降低化学反应活化能的酶幻灯片

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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,1、这个实验要解决什么问题？为何要将肉放在金属笼子里？,2、是什么物质使肉块消失了？,3、怎样才能证明你的推测？,问题探讨,鸟类的胃中是否只有物理消化，无化学消化。,胃内的化学物质,收集胃内的化学物质，体外是否能将肉分解。,胃内起消化作用的物质主要是什么？,一、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。,2 H2O2 2 H2O + O2,1、常温下反应 2、加热 3、Fe3+做催化剂 4、过氧化氢酶,二、酶在细胞代谢中的作用,过氧化氢酶,实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解,结论：,不明显,少量,较多,最多,不

2、复燃,几乎无变化,轻度燃烧,猛烈燃烧,过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样，加热、FeCl3和过氧化氢酶都可以使过氧化氢分解，但过氧化氢酶的催化效率较高。,在本实验中应该注意哪些事项？,1.实验时肝脏必须要新鲜。因为酶是蛋白质，如果取材过早，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶的数量减少且活性降低。 2.要使用肝脏研磨液，这样可加大过氧化氢酶与过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。 3.滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合用一支滴管。原因是酶的催化效率具有高效性，少量酶带入氯化铁溶液中也会影响实验结果的准确性，导致得出错误的结论。 4.过氧化氢具有一定的腐蚀性，使用

3、时不要让其接触皮肤。,实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解,对照组,实 验 组,无关变量,等量原则,（二）实验:讨论提示 1.2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反应的顺利进行至关重要。,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

4、活化能。,a,b,c,如图abc中，代表正常条件下分子活化能是 ，代表酶促反应所需活化能是 ；代表酶所降低的活化能的是 。,C,b,a,一、酶在细胞代谢中的作用,正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。 酶的催化作用的实质就是降低反应的活化能，从而提高了活化分子的数量，加快反应速率。酶也具有无机催化剂的特点：加快反应速率，本身不被消耗，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点等。,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,二、酶在细胞代谢中的作用,三、酶的本质,酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。,

5、其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。,酶的来源,酶的功能,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？,不是，酶在细胞内外都能发挥作用， 有些酶在细胞内起作用，有些酶在细胞外起作用（消化酶）。,例：皮肤上出现小伤口，用双氧水消毒时，能观察到什么现象？你能解释产生这一现象的原因吗？ 解析：当皮肤上出现小伤口时，常用双氧水消毒。在消毒时常能观察到有气泡产生。这是因为人体细胞中有过氧化氢酶，能将过氧化氢分解成水和氧气，这些气泡就是氧气。,例：加酶洗衣粉是在洗衣粉中加入0.2%0.5%的酶制成的合成洗涤剂。羊毛、兔毛、蚕丝等蛋白质类纤维织物不能用加酶洗衣粉洗涤，否则会使纤维受到破坏，你

6、知道这是为什么吗？ 解析：加酶洗衣粉中含有蛋白酶，可以分解羊毛、兔毛、蚕丝等蛋白质类纤维，因此，不能用于此类织物的洗涤。,（三）资料分析 1.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是细胞中的某些物质是合理的，但是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。 2.提示：巴斯德是微生物学家，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集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。,3.毕希纳的实验说明，酵母细胞中的某些物质能够在酵母细

7、胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。 4.萨姆纳历时9年用正确的科学方法，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。,细胞代谢： 设计实验的原则：单一变量原则 对照原则 等量原则 酶降低化学反应活化能，提高化学反应速率的作用； 酶的本质：,课堂小结,练一练,基础题 1.巴斯德：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。 李比希：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：酶是蛋白质。,2.提示： （1

8、）细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要高效率地进行，酶的催化效率比无机催化剂高得多。 （2）细胞内的化学反应需要在常温、常压、酸碱度适中等温和条件下进行，无机催化剂常常需要辅助以高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件才能有较高的催化效率。 3.D。,拓展题 1.提示： 可用第2章中学过的鉴定蛋白质的方法。在萨姆纳之前，之所以很难鉴定酶的本质，主要是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。 2.提示： （1）如四膜虫的rRNA前体具有催化活性。 （2）目前已有发现具催化活性的DNA的报道。,四、酶的特性,酶具有高效性,思考：,口腔里只有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消

9、化?,酶的催化效率是无机催化剂的107 1013 倍。,酶具有专一性,一种酶只能催化一种或一类化学反应。,四、酶的特性,思考：P86基础题3,案例一： 探究PH对过氧化氢酶活性的影响：,案例二： 探究温度对淀粉酶活性的影响：,探究,PH对酶活性的影响,酶的作用条件较温和,四、酶的特性,四、酶的特性,过酸过碱会使酶的空间结构遭到破坏，酶永久失活。,温度对酶活性影响,温度过高会使酶的空间结构遭到破坏，酶永久失活。低温使酶的活性降低，但恢复温度后，酶的活性可恢复。,四、酶的特性,四、酶的特性,过酸、过碱和高温-酶被杀死 低温-酶暂时失活,注意：,1、温度,2、pH,酶活性,酶促反应速率,3、酶的浓度

10、：,反应速率随酶浓度的升高而加快。(底物充足),4、底物浓度：见拓展题,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）。,1.温度和pH是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的。 2.底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。,酶的专一性,每一种酶只能催化一种或一类化学反应,酶的催化效率是无机催化剂的107 1013 倍,酶的性特,酶的高效性,酶的作用条件较温和,1）需要适宜pH值,2）需要适宜的温度,酶的本质,活细胞产生的具有生物催化作用的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA,小结,降低活化能,影响酶促反应速率的因

11、素：,温度、pH、酶的浓度、底物浓度,1783年，斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用时做了一个巧妙的实验，这个实验的巧妙之处在于（ ） A排除了鸟的胃中物理性消化的干扰 B证明了何种消化酶对食物起了消化作用 C证明了胃对于食物只有化学性消化 D证明了细胞代谢离不开消化酶 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,A,A,同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因是（ ）。 A能降低反应的活化能 B能供给反应物能量 C改变了反应的途径 D降低反应活化能的作用更显著 关于活化能

12、，下列说法不正确的是（ ）。 A是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量 B加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能 C无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更多而加快反应速率 D酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易进行,D,C,下图纵轴为酶反应速率，横轴为底物浓度，其中正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速率关系的是（ ）。,B,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 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

13、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 人体内胃蛋白酶的最适宜PH在2.0左右，但它流入肠道后会自动丧失其功能，原因在于肠道内的PH为碱性。这样可保证各部位的酶在各部分发挥功能，保证新城代谢有序地进行。,C,A,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 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,例：测定胃蛋白酶的活性

14、时，将溶液的PH由10降到2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 解析：胃蛋白酶的最适宜PH为1.5左右，在PH为10时，酶已经丧失活性。所以尽管PH由10降到2，但胃蛋白酶一直没有活性。,B,控制变量与对照实验 1、自变量：实验中人为控制改变的变量。 2、因变量：随自变量而变化的变量。 3、无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在的一些可变因素，对实验结果造成影响。 4、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。 5、对照实验一般要设置对照组与实验组。,下图为某同学根据实验所做的不同温度下，A、B、C、D四种酶的催化效率曲线图，请据图回答下列问题：,(1) A酶的催化效率达到最高值时温度约为_。 (2) _曲线能反映出温度对人体内酶的影响。 (3) _ 曲线很可能是错误的，因为_。,（1）15（2）B（3）C，超过60，绝大多数的酶失去活性。,在20 测得的过氧化氢分解的活化能,实验：探究过氧化氢酶的活性受酸碱度影响,实验：探究温度对淀粉酶活性的影响,