降低化学反应活化能的酶吕怡.ppt

我饿！我要吃吃吃,妈妈，我也要吃,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,细胞代谢:细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。,这些化学反应发生的环境条件是什么？,为什么细胞在常温常压下都能快速进行化学反应？,一酶在细胞代谢中的作用,1、常温下反应 2、加热 3、Fe3+做催化剂 4、过氧化氢酶,2 H2O2 2 H2O + O2,实验的注意事项：,1 必须用新鲜肝脏做实验材料。 2 实验使用肝脏的研磨液时,加大肝脏内过氧化氢酶与 试管中过氧化氢分子的接触面积，从而加速过氧化氢 的分解。 3 不能共用一个吸管吸取肝脏研磨液和氯化铁溶液。 4 过氧化氢有腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。 5 观察产生氧气多少的途径： 一、观察产生气泡的数目的多少。 二、用无火焰的卫生香来鉴定，氧气多会使无火焰 的卫生香复燃。,实验讨论：,1与1号试管相比，2号试管出现什么不同现象？ 这一现象说明什么？,2、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？,答：单位时间内2号试管放出的气泡更多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。,答：不能,3、3号和4号试管未经加热也有大量气泡产生，这说明什么？,答：说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都是催化剂，都能加快过氧化氢分解的速率。,4、3号和4号试管相比，哪支试管听反应速率快？ 这说明什么？,答：4号试管的反应速率比3号试管快得多。,答：酶催化具有高效性能保证细胞代谢在常温、常压下高效进行,5、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Fe3+的催化效率高得多。,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,带火星的卫生香,对照组,实验组,实验步骤：,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。,单因子变量原则：在对照实验中,除了要观察的变量（自变量和因变量）发生变化外,其他变量（无关变量）都应保持相同。,生物实验设计原则:,思考：提高化学反应速率的方法有哪些？,平行重复原则,它们加快反应速率的原因分别是什么？,1课时,常态：在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子平均能量水平较低，称为“常态”。,活跃状态：当分子获得能量的时候，便由常态转变为容易发生化学反应的活跃状态。,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,在20 测得的过氧化氢在不同条件下分解所需的活化能,同无机催化剂相比，酶降低活化能 的作用更显著，因而催化效率更高。,FeCl3是否降低了反应活化能？,反应物,产物,活化能,反应进程,能量,催化剂在化学反应中的作用,人们怎么发现酶的？酶究竟是什么？,问题探讨,1、这个实验要解决什么问题？ 2、是什么物质使肉块消失了？ 3、怎样才能证明你的推测？,鸟类的胃是否只能物理性消化，能否进行化学性消化？,胃液中的化学物质,收集胃液，看看其中的物质在体外是否也能将肉块分解。,二.关于酶本质的探索,二.关于酶本质的探索, 巴斯德以前：,发酵是纯化学反应, 与生命活动无关。,巴斯德 和 李比希 观点的比较,18031873(德国) 化学家 通过对化学变化的研究认为糖类变成酒精就是一个化学反应 结论: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,18221895(法国) 微生物学家 通过显微镜观察发现发酵的过程中有酵母菌 结论：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,酵母细胞研磨,含酵母细胞的提取液,加水搅拌,加压过滤,加入葡萄糖, 现象：冒出气泡, 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，, 过程：,2. 酶的本质,(4) 毕希纳：,就像在活酵母细胞中一样。,巴斯德 和 李比希 观点的比较,18031873(德国) 化学家 通过对化学变化的研究认为糖类变成酒精就是一个化学反应 结论: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,18221895(法国) 微生物学家 通过显微镜观察发现发酵的过程中有酵母菌 结论：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,2. 酶的本质,(5) 萨姆纳：, 18871955（美国）, 1926年从刀豆中提取脲酶实验, 结论:酶为蛋白质。,(6) 切赫和奥特曼：(美国),20世纪80年代发现: 少数RNA也具有生物催化作用，也是酶。,酶的化学本质,酶的来源,酶的功能,活细胞产生的,具有催化作用的,是,有机物,什么是酶？,2. 酶的本质,大部分酶是蛋白质，少数酶是RNA。,第2课时,判断题 3、酶都是蛋白质。 4、酶在化学反应中，慢慢被消耗。 5、合成酶的细胞结构是溶酶体。 6、酶水解后的产物是氨基酸或者脱氧核苷酸,总结见练习册58页,1.只有分泌细胞才能产生酶,2.酶只有催化作用,关于酶的特性，下列表述中错误的是 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,D,酶和无机催化剂相比具有哪些共同点？,1、改变化学反应速率，本身不被消耗 2、加快反应速率，不改变产物 3、降低活化能，使反应加快,一、酶具有高效性,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,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！,酶的催化效率是无机催化剂的107 1013 倍,二.酶的特性：,酶具有高效性,意义：保证了细胞代谢在常温常压下高效进行。,二.酶具有专一性,讨论:口腔里面有唾液淀粉酶，为什么留在牙缝里的肉丝两天后还没被消化呢？,概念：每种酶只能催化一种或一类化学反应,生物体内有些酶能够催化某些分子结构相近 的物质，如二肽酶，可以催化任何两种氨基酸 组成的二肽水解。,意义：使细胞代谢有条不紊地进行,目前发现的酶有 多种,它们分别催化不同的化学反应。（专一性决定多样性）,4000,1号试管,2号试管,试管加入 2 mL淀粉溶液,试管加入 2 mL蔗糖溶液,加入淀粉酶2滴，振荡，放在60 的环境中，反应约5 min,加斐林试剂振荡50-65水浴加热,有砖红色沉淀生成,无砖红色沉淀生成,酶的催化作用具有专一性,探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,实验 探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用,问：该实验能否用碘液来检测蔗糖或淀粉是否水解？,不能。因为碘液不能与蔗糖及其水解产物发生颜色反应，无法确定蔗糖是否被水解。,能否用煮熟的肝脏研磨液？,用冷水，温水，烫水洗衣服，哪个效果最好？,问题聚焦,1、选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料？,三组，高温，低温和适宜温度！,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,探究温度对？酶活性的影响,4.能否选择斐林试剂来检测？,不能，本实验不能将温度改为50-65摄氏度，即不能改变温度。,探究温度对淀粉酶活性的影响,以上设计有两点错误: 一是加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则;,以上设计是否有错误？,二是试剂加入的顺序错误2、3步应互换。,取3支试管，编上号，然后分别注入_。 另取3支试管，编上号，然后分别注入_。 将装有_ 溶液和_溶液的试管分成三组，分别放入_、_、_的恒温箱中，维持各自温度5 min。,2 mL淀粉溶液,2 mL淀粉酶溶液,淀粉,淀粉酶,0,60,100,分别将_溶液注入不同温度下的_溶液中，摇匀后，维持各自的温度5 min。 在3支试管中各滴入12滴_，然后摇匀。 观察这3支试管中溶液_的变化情况，并将观察结果记录下来。,淀粉酶,淀粉,碘液,颜色,探究温度对淀粉酶活性的影响,结果：1号呈_色。2号呈_色，3号呈_色。,蓝,淡黄,蓝,结论：只有在适宜的温度下酶的催化效率最好,2 mL,2 mL,2 mL,2滴,2滴,2滴,0 ,0 ,60,60,100 ,100 ,将4号试管的溶液倒入1号试管；将5号试管的溶 液倒入2号试管；将6号试管的溶液倒入3号试管。,0 ,60 ,100 ,变蓝,不变蓝,变蓝,此设置的几个温度中，60 时 唾液淀粉酶活性最高,3课时,实验 探究酶和温度的关系,4.pH对酶活性的影响 （2）实验程序,注意：实验程序中2、3步一定不能颠倒,酶的催化作用需要适宜的条件,在一定 范围内，酶的活性随着增加而增强；超过这个限度酶的活性随着增加而降低，甚致失去活性,最适宜温度,最适宜pH,结论：在最适宜的温度和最适宜的pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。,强调：过酸、过碱或高温，都能使酶的分子 结构遭到破坏而失去活性，且不可逆。,1）需要适宜温度,2）需要适宜pH,与酶有关的曲线分析 （1）催化剂可加快化学反应速率，与无机催化 剂相比，酶的催化效率更高。 （2）酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间, 不改变化学反应的平衡点。 （3）酶只能催化已存在的化学反应。,1.表示酶高效性的曲线,酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到 酶数量的限制。,2.底物浓度,在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。,3.酶浓度（底物充足）,见资料书60页,1.在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH由10降到1.5 的过程中，胃蛋白酶的活性将：（ ） A不断上升 B没有变化 C先升后降 D先降后升,2.把酶放在 0 和 100 的温度条件下处理后，酶 均失去活性。下列说法正确的是（ ） A. 经过 0 处理的酶的活性能够恢复 B. 经过 100 处理的酶的活性能够恢复 C. 经过 0 处理的酶的空间结构遭破坏 D. 经过 100 处理的酶被水解成了氨基酸,B,A,思考：当胃蛋白酶随食物进入小肠后，仍能催化蛋白质的分解吗？为什么？,3、在温度、PH等适宜条件下，图中实线表示没有酶时反应的进程。在T1时将催化此反应的酶加入反应物中，则图中表示此反应进程的曲线是 （ ） A曲线A B曲线B C曲线C D曲线D,C,4、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH值至2.0，保存于37的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是 A淀粉、胃蛋白酶、多肽、水 B唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水 C唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水 D唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水,A,5、图2l中能正确反映某种动物消