第三节酶 (2).pptx

5.1降低化学反应活化能的酶,简秀云,学习目标1.说明酶在细胞代谢中的作用、本质、特性2进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验,一、酶在细胞代谢中作用,细胞代谢：细胞中每时每刻都在进行着的许多_的统称，是细胞生命活动的基础,化学反应,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。,胃具有化学消化的作用,问题探讨,1773年，意大利科学家斯帕兰札尼用鹰作实验对象，让鹰吞下几个装有肉的小金属笼，管壁上的小孔能使胃内的化学物质作用到肉上。当鹰吐出这些管子的时候，管内的肉已被分解了，管中有了一种淡黄色的液体。,本实验能证明：,1、实验目的:2、实验原理：（1）H2O2:强氧化性，不稳定，易分解。动物新鲜肝脏中含有较多的_。每滴质量分数为3.5%的FeCl3中Fe3数大约是质量分数为20%肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的_倍。Fe3_催化剂过氧化氢酶_催化剂。,过氧化氢酶,25万,生物,无机,2H2O22H2O+O2,通过比较过氧化氢在不同条件下的分解快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义。,实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解,VS,过氧化氢与动物肝脏都必须新鲜。因为过氧化氢不是很稳定，存放太久，将自行分解。新鲜的肝脏中的酶才具有活性。,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,变亮,复燃,过氧化氢在不同条件下的分解速率不同，Fe3+和过氧化氢酶加快过氧化氢分解，但过氧化氢酶的效率要比Fe3+高.,反应条件,H2O2浓度,剂量,剂量,气泡产生,卫生香燃烧,3.实验方法步骤,4关于实验变量(1)变量：实验过程中可以变化的因素。(2)自变量：_的变量。(3)因变量：随着_的变化而变化的变量。(4)无关变量：除_外，其他对实验结果能造成影响的可变因素。5对照实验：除了一个因素以外，其余因素都_的实验。它一般要设置_和_。,人为改变,自变量,自变量,保持不变,对照组,实验组,实验设计的基本原则：对照原则；单一变量原则；平行重复原则；科学性原则,实验过程的变量及对照分析,6.实验结论,酶具有_作用。同无机催化剂一样都可_化学反应速率。酶具有_性。同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。,催化,加快,高效,思考：如何设计实验证明酶具有催化作用(1)实验设计思路实验组：底物+相应酶液对照组：底物+等量蒸馏水(2)实验结果分析：根据底物性质利用相应试剂检测，若底物被分解，则证明酶具有催化作用，否则不具有催化作用。(3)实验变量：自变量是相应酶液的有无，因变量是底物是否被分解。,思考：如何设计实验证明酶具有高效性,酶的作用原理,1、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。,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。,催化剂（无机催化剂、酶）没有供给能量，而是降低反应的活化能，加快反应速率，缩短完成时间，本身不被消耗，反应结果与没有催化剂一致。,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,反应物,产物,活化能,反应进程,能量,反应物,产物,活化能,反应进程,能量,.,无机催化剂,酶,2、原理：酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高,活化态,终态,初态,无催化,a,b,c,d,.,e,酶降低活化能,能量,反应过程,3、意义：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。,二、酶的本质(1)酶本质的探索历程(连线),知识梳理,酶,来源,功能,化学本质,活细胞,催化性,降低化学反应活化能,大部分是蛋白质，少部分是RNA,酶的本质：,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。,合成原料？,蛋白质,RNA,活细胞,催化,活化能,化学本质,酶的本质和作用,氨基酸,核糖核苷酸,核糖体,主要是细胞核,1验证酶的本质(1)验证酶是蛋白质实验组：待测酶溶液是否出现紫色反应；对照组：标准蛋白质溶液试剂紫色反应。变量分析：自变量为；因变量为。实验结果分析：,双缩脲试剂,双缩脲,待测酶溶液和标准蛋白质溶液,是否有紫色反应,实验组出现紫色，证明待测酶的化学本质是蛋白质,验证实验,(2)验证酶是RNA实验组：待测酶溶液试剂是否出现红色；对照组：标准RNA溶液试剂出现红色。变量分析：自变量为；因变量为。实验结果分析：,吡罗红,吡罗红,待测酶溶液和标准RNA溶液,是否出现红色,实验组出现红色，证明待测酶的化学本质是RNA。,关于酶的8个易错点,错因分析对酶的产生场所、作用场所、来源、作用及受外界条件影响相关知识模糊不清，混淆了酶和激素的作用。,比较酶与激素,机体活细胞,内分泌腺或具有内分泌功能的细胞，以及某些植物细胞,绝大多数是蛋白质，少数是RNA,有些是蛋白质，有些是固醇类物质，有些是多肽、氨基酸的衍生物等,催化作用,调节作用,细胞内或分泌到细胞外催化特定化学反应,随体液传送至相应组织器官，调节生理活动作用于靶细胞,含量少、作用大，都是高效能物质,(连线),三、酶的特性,酶的催化效率一般是无机催化剂的1071013倍,时间,平衡点,加入酶,加入无机催化剂,未加酶,1、酶只能缩短到达反应平衡所需的时间，但不改变反应的平衡点2、反应前后酶的结构、质量、性质不改变。载体在运输物质前后也不发生变化，二者都能反复使用。,意义：,使细胞代谢在温和条件下快速高效的进行,探究酶的高效性，不能用酶与蒸馏水作对照。,1.酶具有高效性,2.酶具有专一性,每一种酶只能催化一种或一类化学反应。,使细胞代谢能够有条不紊地进行,意义：,验证酶专一性的实验设计模型,酶的专一性的实验探究,淀粉酶,淀粉酶,蔗糖酶,淀粉酶,具有专一性的物质或结构酶载体激素tRNA抗原(抗体）,酶所催化的反应一般是在比较温和的条件下进行的。,三、酶的作用条件较温和,酶的活性是否受温度的影响？,作出假设：,酶的活性受温度的影响,提出的问题：,设计实验：,探究活动：探究影响酶活性的因素,选择材料,溶液质量分数为3%的可溶性淀粉溶液。质量分数为3的过氧化氢溶液。新鲜唾液淀粉酶溶液（其最适温度在37左右）新鲜的质量分数为20的肝脏研磨液，碘液斐林试剂，,2、实验原理,温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。,实验条件：冰水、37水浴、沸水浴,探究温度对酶活性影响,实验操作和结果,得出结论：,酶的活性受温度影响,温度对酶活性的影响：,最适温度,温度过高会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活（活性不能恢复）,低温抑制酶的活性，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度酶的活性可以恢复（活性可恢复）,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。,酶在最适温度时活性最强，反应速率最快,经测定，唾液的pH为6.27.4,胃液的pH为0.91.5，小肠液的pH为7.6。口腔温度和体温差不多，那么当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，唾液淀粉酶还具有催化淀粉分解的功能吗？胃中的蛋白酶随食糜进入小肠后还具有催化功能吗？,想一想：,酶的活性是否受PH的影响？,作出假设：,酶的活性受PH的影响,提出的问题：,设计实验：,探究活动：探究影响酶活性的因素,选择材料,溶液质量分数为3%的可溶性淀粉溶液。质量分数为3的过氧化氢溶液。新鲜唾液淀粉酶溶液（其最适温度在37左右）新鲜的质量分数为20的肝脏研磨液，碘液斐林试剂，,5%的盐酸5%的氢氧化钠蒸馏水,观察气泡的多少,(2)实验程序,pH对酶活性的影响(1)实验原理,pH可影响酶活性，从而影响O2的产生量，据O2产生量的多少可判断pH对酶活性的影响。,实验程序及结果,得出结论：,酶的活性受PH影响,pH对酶活性的影响,过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活,在最适pH时酶的活性最高，pH偏高或偏低，酶活性都会明显下降,胃蛋白酶最适pH为1.5,一般地，动物体内的酶最适pH在6.58.0之间；植物体内的酶最适温度在4.56.5之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。,影响酶活性的曲线(1)分析图A、B可知，在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性。温度和pH偏高或偏低，酶活性都会。,最高,明显降低,(2)分析图A、B中曲线的起点和终点有何特点？思考原因是什么？提示过酸、过碱、高温会使酶失去活性，而低温只是使酶的活性降低。前者都会使酶的空间结构遭到破坏，而后者并未破坏酶的分子结构。(3)分析图C中的曲线可知反应溶液中pH的变化(会，不会)影响酶作用的最适温度。,不会,思维激活若将A图中的横坐标改为底物浓度或酶浓度，曲线又该如何画呢？请在下面的坐标系中绘出提示,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。(底物量充足）,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