5.1降低化学反应活化能的酶 (含形象动画)ppt课件

1、1;.2物理性消化物理性消化是指牙齿的咀嚼、舌的搅拌、胃肠的蠕动、胆汁对脂肪的乳化等，它将食物磨碎，改变食物的形态，但不改变食物的分子结构和化学性质的一个物理过程。化学消化化学消化是指通过消化酶的作用，将不溶于水的淀粉、蛋白质和脂肪分解成可溶于水的小分子有机物的过程。 3 斯帕兰札尼对鹰的消化研究斯帕兰札尼对鹰的消化研究问题探讨问题探讨45讨论一：这个实验要解决什么问题？讨论一：这个实验要解决什么问题？答：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化。答：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化。讨论二：是什么物质使肉块消失了讨论二：是什么物质使肉块消失了？ 答：是胃内的化学物质将肉块分解了。

2、答：是胃内的化学物质将肉块分解了。讨论三：怎样才能证明你的推测？讨论三：怎样才能证明你的推测？答：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。答：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。 6自学课本自学课本78827882页的内容，完成下列问题：页的内容，完成下列问题：一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用二、酶的本质和作用原理二、酶的本质和作用原理三、关于酶本质的探索历程三、关于酶本质的探索历程7细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。你能想到的细胞中的化学反应有哪些呢？你能想到的细胞中

3、的化学反应有哪些呢？8思考思考光合作用光合作用叶绿体：叶绿体：CO2+H2O 有机物 +O2光能光能 酶酶9思考思考线粒体线粒体: 有机物+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量能量氧气氧气酶酶有氧呼吸作用有氧呼吸作用10思考思考合成蛋白质合成蛋白质核糖体：核糖体： 氨基酸氨基酸 多肽多肽酶酶脱水缩合脱水缩合核糖体核糖体11叶绿体：叶绿体：CO2+H2O CO2+H2O 有机物有机物 +O2 +O2光能光能 酶酶线粒体线粒体: : 有机物有机物+6H2O+O2 6CO2+12H2O+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量能量氧气氧气酶酶核糖体：核糖体： 氨基酸氨基酸 蛋白质蛋白质酶酶缩

4、合脱水缩合脱水C CCOOHCOOHH HN NR R1 1R R2 2O OH HHHC CNHNH2 2C OHC OHHH+R R1 1C CNHNH2 2C C H HO OCOOHCOOHC CHHN NR R2 2HH 对于细胞来说，能量的获得和利用都必须通过化学反应，细胞中每时每刻都进行对于细胞来说，能量的获得和利用都必须通过化学反应，细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的基础。着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的基础。 细胞内的化学反应大都需要在一种特殊的催化剂细胞内的化学反应大都需要在一种特殊的催化剂酶的催化下才能顺利

5、地进行，酶的催化下才能顺利地进行，因此，细胞代谢实质上是细胞内高度有序的酶促反应的总称。因此，细胞代谢实质上是细胞内高度有序的酶促反应的总称。 12动植物在代谢中产生的过氧化氢，对机体是有毒的。机体通过过氧化氢动植物在代谢中产生的过氧化氢，对机体是有毒的。机体通过过氧化氢酶，催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。铁离子也可催化这一反酶，催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。铁离子也可催化这一反应。应。13一、酶的作用和本质一、酶的作用和本质1、酶在细胞代谢中的作用、酶在细胞代谢中的作用2 H2 H2 2O O2 2 2 2 H2 2O + O2 21 1、常温下反应、常温下反应2 2、加热、加

6、热3 3、FeFe3+3+做催化剂做催化剂4 4、过氧化氢酶、过氧化氢酶加入试管直接观察加入试管直接观察酒精灯水浴加热酒精灯水浴加热滴加滴加FeClFeCl3 3溶液溶液猪肝研磨液猪肝研磨液1.常温常温 2.加热加热 3.FeCl3 4.加肝液加肝液无机催化剂无机催化剂细胞中的生物催化剂细胞中的生物催化剂14细胞为什么选择过氧化氢酶做催化剂呢？细胞为什么选择过氧化氢酶做催化剂呢？1522 浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl31617质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液 1滴质量分数为3.5%的氯 化铁溶液 1滴生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1无机催化剂： Fe3+F

7、e3+的相对数量：25万18加热、加热、FeclFecl3 3、过氧化氢酶促进了过氧化氢的分解吗？、过氧化氢酶促进了过氧化氢的分解吗？ 是的是的它们的作用原理相同吗？它们的作用原理相同吗？19酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用202122（2）酶在细胞代谢中的作用）酶在细胞代谢中的作用活化能：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称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。为活化能。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23正是酶的催化作用，细胞代谢才正是酶的催化作用，

8、细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。能在温和的条件下快速进行。 24（1）酶的发现）酶的发现2、酶的本质酶的探索历程酶的探索历程252627（2）酶的定义）酶的定义 酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是少数是RNA。281 1、与、与1 1号试管相比，号试管相比，2 2号试管出现什么不同现象？号试管出现什么不同现象？ 这一现象说明什么？这一现象说明什么？2 2、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？ 2 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

9、分解，提高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。反应速率。不能不能 3 3、3 3号和号和4 4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？说明说明FeClFeCl3 3中的中的Fe3+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。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。 实验讨论（实验讨论（）294 4、3 3号和号和4 4号试管相比，哪支试管听反应速率快？这说明什么？号试管相比，哪支试管听反应速率快？这说明什么？4 4号试管的反应速率比号试管的反应速率比3 3号试管快得多。号试管快得

10、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、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。反应的顺利进行至关重要。5 5、为什么说酶对于细胞反应的顺利进行至关重要？、为什么说酶对于细胞反应的顺利进行至关重要？说明：过氧化氢酶比说明：过氧化氢酶比Fe3+Fe3+的催化效率高得多。的催化效率高得多。30实验讨论：1、巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？巴斯德和李比希的观点各

11、有什么积极意义？各有什么局限性？ 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细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细胞中的某些物质是合理的，但认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解胞中的某些物质是合理的，但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。后才能发挥作用是不正确的。2、科学发展中出现争论是正常的。试分析巴斯德和李比希之间出现争论的、科学发展中出现争论是正常的。试分析巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么，这一

12、争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？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？31 巴斯德是生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾巴斯德是生物学家，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，使科学研究更加有放矢。集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有放矢。3、从毕希纳的实验可以得出什么结论？、从毕希纳的实验可以得出什么结论？ 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，就像在酵母细胞中的

13、某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活细胞中一样。活细胞中一样。4、萨姆纳历时九年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认、萨姆纳历时九年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原因是什么？为他成功的主要原因是什么？ 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。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。成功属于不畏艰苦的人。322 22 2 浓度浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量对照实验对照实验对照组对照组实验组实验组实验操作：实验操作：对照

14、实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。人为改变的变量人为改变的变量随着自变量的变化而变化的变量。随着自变量的变化而变化的变量。指与自变量同时影响因变量的变化、但与研究目的无关的变量。指与自变量同时影响因变量的变化、但与研究目的无关的变量。33二、酶的特性一、一、酶能催化生物化学反应，催化效率比无机催化剂高得多。研究发现，酶的催一、酶能催化生物化学反应，催化效率比无机催化剂高得多。研究发现，酶的催化效率是无机催化剂催化效率的化效率是无机催化剂催化效率的1071013倍。因此，酶具有高效性。倍。因此，酶具有高效性。二、酶具有专一性二

15、、酶具有专一性34三、酶的特性三、酶的特性提出问题提出问题 做出假设做出假设 设计实验设计实验 进行实验进行实验分析结果、得出结论。分析结果、得出结论。35淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液实实验验步步骤骤一一二二三三实验现实验现象象结论结论加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振荡，试管下半部浸入滴，振荡，试管下半部浸入6060左右的热水中，反应左右的热水中，反应5 5minmin2号试管中加入号试管中加入2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林试剂加入斐林试剂 振荡振荡约约60水浴水浴2min1号试管中加入号试管中加入2mL淀粉溶液淀粉溶液白色白色无变化无变化棕色棕色砖红色沉淀砖红色沉淀36每一种酶只能催化一

16、种或一类化学反应每一种酶只能催化一种或一类化学反应37v每一种酶只能催化每一种酶只能催化 化学反应。化学反应。v细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 是分不开的。是分不开的。 酶具有专一性酶具有专一性一种或一类一种或一类 专一性专一性锁和钥匙学说锁和钥匙学说38 从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件，比如唾液从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件，比如唾液淀粉酶淀粉酶3737左右最左右最好。好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的活性？能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的活性？39科学探究步骤科学探究步骤提出问题提出问题作出假设作出假设

17、设计实验设计实验进行实验进行实验分析结果分析结果表达与交流表达与交流（温度（温度/pH 会影响酶的活性吗？）会影响酶的活性吗？）（温度（温度/pH 会影响酶的活性）会影响酶的活性）（设计方案、预期结果（设计方案、预期结果）（按预定方案进行实验）（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：（分析实验结果，得出结论：）（总结，写实验报告并适当交流）（总结，写实验报告并适当交流）影响酶活性的条件影响酶活性的条件40温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响试管编号试管编号 1 1 2 2 3 32%淀粉酶淀粉酶1ml1ml1ml3%可溶性淀粉可溶性淀粉2ml2ml2ml水浴水浴3分钟分钟 冰水冰水 6

18、0 沸水沸水 对应试管混合均匀对应试管混合均匀水浴水浴5分钟分钟 冰水冰水 60 沸水沸水斐林试剂斐林试剂 1ml 1ml 1ml摇匀混合，摇匀混合， 60水浴水浴1min预期结果预期结果无砖红色沉淀无砖红色沉淀砖红色沉淀砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀实验结果实验结果实验结论实验结论淀粉酶在淀粉酶在60时活性最强时活性最强自变量自变量因变量因变量41温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响试管编号试管编号 1 1 2 2 3 32%淀粉酶淀粉酶2ml2ml2ml3%可溶性淀粉可溶性淀粉2ml2ml2ml水浴水浴3分钟分钟 冰水冰水 60 沸水沸水 对应试管混合均匀对应试管混合均匀水浴水浴5分钟

19、分钟 冰水冰水 60 沸水沸水滴加碘液滴加碘液 2滴滴 2滴滴 2滴滴预期结果预期结果蓝色蓝色不变蓝不变蓝蓝色蓝色实验结果实验结果蓝色蓝色不变蓝不变蓝蓝色蓝色实验结论实验结论淀粉酶在淀粉酶在60时活性最强时活性最强自变量自变量因变量因变量42在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强；在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强；达到最适温度时，酶的活性最高；达到最适温度时，酶的活性最高；超过最适温度时，随着温度的继续升高，超过最适温度时，随着温度的继续升高，酶的活性逐渐下降。酶的活性逐渐下降。酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图温度过高会使酶的空间结构遭到破坏，使温度过高会使酶

20、的空间结构遭到破坏，使酶永久失活酶永久失活v/mmolT43pHpH对酶活性的对酶活性的影响影响44影响酶活性的因素：如影响酶活性的因素：如PH值值45pH对酶活性的影响对酶活性的影响试管编号试管编号 1 1 2 2 3 3 2 2淀粉酶淀粉酶 1ml1ml 1ml1ml 1ml1ml pHpH蒸馏水蒸馏水1mLNaOH1mLHCL1mL3 3可溶性淀粉可溶性淀粉2ml2ml2ml 摇匀混合，放置在摇匀混合，放置在60水浴中反应水浴中反应5min滴加碘液滴加碘液2滴滴2滴滴2滴滴预期结果预期结果不变蓝不变蓝蓝色蓝色蓝色蓝色实验结果实验结果 结论结论淀粉酶在中性条件中活性最强淀粉酶在中性条件中活

21、性最强自变量自变量因变量因变量46pH对酶活性的影响对酶活性的影响试管编号试管编号 1 1 2 2 3 3 2 2淀粉酶淀粉酶 1ml1ml 1ml1ml 1ml1ml pHpH3 3可溶性淀粉可溶性淀粉 斐林试剂斐林试剂 预期结果预期结果 实验结果实验结果 结论结论蒸馏水蒸馏水1mL5%NaOH1mL5%HCL1mL2ml2ml2ml2ml2ml2ml1mL1mL摇匀混合，放置在摇匀混合，放置在6060水浴中反应水浴中反应5min5min砖红色沉淀砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀淀粉酶在中性条件中活性最强淀粉酶在中性条件中活性最强1mL1mL1mL1mL摇匀混合，摇

22、匀混合， 6060水浴水浴1min1min自变量自变量因变量因变量47/mmol. s/mmol. s-1 -1最适最适pH0pH酶活性受酶活性受pHpH影响示意图影响示意图 一般地，动物体内的酶最适一般地，动物体内的酶最适pHpH在在6.56.58.08.0之间；但是胃蛋白酶的最适之间；但是胃蛋白酶的最适pHpH为为1.5;1.5; 植物体内的酶最适植物体内的酶最适pHpH在在4.54.56.56.5之间；之间；pH对酶活性的影响对酶活性的影响酶促反应速率最快时的环境酶促反应速率最快时的环境pH称为该酶促反应的最适称为该酶促反应的最适pH。PHPH过高、过低酶失活过高、过低酶失活48 高温、

23、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？49酶的特性：酶的特性：具有高效性具有高效性具有专一性具有专一性作用条件较温和作用条件较温和 要有合适的温度要有合适的温度 要有合适的要有合适的pH总结：总结：比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3 3的催化效率的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用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温度对淀粉酶活性的影响pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响 50酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用酶的本质酶的本质酶的特性酶的特性活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是白质，少数酶是RNARNA。降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能高效性高效性 比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率的催化效率专一性专一性 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用作用条件温和：作用条件温和： 适宜的温度和适宜的温