试管和一支加有酶溶液的试管，共同在0冰水保持约5min,取3号试管和一支加有酶溶液的试管，共同加热至100，保持约5min,给、号试管分别加入对应的淀粉酶溶液2滴，振荡保温5min,支试管各加入两滴碘液，震荡观察。,无明显变化,蓝色,蓝色,只有在适合的温度下酶的催化效率最高,交流与表达：,实验过程中先加酶再调控温度同样能说明温度对酶活性的影响，你赞同吗？改用斐林试剂检测有不妥之处吗？为什么？,不，因为酶的催化效率高，加酶后再做变量（温度）的调控，底物已经被催化分解一部分了。,不行，因为斐林试剂检测过程中要加热，而本实验中的自变量是温度。,0,温度(),酶的催化效率,最适温度,广东省四会市四会中学方仲扬,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。,高温会使酶的空间结构遭到破坏而失去活性。,练习,1、将淀粉与淀粉酶混合后放入80热水中溶解，再将温度缓慢降到0。酶的催化能力变化是：,广东省四会市四会中学方仲扬,返回,探究二、探究PH值对酶活性的影响,1、自变量是_2、因变量是_，3、实验材料用具：（P84）4、你选择的酶是，反应物是。,PH值,酶促反应速率,过氧化氢酶,过氧化氢,为什么不使用淀粉和淀粉酶来探究PH对酶活性的影响？,淀粉在强碱条件下会自行分解！,探究pH对过氧化氢酶活性的影响,加入过氧化氢酶2滴,加2滴盐酸,加2滴蒸馏水,加2滴NaOH,试管各加入2mLH2O2溶液,23min后将点燃的卫生香分别放入