好降低化学反应活化能的酶(123)课.ppt

第5章细胞的能量供给和利用，在本节中，1 .细胞代谢为什么离不开酶？2 .酶是什么？3 .科学家如何研究酶的本质？ 4 .酶的特性是什么？第一节降低化学反应活化能的酶，第一节，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 .肝脏液，本实验中应注意的事项是什么？ 1 .实验时肝脏必须新鲜2 .使用肝脏研磨液3 .滴下氯化铁和肝脏研磨液也不能并用吸管4 .要注意观察实验现象5 .不要让过氧化氢接触皮肤。 控制变量和对照实验1，自变量：实验中人为变更的变量。 2、变量：根据自变量而变化的变量。 3、无关变量：除自变量外，实验中可能存在的一些变量对实验结果有影响。 4、对照实验：除了一个要素，剩下的要素不变的实验称为对照实验。 5 .对照实验一般设置对照组和实验组。 比较过氧化氢在不同条件下的分解速度，2ml、2ml、2ml、2ml、3%、3%、3%、常温、90、FeCl3、肝脏研磨液、清水2滴、清水2滴、2滴、2滴、不显眼、少量、多、大量、不复发、不复发、不明亮过氧化氢在不同条件下的分解速度不同，反应条件、H2O2浓度、用量、量、气泡产生、卫生香燃烧、对照组、实验组、说明： 1、加热能量2， FeCl3中的Fe3和新鲜肝脏中的过氧化氢酶可以加快过氧化氢的分解速度3 .过氧化氢酶在比Fe3的催化效率高得多的细胞内经常进行数千种化学反应，这些化学反应必须在常温、常压下有效地进行，只有酶才能满足这种要求酶怎么能担负起这个大任？ 活化能：在某些化学反应体系中，反应开始时，反应物分子的平均能水平较低，处于“初始状态”。 反应的任何瞬间反应物都有一部分分子比初期高的能量，高部分的能量称为“活化能”，在某一温度下，1mol的反应基质全部进入活化状态所需的自由能是该反应基质的活化能。 单位J/mol、酶和一般催化剂的作用是降低化学反应所需的活化能，使活化分子数增多，反应速度变快。酶的催化机理降低活化能，作用机理：例如：在以下的生理过程和现象中，酶不需要直接参与的是() a，光能在ATP中的化学能b，塑料袋中的马铃薯酸c，枯萎的菠菜进入清水变硬的d， 小麦吸收土壤中的no3，c，2，酶的发现：1836年德国科学家施旺提取胃液中的消化蛋白物质胃蛋白酶，1926年美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取尿素酶的结晶，证明它是蛋白质。 20世纪30年代，科学家相继提取了许多酶的蛋白质结晶，指出酶是具有生物催化作用的蛋白质。 1783年意大利科学家斯巴兰扎尼在“金属筐肉块”的实验中推断胃液中必定含有消化肉块的物质说明胃有化学消化的作用。 20世纪80年代以来，美国科学家切夫和奥特曼发现少数的RNA也有催化作用。 讨论： 1、巴斯德对李比希的见解各有什么积极意义？ 各有什么限制？2、他们之间的争论对后世进一步研究酶的本质起到了什么样的作用？ 3、从比西纳的实验中能得出什么结论？4、萨姆纳在9年间证明尿素酶是蛋白质，获得了诺贝尔奖。 你觉得他成功的理由是什么？5，请对酶做下一个完整的定义。 1982年至1983年美国科学家切夫和奥特曼发现少数RNA也有催化作用，这项研究成果的出现获得了1984年的诺贝尔生理奖。 结论大部分酶为蛋白质，极少数酶为RNA。在奥特曼、巴斯德之前，发酵是纯粹的化学反应，与生命活动无关，巴斯德、发酵与活性细胞无关，发酵不是作用于细胞中的某些物质，而是作用于整个细胞，引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡分解后才能发挥作用，比就像酵母细胞中的某些物质存在于酵母细胞破碎后能继续催化作用的活酵母细胞中一样，萨姆纳、酶是蛋白质，李比希、切夫、奥特曼、少数RNA也具有生物催化功能，一、酶的本质、三、酶的化学本质：酶是活细胞产生的催化作用酶对化学反应的催化效率称为酶活性。 由于酶的催化作用，细胞代谢在温和的条件下迅速进行。 酶是由活细胞产生的，但分布在细胞内(例如呼吸酶)和细胞外(例如唾液淀粉酶)。 同一体内各细胞中包含的酶的种类、数量是其结果。 基因的选择性表达、酶催化的反应称为酶反应。 酶促进反应酶起作用的物质叫做基质反应产生的物质。 在研究酶性质的过程中，科学家通过整理大量实验数据，发现酶的催化效率约为无机催化剂的107-1013倍。 从上述资料可知，酶具有什么特性，高效率，二，酶的特性，资料1，酸催化蛋白质的水解和脂肪，淀粉的水解。 蛋白酶只能催化蛋白质的水解，而不能催化脂肪、淀粉等的水解。 脲酶只催化尿素分解，不作用于其他化学反应。 特异性、酶只能催化一种或一种化学反应。 资料2、口腔里有唾液淀粉酶，为什么进入牙齿之间的肉丝2天后没有消化呢？ 从上述资料可以看出酶具有什么特性？ 二、酶的特性、高效性：催化效率高，大幅度提高反应速度的特异性：其中一种酶仅作用于一种或多种相关化合物的多样性：种类多的反应条件温和：容易被高温、强酸、强碱等破坏，实验设计原则：原则、单一变量(单因子)的原则、友谊的探索：影响酶活性的条件实验材料：2%淀粉酶溶液、20%肝脏研磨液、3%可溶性淀粉溶液、体积分率为30%的过氧化氢溶液、5%HCl、5%NaOH、温水、蒸馏水、冰、碘液、菲林试剂实验器具：试管、量筒、小烧杯、 酒精灯、三脚架、石棉网、温度计、PH试纸、火柴、PH对酶活性的影响，蒸馏水1mL 5NaOH1mL、5HCL1mL、2ml、2ml，振荡混合，在室温下反应5min，有很多气泡，不明显，明显一般来说，动物体内酶的最佳pH在6.5-8.0之间，胃蛋白酶的最佳pH为1.5，植物体内的酶最佳pH在4.5-6.5之间，将pH对酶活性的影响、酶反应速度最快时的环境pH称为该酶反应促进的最佳pH。PH过高、过低的酶失活，探索温度对淀粉酶活性的影响，(1)自变量：温度、(已知淀粉酶的适用温度范围为5075)、(2)变量：(3)无关变量：温度条件下的淀粉酶活性、实验操作顺序、溶液的量、时间2 .实验用品：质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，质量分数为2%的淀粉酶溶液，冰水(0)，温水、碘液，(4)实验原则：单一变量原则，等量原则，对照实验原则，1 .实验分析，温度对酶活性的影响，冰水，37水浴，60浴，2min，1 mm 摇动混合放置反应5min，变化为蓝、蓝，不变化为蓝，唾液淀粉酶在37下活性最强，酶的反应速度最快时的环境温度被称为该酶促进反应的最佳温度。、0、最佳温度、t/、/mmol.s-1、酶活性受温度影响的图像，一般来说动物体内的酶最佳温度在35-40之间植物：40-50之间细菌和真菌的最佳温度差很大，可以达到70。 温度对酶活性的影响，t过高而酶失活t过低而降低酶活性，温度过高而对酶活性的影响本质上是相同的吗？ 6 .扩张，试管1的现象显示，在0下有酶活性，但只有活性低，随着温度的升高，酶活性增强，滴1滴、1滴、1滴、碘液，观察颜色的变化，变蓝，不变蓝，不变蓝，0。 60，观察颜色的变化，蓝色不消失，蓝色不变，/，试管3的现象显示，在100下酶失去了活性，并且酶的这种失活无法恢复。 温度：一般来说，温度越高化学反应就越快，但酶是蛋白质，温度太高就会变性而失去活性，因此酶反应随着温度的升高反应就越快，直到某一温度的活性达到最大为止，超过该最佳温度，酶的改性会导致反应速度迅速下降。 大多数酶在30-40范围内显示出最高的活性。 低温下不会失去酶活性，低温下酶活性会下降，但是如果给与适当的温度，酶活性会增强。 高温会失去酶的活性，大部分的酶在70以上时，其空间结构会被破坏。 热对酶活性的影响对食品很重要，如绿茶是通过热蒸新鲜茶叶得到的，经过热处理，使酚酶、脂肪酶、抗坏血酸氧化酶等失活，阻止儿茶酚的氧化保持绿色。 红茶的情况相反，是由这些酶发酵而成的。 高温、低温、过酸、多元酸对酶活性的影响本质上相同吗？ 不同的过酸、强碱或温度过高会破坏酶的空间结构，酶永久失活的低温会显着降低酶的活性，但能使酶的空间结构稳定，在适当温度下恢复活性。 酶适合在0-4下保存。 影响酶反应促进的因素有温度PH酶的浓度基质浓度抑制剂活化剂、影响酶活性的因素：除了温度和PH对酶活性的影响外，酶浓度和反应基质的浓度也影响酶反应促进速度。 丙烯、酶的浓度：如果有足够的底物而不受其他因素的影响，酶的反应速度与酶浓度成正比。 底物浓度：当酶浓度、温度、PH一定时，在底物浓度低的范围内，反应速度与底物浓度成比例，当底物浓度达到一定限度时，所有的酶都与底物结合，反应速度最大，增加底物演义，反应速度不增加。 如果酶的数量一定，以下哪个图最能反映反应速度和基质浓度的关系，b，2 .人发烧时，经常不考虑饮食， 其根本原因是a .消化道内的食物没有消化. b .发热减弱胃肠蠕动，阻碍了c .体内的食物残渣的排出. d .高热减弱了酶的活性.1.下一个酶的记述错误的是a .构成很多酶的基本单位是氨基酸b .少数的酶是RNAC .各自的酶是有效的， 特异性d .酶具有消化功能，a、b、c、d、d、d、a、8，有的酶在水解过程中，首先得到多肽，最后得到氨基酸的该酶() a、生细胞产b、生物催化剂c、蛋白质d，基本构成单元是多肽，c、9，有的RNA 由此，可以说明a、RNA是核酸的一种的b、RNA也作为生物催化剂发挥作用的c、RNA主要存在于细胞质中的d、RNA是这种生物的遗传物质，以b、10、20%过氧化氢溶液为反应基质的一组实验结果如下表所示。 通过分析实验结果，可以得到相应的结论。以下结论中，从表中得不到实验依据的是：从a .催化反应效率来看，从酶的效率性b .催化基质的范围来看，酶从特异性c .催化反应条件来看，酶从温和性d .催化活性来看，酶变性后失活，b， 11、乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合，放入容器中，PH值调整到2.0，保存在37的温水中，过一段时间，容器内残留的物质为() a淀粉、胃蛋白酶、多肽、水b唾液淀粉酶、麦芽酶、胃蛋白酶、多肽、多肽水d唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水12、胃液PH从10降低到2的过程中胃液中胃蛋白酶的活性的变化，是因为() a持续上升，b不变，c上升