高中生物必修一 酶(上课用)

1、1,第五章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶,新世纪中学高一生物组,1,1.这个实验要解决什么问题？,问题探讨: 斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用,2.是什么物质使肉块消失了？,鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学消化?,胃内的化学物质将肉块分解了。,1,一般化学反应的条件,MnO2,一般化学反应的条件,（1）高温（2）高压 （3）强酸（4）强碱（5）催化剂,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,细胞内的环境是很温和的 1.常温 2.常压 3.水溶液环境 4.pH接近中性,细胞内会发生一系列的化学反应，这

2、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，应该有适宜的催化剂 酶.,1,1.细胞代谢：,细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应的统称。,第一节 降低化学反应活化能的酶 一 酶的作用和本质,(一) 酶在细胞代谢中的作用,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。,资料：,过氧化氢在体外能分解吗？需要什么条件？ 在体内分解和在外界分解情况有什么不一样吗？,1,2.实验探究：比较过氧化氢在不同条

3、件下的分解,（1）实验原理,新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶， Fe3+是一种无机催化剂，以及加热都可以催化过氧化氢分解成水和氧。分别用一定数量的过氧化氢酶和Fe3+催化过氧化氢分解成水和氧，可以比较两者催化效率。,经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液，每滴FeCl3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。,1,（2）实验材料用具,新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液 质量分数为3.5%的氯化铁溶液 量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计,1,实验步骤,1,对照实验：除了一个因素以外，其他因素都保持

4、不变的实验。,3.控制变量,概念：,变量：实验过程中可以变化的因素。,自变量：人为改变的变量,因变量：随着自变量的变化而变化。,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，这些变量成为无关变量,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。,实验设计原则:,1,2ml,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,不复燃,不复燃,变亮,复燃,过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 过氧化氢在过氧化

5、氢酶的作用下分解速率最快,反应条件,H2O2 浓度,剂量,剂量,气泡产生,带火星的木条,对照组,实验组,实验步骤：,1,与1号试管相比，为什么2号试管加热后过氧化氢就能分解？,加热使反应加快的本质：使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。,FeCl3中Fe3+和猪肝研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的原因与2号试管的相同吗？,问题质疑,3.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,不同,Fe3+和过氧化氢酶是降低了过氧化氢分解反应的活化能,催化剂催化作用的本质是什么？,降低化学反应活化能,问题质疑,1,1,1,20摄氏度测得过氧化氢分解的活化能,4.结

6、论：同无机催化剂相比较，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。,1,(二)酶的本质,(1) 巴斯德以前：,发酵是纯化学反应，与生命活动无关。,(2) 巴斯德：,通过显微镜观察提出酿酒中的发酵是由于有酵母细胞的存在，没有活细胞的参与糖类不可能变成酒精,1.探索历程,1,李比希,引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，这些物质只有在细胞死亡并裂解后才能发挥作用。,毕希纳,将酵母细胞中引起发酵的物质成为酿酶,萨姆纳,从刀豆中提取出脲酶的结晶，并证明脲酶是蛋白质,切赫、奥特曼,少数RNA也具有生物催化功能,1,降低活化能,酶的本质,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。,其中绝大多数酶是蛋白质 少数是

7、RNA。,酶的来源,酶的作用,酶的化学成分,酶是活细胞产生的，只能在活细胞中发挥作用吗？,酶在细胞内外都能发挥作用,问题质疑,1概念,.酶的本质,绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA,1,本节课小结：,1、酶在细胞代谢中的作用，降低化学反应活化能，是生物催化剂，。同无机催化剂相比，催化效率更高。,2、酶的本质绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。,3、酶的定义酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。,1,1、大多数酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明（ ） A.大多数酶石油或细胞产生的 B.大多数酶是生物催化剂 C.大多数酶的化学本质是蛋白质 D.大多数酶的基本组成单位是多肽 2、

8、酶的基本组成单位是（ ） A.氨基酸 B.核苷酸 C.核糖核苷酸 D.A或C,练一练,C,D,1,3.关于酶的叙述中,正确的是( ). A酶只有在生物体内才能起催化作用 B酶都有消化作用 C酶是活细胞产生的具有催化效率的有机物。 D酶都是在核糖体上合成的 4在过氧化氢酶和Fe3+的催化效率比较的实验中，把肝脏制成研磨液的目的是（ ）。 A有利于过氧化氢酶的释放 B保护过氧化氢酶 C提高过氧化氢酶的活性 D以上说法都不正确,c,A,1,520世纪80年代初，Cech 和Altman分别发现了具有催化功能的核酶，打破了酶只是蛋白质的传统观念，为此双双获得了1989年的诺贝尔化学奖。“核酶”是指某些

9、（ ）。 ADNA BRNA C染色体 DATP,B,酶与一般催化剂的共同点：,1.改变化学反应速率，本身不被消耗。 2.只能催化已存在的化学反应。 3.降低活化能，使反应速率加快,底物,酶,产物,降解反应,1,二、酶的特性,比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率,事实上，酶的催化效率是一般无机催化剂的 倍 将唾液稀释10倍与用唾液原液催化淀粉水解的效果相同。,107 1013,（一）酶具有高效性,1,每一种酶只能催化一种或一类化学反应。,细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性 是分不开的。,（二）酶具有专一性,目前发现的酶有4000多种,它们分别催化不同的化学反应。,实验：探究淀粉酶对淀粉和蔗

10、糖的水解作用,原理：淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在淀粉酶的催化作用下能水解为麦芽糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖、果糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生反应，生成砖红色的沉淀。,1,现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解，应该如何设计这个实验？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？,试管下半部浸入60左右的热水中,分别加入淀粉酶2滴，振荡，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,蓝色,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。,1,酶活性：酶对化学反应

11、的催化效率 主要影响因素：温度和pH, 酶的作用条件较温和,过酸、过碱或温度过高都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。,1,实验：探究温度对淀粉酶活性的影响,2号试管,3号试管,1号试管,试管各加入2mL淀粉溶液,加热至60， 保温约5min,保持0冰水中保温约5min,加热至100，保温约5min,各加入两滴碘液,振荡,加入淀粉酶2滴，振荡，反应约5min,无明显现象,蓝色,蓝色,只有在一定温度下酶的催化效率最好,1,实验：探究pH对过氧化氢酶活性的影响,2号试管,1号试管,3号试管,试管各加入2mL过氧化氢溶液,蒸馏水 2mL,质量分

12、数为5%的盐酸2mL,质量分数为5%的NaOH 2mL,加入过氧化氢酶2滴，振荡,23min后将带火星的卫生香分别放入试管中,无明显变化,无明显变化,复燃,只有在适合的pH下酶的催化效率最高,1,思考,1.课本建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，为什么？,因为温度对淀粉酶活性的影响较大，pH对过氧化氢酶的影响较大。这样做实验的现象才明显。,2.在测定淀粉酶的专一性时，为什么要用到蔗糖溶液？,设置对照实验。,1,三、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