第节降低化学反应活化能的酶.ppt

本节聚集：1.细胞代谢为什么离不开酶？2.酶是什么？3.科学家是怎样研究酶的本质的？,第1节降低化学反应活化能的酶,问题探讨,讨论：1.1783年斯巴兰札尼的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？,一些化学反应的条件,MnO2,浓H2SO4,乙醇,醋酸,乙酸乙酯,一般化学反应的条件：,Fe,在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫做。,催化剂,（1）高温（2）高压（3）强酸（4）强碱（5）催化剂,催化剂只是改变反应速率,并不改变化学平衡,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,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,很温和,细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应。,一、酶的作用和本质：1.酶在细胞代谢中的作用：,用简单的实验证明酶的催化效率：,1.常温2.加热3.FeCl34.加肝液,根据实验，尝试画出记录表格，并说出自变量、因变量和无关变量，标出实验组和对照组,5分钟,比较过氧化氢酶在不同条件下的分解,几乎无,少量,较大量,大量,火星变亮,复燃,对照组,实验组,自变量,因变量,讨论:,提示1.2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。,提示2.不能。,提示3.说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。,提示4.4号试管的反应速率比3号试管快得多。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成百上千的化学反应,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。,在本实验中应该注意哪些事项？,1.实验时肝脏必须要新鲜;2.要使用肝脏的研磨液;3.滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合用一支滴管;4.要注意观察实验的现象;5.不要让过氧化氢接触皮肤。,控制变量与对照实验1、自变量：实验中人为改变的变量。2、因变量：随自变量而变化的变量。3、无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在的一些可变因素，对实验结果造成影响。,4、对照实验：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。5、对照实验一般要设置对照组与实验组。,思考：,1molH2O2由常态变为活跃的状态时需要吸收75KJ的热量，这75KJ就是每molH2O2的活化能。但加入过氧化氢酶时，H2O2只要吸收29KJ的热量就可以转变为活跃的状态。少了的46KJ的热量是不是由过氧化氢酶提供的呢？如果不是由过氧化氢提供的，那么如何解释为何少了46KJ的热量呢？,分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。,活化能:（板书）,加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道,催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越性酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。（板书）,2、酶的本质,资料分析,巴斯德和李比希观点的比较,18221895（法国）微生物学家通过显微镜观察发现发酵的过程中有酵母菌结论：没有活细胞糖类不可能变成酒精,18031873（德国）化学家通过对化学变化的研究认为糖类变成酒精就是一个化学反应结论:在这个变化过程中，只有细胞死之后放出了某些物质起了作用,结论：1.巴斯德是微生物学家，他主要强调生物体或细胞的整体作用。2.李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。3.,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。,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。,酵母细胞研磨,加水搅拌,加压过滤,不含酵母细胞的提取液,加入葡萄糖,过程：,现象：冒出气泡,请分析一下毕希纳的研究过程，从毕希纳的实验可以得出什么结论？,资料分析,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。,资料分析,酶是一类生物催化剂,活细胞产生的,具有生物催化作用的,是,有机物。,大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。,2、酶的本质（板书）,酶的特性,二、酶的特性,高效性：催化效率很高，大大提高反应速率专一性：任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物反应条件较温和：（细胞都生活在一定的环境中，环境条件的改变会不会影响细胞内酶的活性？）,相同点：改变化学反应速率，本身不被消耗。加快化学反应速率，缩短达到化学反应平衡的时间，但不改变平衡点。降低活化能，使速率加快。,酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做底物经反应产生的物质叫做产物。,下列列出的材料供选用进行“验证酶的高效性及专一性”和“探究影响酶活性的条件”的实验,淀粉溶液、H2O2、蔗糖溶液新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液、淀粉酶溶液、蔗糖酶、质量分数为%的NaOH/HCl、FeCl3溶液碘液、斐林试剂等检测试剂其它你需要的器材和条件,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,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,白色,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。酶的催化作用具有专一性,探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,酶的专一性：,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。,酶具有专一性,（例如，二肽酶可以水解由任意两种氨基酸组成的二肽。）,1号试管,2号试管,3号试管,加入已放入相应温度保温的淀粉酶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40，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,探究温度对淀粉酶活性的影响,pH值：在极端的酸性或碱性条件下会变性而完全失去活性，大多数酶的最适PH值为4.5-8.0范围内。（1）动物体内的酶最适宜pH大多在6.58之间。唾液pH为6.27.4，胃液的pH为0.91.5，小肠液的pH为7.6。（2）植物体内的酶最适pH大多在4.56.5之间。,1号试管,2号试管,3号试管,加入2ml水,试管各加入1mL新鲜肝脏研磨液,产生大量气泡,加入2ml淀粉溶液,观察3支试管中气泡生成情况,只有在适合的pH下酶的催化效率最好,无明显变化,无明显变化,探究pH对H2O2酶活性的影响,加入2mlHCl,加入2mlNaOH,温度过高和过低对酶活性的影响其本质相同吗？,温度：一般而言，温度越高化学反应越快，但酶是蛋白质，若温度过高会发生变性而失去活性，因而酶促反应一般是随着温度升高反应加快，直至某一温度活性达到最大，超过这一最适温度，由于酶的变性，反应速度会迅速降低。大多数酶，在30-40范围内显示最高活性。低温不会使酶失去活性，低温时酶活性降低，但若再给予适宜的温度，酶活性又增强。高温可导致酶失去活性，绝大多数酶在70以上，其空间结构即被破坏。热对酶活性的影响对食品很重要，如，绿茶是通过把新鲜茶叶热蒸处理而得，经过热处理，使酚酶、脂氧化酶、抗坏血酸氧化酶等失活，以阻止儿茶酚的氧化来保持绿色。红茶的情况正相反，是利用这些酶进行发酵来制备的。,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,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,4.20世纪30年代以来。科学家相继提取出多种酶的蛋白质结晶，这一事实说明酶的本质是什么？,答：这些事实说明酶具有生物催化作用的蛋白质。,答：实验的巧妙之处就是用金属笼的作用排除了物理性消化;从实验中可知：胃液具有化学性消化的作用,31783年，意大利科学家斯巴兰让尼设计的实验，其巧妙之处在哪里？从这个实验中你能得出什么结论？,答：酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物,答：从发现酶到认识酶的本质，都离不开科学实验,可见实验对科学的重要性。科学实验可导致科学的发展，生产实践同样可导致科学的发展。因此，我们不仅要重视实验，也要重视生产实践。,5.20世纪80年代，科学家又发现少数RNA也具有生物催化作用，这一发现使酶的概念又扩展成什么？,6酶从具有催化作用的蛋白质，发展到有催化作用的有机物，导致酶概念发展的因素是什么？,7、下图示酶促反应，甲、乙、丙、丁中属于酶的是（）,A、甲B、乙C、丙D、丁,A,8、某种酶在水解过程中，首先能得到多肽，最后得到氨基酸，这说明该酶（）A、是活细胞产生的B、是生物催化剂C、是蛋白质D、基本组成单位是多肽,C,9、当某种RNA存在时，生物体内的某种化学反应能正常进行，当这种RNA被有关的酶水解后，此种化学反应立刻停止。由此可以说