151降低化学反应活化能的酶的课件

1、细胞内的环境是很温和的：常温、常压、水溶液环境、pH接近中性。细胞内数量如此巨大的生物化学反应如何在常温、常压、水溶液环境、pH接近中性的条件下，迅速高效的进行呢？酶问题质疑：？ 在生物体外，许多化学反应的顺利进行需要一些条件，如高温、高压、强酸、强碱、催化剂等。细胞内是否具备这些条件呢？ 第5章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶细胞代谢细胞生命活动的基础一、酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用？概念：细胞中每时每刻进行的化学反应的统称。发生条件：绝大多数需要酶的催化 细胞代谢是生命活动的基础，但代谢过程中也会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。 体内过氧化氢过多会导致皮肤

2、发黄，毛发（包括头发）变白 ，会加速人体衰老，损害细胞。 细胞中的过氧化氢酶能将过氧化氢及时分解。过氧化氢酶在肝脏里含量较多。每滴氯化铁溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。实验：过氧化氢在不同条件下的分解速率背景资料：2H2O2 2H2O+O2实验：过氧化氢在不同条件下的分解1.实验原理水浴加热或FeCl3溶液或过氧化氢酶2.实验材料和用具新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液质量分数为3.5%的FeCl3溶液新鲜的肝脏中过氧化氢酶的数目多，且活性高过氧化氢不稳定，易分解3.实验过程和现象1.常温2. 90水浴加热3.FeCl3溶液

3、4.新鲜肝脏研磨液反应条件2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90FeCl3溶液新鲜肝脏研磨液2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃反应条件 H2O2 浓度剂量剂量气泡产生带火星的木条过氧化氢在不同条件下的分解速率实验结果条件适宜的情况下，酶可以在细胞内、细胞外，甚至在体外发挥作用控制变量变量：实验过程中可以变化的因素。自变量：实验中人为改变的变量。因变量：随着自变量的变化而变化的变量。无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。无关变量是否无关紧要？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。2ml

4、2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90FeCl3溶液新鲜肝脏研磨液2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃反应条件 H2O2 浓度剂量剂量气泡产生带火星的木条对照实验对照组实验组过氧化氢在不同条件下的分解速率实验结果对照原则:设计对照实验,一般既要设置对照组又要设置实验组。 单一变量原则：在对照实验中,除了要观察的变量发生变化外,其他变量都应保持相同且适宜。实验设计原则: 为了验证加酶洗衣粉是否比普通洗衣粉有更强的去污力，有一个生物实验小组把同样的脏布条放在不同的烧杯内浸泡合理吗？自变量？因变量？无关变量？对照组？实验组？思考：加热、Fe3+、H2O2酶使H2O2分解速率加快的原因分

5、别是什么？二、酶的作用原理加热相当于给汽车加大油门，而加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道，把所需的能量降低了！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。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。加热、Fe3+、H2O2酶使H2O2分解加快的原因分别是：加热Fe3+H2O2酶使过氧化氢分子得到能量降低化学反应的活化能显著降低化学反应的活化能总结：酶的催化作用机理是降低化学反应的活化能反应进程能量无酶Fe3+ 酶反应物生成物尝试用曲线图表示：加入Fe3+、酶以及不加任何催化剂条件下能量随反应进程的变化1.如图表示在不同条件下化学反应所需活化能的

6、变化情况，则A、B、C所代表的条件依次为（ ）A.有无机催化剂催化，有酶催化，无催化剂催化B.有酶催化，无催化剂催化，有无机催化剂催化C.无催化剂催化，有无机催化剂催化，有酶催化D.有酶催化，有无机催化剂催化，无催化剂催化C酶催化作用与无机催化剂的共同特点：改变化学的速率，本身不被消耗只能催化热力学允许进行的反应加快反应速率，缩短到达平衡点的时间，但不改变平衡点降低化学反应的活化能，加快反应速率二、酶的本质巴斯德之前巴斯德李比希毕希纳萨姆纳切赫和奥特曼巴斯德之前巴斯德李比希毕希纳萨姆纳切赫和奥特曼发酵是纯化学反应，与生命活动无关 发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用

7、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后才能发挥作用 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，就象在活酵母细胞中一样 酶是蛋白质少数的RNA具有催化作用1、关于酶的特性，下列表述中正确的是A、酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物B、化学反应前后，酶的化学性质和数量改变C、一旦离开活细胞，酶就失去催化能力D、酶都有消化作用A酶的化学本质、生理作用及作用机理绝大多数是蛋白质少数是RNA氨基酸核糖核苷酸 核糖体主要是细胞核(真核生物) 一般来说，活细胞都能产生酶细胞内、外或生物体外均可生物催化作用降低化学反应的活化能酶来源于：生理功能：化学本质：活细胞催化作用

8、有机物 （绝大数是蛋白质，少量是RNA）酶是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。给个定义吧 在研究酶性质的过程中,科学家通过整理大量的实验数据,发现酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。 由上述资料可看出酶具有什么特性？高效性三、酶的特性资料1 蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。脲酶只能催化尿素分解，对其他化学反应不起作用。专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应。资料2由上述资料可看出酶具有什么特性？酶的专一性2 2水浴加热（分钟）2ml2ml斐林试剂3737温度1ml1ml稀释的唾液2ml3%的蔗糖溶液2ml3%的淀粉溶液试管2试管1

9、 加入物质（毫升）你能预测实验的结果吗？砖红色沉淀溶液变蓝色结论：淀粉酶具专一性表示酶的 的曲线专一性小结与继续研究：酶具有高效性和专一性；那么它的这两个特性的发挥是不是在任何条件下都可以呢？思考：感冒发烧的你为什么不想吃饭呢？我们的假设：温度可以影响酶的活性酶活性：_。表示方法：酶对于化学反应的催化效率单位时间内底物的减少量或产物的生成量科学探究步骤提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达与交流（温度会影响酶的活性吗？）（温度会影响酶的活性）（设计方案、预期结果）（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：）（总结，写实验报告并适当交流）影响酶活性的条件设计实验问题聚焦1、选择淀粉酶

10、还是H2O2酶作为实验材料？三组，高温，低温和常温2、应该设计几组实验？选择几个温度？淀粉酶， H2O2受温度影响也会分解3、观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定试剂？碘液，看是否变蓝不变蓝变蓝变蓝本次实验你得出的结论是什么？高温，低温都降低了酶的活性如何找到酶活性最高时的温度？需设置一系列温度梯度进行实验在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起疑问：60时，为什么肉块长时间不能被分解？为什么酶是如此的“娇气”？大多数酶是蛋白质，少数是RNA,蛋白质和RNA结构不稳定在最适温度的两侧，反应速率都比较较高的温度容易使酶的 遭到破坏而 。每种酶都有自己的低永久失活最适温度空间结构0最适温度t/mmol.

11、 s-1酶活性受温度影响示意图0左右时，酶的活性很低，但酶的 稳定，在适宜的温度下酶的活性 。恢复空间结构酶制剂适宜在低温（0 4）下保存。如何合理高效利用加酶洗衣粉？加酶？控制水温在适宜的温度，使酶发挥最大作用我们知道口腔温度和体温差不多，而当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，却发现，唾液不再具有催化淀粉分解的功能，你能给出合理的解释吗？唾液的pH为6.27.4,胃液的pH为0.91.5PH值也可影响酶的活性问题聚焦1、选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料？三组，酸性，中性，碱性2、我要设计几组实验？选择几个pH？H2O2酶，pH对过氧化氢酶的影响较大3、观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定

12、试剂？看气泡，卫生香4、本次实验你得出的结论是什么？5、如何找到酶活性最高时的pH？复燃不复燃不复燃本次实验你得出的结论是什么？如何找到酶活性最高时的PH？过氧化氢酶在最适合的pH下，酶的活性 最高空间结构在过酸过碱的条件下，都会使酶的 遭到破坏而 。永久失活不同种类的酶，其最适pH也 。不同PH值酶活性受温度、pH影响的曲线图过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。（2009高考辽宁、宁夏T2）如图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是()A.当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降B.当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性不会上升C.酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存D.酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重B酶的专一性每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应酶的催化效率是无机催化剂的107 1013 倍总结：酶的高效性酶的催化作用需要适宜的条件1）需要适宜pH值2）需要适宜的温度酶的特性（同无机催化剂相比）：酶的概念：活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。影响酶促反