降低化学反应活化能的酶.ppt

1、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,光合作用,有氧呼吸作用,合成蛋白质,细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢,一些化学反应的条件,MnO2,浓H2SO4,乙醇,醋酸,乙酸乙酯,一般化学反应的条件 ：,Fe,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）高温（2）高压 （3）强酸（4）强碱（5）催化剂,催化剂只是改变反应速率,并不改变化学平衡,细胞内外的环境： 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，这些化学反应发生的环境条件是什么？,在这种环境

2、状态下发生的化学反应，应该有适合的生物催化剂 酶,很温和,实验: 比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率 方法步骤: 1.取4支洁净试管，编上序号，并且各注入2mL过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。 2.将2号试管放在90左右的水浴中加热，观察气泡冒出的情况，并与1号试管作比较。 3.向3号试管内滴入2滴氯化铁溶液，向4号试管内滴入2滴肝脏研磨液。轻轻地振荡两只试管，使试管内的物质混合均匀。仔细观察哪支试管产生的气泡多。 4.将点燃但无火焰的卫生香分别放入3、4号试管内液面的上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。,4,3,比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,3%

3、,3%,3%,常温,90,FeCl3,肝脏研磨液,2滴清水,2滴清水,2滴,2滴,不明显,少量,较多,大量,不复燃,不复燃,变亮,复燃,加热可以促进H2O2分解，提高反应速率， Fe3+和过氧化氢酶都能加快H2O2分解，但 过氧化氢酶的催化效率更高,反应条件,对照组,实 验 组,对照实验,讨论: 1.与1号试管相比,2号出现不同的现象?这一现象说明什么? 2.在细胞内能通过加热提高反应速率吗? 3.3号和4号未经加热,也有大量气泡产生,这说明什么? 4.3号与4号相比,4号试管中的反应速率快?这说明什么?为什么说酶对于细胞内化学反应顺利进行至关重要?,1. 2号试管放出的气泡多。这一现象说明加

4、热能促进过氧化氢的分解， 提高反应速率,2. 不能,3. 说明FeCl3中的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。,4. 4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行成百上千的化学反应, 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。,对照原则:设计对照实验,既要有对照组又要有实验组。,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。 等量原则：各组加入的试剂要等量,实验设计原则:,对照实验： 除了 以外,其余因素都保持不变的实验

5、叫做对照实验。它一般要设置 组和 组。,一个因素,对照,实验,分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。,活化能:,加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道,1mol H2O2由常态变为活跃的状态时需要吸收75 KJ的热量，这75 KJ就是每mol H2O2的活化能。 但加入过氧化氢酶时，H2O2只要吸收29 KJ的热量就可以转变为活跃的状态。少了的46 KJ的热量是不是由过氧化氢酶提供的呢？ 如果不是由过氧化氢提供的，那么如何解释为何少了46 KJ的热量呢？,思考：,催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越性酶降低活化能的作用更显著，因而催

6、化效率更高。,巴斯德之前,发酵是纯化学反应，与生命活动无关,巴斯德,发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用,引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用,毕希纳,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，就像在活酵母细胞中一样,萨姆纳,脲酶是蛋白质,李比希,切赫、奥特曼,少数RNA也具有生物催化功能,酶是一类生物催化剂,活细胞 产生的,具有生物催化作用的,是,有机物。,大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。,2、酶的本质,想一想 （1）酶的基本单位、合成场所是什么？ （2）能催化淀粉酶水解的酶是哪种？ （1）氨基酸、核糖核苷酸、

7、核糖体、细胞核 （2）蛋白酶,提示,二 酶的特性,说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。,比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率,1.酶具有高效性,酶具有高效性,事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。,107 1013,上述实验说明了：,酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行能量供应的稳定。是细胞内的化学反应能在常温、常压、中性水溶液环境中进行的关键因素。,酶具有高效性的意义：,蛋白酶，淀粉酶，蔗糖酶，肽酶， 麦芽糖酶 ,由这些酶的名字你能想到什么吗？ 设计一个实验来验证一下你的推测,探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解为麦芽糖和葡萄糖

8、。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氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。,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？你有怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？,2 酶具有专一性,加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60左右的热水中，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,白色,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。,探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,每一种酶只能催化 化学反应。,细胞代谢能够有条不紊地

9、进行，与酶的 是分不开的。,一种或一类,4000,专一性,目前发现的酶有 多种,它们分别催化不同 的化学反应。,酶具有专一性,（例如，二肽酶可以水解由任意两种氨基酸组成的二肽。）,酶活性：酶对化学反应的催化效率。,从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件，比如淀粉酶60左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的活性？,3. 酶的作用条件比较温和,1号试管,2号试管,3号试管,加入淀粉酶2滴，振荡,试管各加入2mL淀粉溶液,蓝色,保持0冰水中反应约5min,加热至100，反应约5min,加热至60， 反应约5min,各加入两滴碘液,振荡,无明显现象,只有在一定温度下酶的催化效率最好

10、,蓝色,探究温度对淀粉酶活性的影响,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 遭到破坏而失去 较低的温度则 了酶的活性,低,活性,最适温度,空间结构,抑制,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；,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，使酶永久失活,过氧化氢酶,最高,空间结构,活性,在一定范围内，随着pH的升高，酶的活性逐渐增强；,达到最适pH时，酶的活性最高；,超过最适pH时，随着pH的继续升高，酶的活性逐渐下降。,过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活

11、,酶活性受pH 影响示意图,高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？,不同，过酸、过碱或温度过高，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。,酶的作用条件温和,酶的特性： 具有高效性 具有专一性 作用条件较温和,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，反应速率 不再变化,酶量一定,2、pH,构建知识网络,1. 同一个体内的各类活细胞所含有的酶（ ） A、种类有差异，数量相同 B、种类有差异，数量不同 C、种类无

12、差异，数量相同 D、种类无差异，数量不同,B,2.细胞内合成酶的主要的场所是（ ） A.细胞质 B. 线粒体 C.核糖体 D. 内质网,C,课堂练习:,3.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是 A.所吃食物不能消化 （ ） B.胃没有排空 C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降 D.吃药使人没有了胃口 4.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用， 主要原因是（ ） A.pH不适合 B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了 C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用 D.小肠中没有蛋白质可被消化,C,A,5.能够使唾液淀粉酶水解的是（ ） A.淀粉酶 B.脂肪酶 C.蛋白酶 D.肽酶

13、 6.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（ ） A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变 C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响 D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力,C,D,7.图中是一种酶促反应P+Q R,曲线E表示在没有酶时此反应的过程。在t1时，将催化此反应的酶加于反应混合物中。则表示此反应进程的曲线是 ( ),A,B,C,D,C,7.加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题： （1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的 奶渍和血渍？ （2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？ （3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些 衣料？（ ）

14、 A.化纤 B.纯毛 C.纯棉 D.真丝 （4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中 还可以加入什么酶？,B D,脂肪酶,1、选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料？,三组，高温，低温和常温！,2、我要设计几组实验？选择几个温度？,淀粉酶。因为 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,问题聚焦,考点一 酶的本质、作用及与激素的比较 1.酶的本质及生理功能,高频考点突破,2.酶与激素的比较,实验探究 酶的本质及生理作用的验证实验 1.酶是蛋白质的验证实验 （1）实验设计思路 实验组：待测酶液+双缩脲试剂是否出现紫 色反应 对照组：已知蛋白液+双缩脲试剂紫色反应 （2）实验结果分析:通过对照,实验组若出现紫 色，证明