第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶ppt課件

1、第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用,降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 細(xì)胞的能量通貨ATP ATP的主要來源細(xì)胞呼吸 能量之源光與光合作用,教學(xué)重點(diǎn)： 酶的作用、本質(zhì)和特性 教學(xué)難點(diǎn) 1.酶能夠降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 2.控制變量的科學(xué)方法,第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶,食物進(jìn)入生物體內(nèi)發(fā)生了怎樣的變化,斯帕蘭札尼鷹的消化作用實(shí)驗(yàn),1.斯帕蘭札尼設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)要解 決什么問題？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙 之處在哪里？ 2.根據(jù)肉塊消失的現(xiàn)象你能作出怎樣的假設(shè)？ 3.怎樣才能證明你的推測(cè),鳥類的胃是否只有物理性消化、沒有化學(xué)性消化,胃液中有某種化學(xué)物質(zhì)，該物質(zhì)能將肉塊分解（消化,收集該物質(zhì)，看看其在體外是否能將肉塊分解,問題探

2、討（教材P78,細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝,一、細(xì)胞代謝（新陳代謝,細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，外界能量輸入細(xì)胞，并為細(xì)胞所利用，都要經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境條件是什么,常溫常壓下,化學(xué)上的化學(xué)反應(yīng)都很容易順利進(jìn)行嗎？ 化學(xué)上采用什么方式解決這一問題的,二、酶在細(xì)胞代謝中的催化作用,1.比較過氧化氫在不同條件下的分解,2 H2O2 2 H2O + O2,高溫 /Fe3 /過氧化氫酶,通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用和意義,實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)原理,1min分鐘后，將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香放在液面的上方,單一變量原則,對(duì)照實(shí)驗(yàn),對(duì)照組

3、,實(shí)驗(yàn)組,無關(guān)變量,自變量,因變量,對(duì)照原則,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循原則,可重復(fù)性原則,等量原則,單一變量原則,檢測(cè)因變量，觀察記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果,注意問題,實(shí)驗(yàn)時(shí)要選用新鮮的肝臟 肝臟要制成研磨液 滴加肝臟研磨液和FeCl3溶液時(shí)，不可共用同一個(gè)吸管,結(jié)論：酶能催化生物化學(xué)反應(yīng)，催化效率比無機(jī)催化劑高得多。研究發(fā)現(xiàn)，酶的催化效率是無機(jī)催化劑催化效率的1071013倍。因此，酶具有高效性,同無機(jī)催化劑相比較又有哪些相同點(diǎn),加速化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，縮短達(dá)到平衡時(shí)間，但不改變平衡點(diǎn) 改變化學(xué)反應(yīng)速率，本身不被消耗 只催化已經(jīng)存在的化學(xué)反應(yīng) 都可以在生物體外發(fā)揮作用 降低活化能，使反應(yīng)速率加快,為什么酶的催化效率會(huì)比無

4、機(jī)催化劑更高呢,分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量稱為活化能,2.活化能,能量,思考,1mol H2O2由常態(tài)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)時(shí)需要吸收75 KJ的熱量，這75 KJ就是每mol H2O2的活化能。 但加入過氧化氫酶時(shí)，H2O2只要吸收29 KJ的熱量就可以轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)。少了的46 KJ的熱量,酶和一般催化劑的作用就是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，從而使活化分子數(shù)增多，反應(yīng)速度加快,從動(dòng)畫中我們可以看出，同無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高,正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝能在溫和條件下快速進(jìn)行,巴斯德之前,發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān),巴斯德,發(fā)酵與

5、活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用,引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用,畢希納,酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣,薩姆納,酶是蛋白質(zhì),李比希,切赫、奧特曼,少數(shù)RNA也具有生物催化功能,酶本質(zhì)的探索,活細(xì)胞產(chǎn)生的,具有生物催化作用的,1.定義,有機(jī)物,一類,2.本質(zhì)：大部分酶是蛋白質(zhì)，也有少數(shù)是RNA,三、酶的本質(zhì),四、酶的特性,1. 高效性：酶的催化效率是無機(jī)催化劑催化效率的1071013倍。 2. 專一性,每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng),每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng),酶具有

6、專一性,例子,酶具有專一性的意義,使細(xì)胞代謝有條不紊的進(jìn)行,細(xì)胞中幾乎所有的化學(xué)反應(yīng)都是由酶來催化的。酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率稱為酶活性,3.酶的作用條件較溫和,酶一般在比較溫和的條件下催化化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行,酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境溫度稱為該酶促反應(yīng)的最適溫度,溫度對(duì)酶活性的影響,低,空間結(jié)構(gòu),活性,反應(yīng)溶液pH會(huì)對(duì)酶的活性有影響,pH對(duì)酶活性的影響,最高,空間結(jié)構(gòu),活性,pH值：在極端的酸性或堿性條件下會(huì)變性而完全失去活性。 （1）動(dòng)物體內(nèi)的酶最適宜pH大多在6.58之間。唾液pH為6.27.4，胃液的pH為0.91.5，小腸液的pH為7.6。 （2）植物體內(nèi)的酶最適pH大多在4.56.5之間,

7、高溫、低溫、過酸和過堿對(duì)酶活性 的影響其本質(zhì)相同嗎,不同，過酸、過堿或溫度過高，會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；低溫使酶活性明顯下降，但在適宜溫度下其活性可以恢復(fù),影響酶促反應(yīng)速率的因素,1、溫度,3、酶的濃度：反應(yīng)速率隨 酶濃度的升高而加快,4、底物濃度：在一定濃度 范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃 度的升高而加快，但達(dá) 到一定濃度，反應(yīng)速率 不再變化,酶量一定,2、pH,酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的,具有生物催化作用的,1.酶的概念,有機(jī)物,一類,2.酶的本質(zhì)：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA,歸納總結(jié),3.酶的特性,高效性:酶的催化效率是無機(jī)催化劑的107 1013 倍,專一性:每一種酶只能催化一種或

8、一類化學(xué)反應(yīng),酶的作用條件較溫和:需要適宜的溫度和pH值,4.影響酶促反應(yīng)速率的因素：溫度、PH（低溫使酶活性降低；高溫、過酸或過堿使酶空間結(jié)構(gòu)破環(huán)，失去活性,課堂練習(xí),1.人在發(fā)高燒時(shí)，常常食欲大減，最根本的原因是 A.所吃食物不能消化 （ ） B.胃沒有排空 C.體溫超過合適溫度，消化酶的活性下降 D.吃藥使人沒有了胃口 2.胃蛋白酶在進(jìn)入小腸后就幾乎沒有了催化作用， 主要原因是（ ） A.pH不適合 B.胃中已經(jīng)起了消化作用，不能再起作用了 C.被小腸中的物質(zhì)包裹起來，所以起不到催化作用 D.小腸中沒有蛋白質(zhì)可被消化,C,A,3.在過氧氫酶和Fe3+的催化效率比較實(shí)驗(yàn)中，把肝臟制成研磨液

9、的目的是（雙選） （ ） 有利于過氧化氫酶的釋放 保護(hù)過氧化氫酶 提高過氧化氫酶的活性 增大酶與反應(yīng)底物的接觸機(jī)會(huì),4.酶具有極強(qiáng)的催化功能，最根本的原因是 （） 增加了反應(yīng)物之間的接觸 降低了反應(yīng)物分子的活化能 提高了反應(yīng)物分子的活化能 降低了反應(yīng)物分子的自由能 本身的數(shù)量和性質(zhì)不改變，可反復(fù)利用 A. B. C. D,AD,D,科學(xué)探究的程序,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),提出問題,作出假設(shè),進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分析結(jié)果得出結(jié)論,其中實(shí)驗(yàn)是實(shí)施探究的重要方式,表達(dá)交流,預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),完成本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表,自變量,其他 變量,溫度,酶活性改變,反應(yīng)物的量、反應(yīng) 時(shí)間、 pH等,淀粉酶,淀粉酶在溫度改變時(shí)水解淀粉的作

10、用減弱，可用碘液檢測(cè)淀粉的存在，檢測(cè)酶活性的強(qiáng)弱,常溫為對(duì)照組,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),完成本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表,自變量,其他 變量,pH,酶活性改變,反應(yīng)物的量、反應(yīng) 時(shí)間、溫度等,過氧化氫酶,過氧化氫酶在pH改變時(shí)水解過氧化氫的作用減弱，用帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃程度檢測(cè)單位時(shí)間內(nèi)氧氣的產(chǎn)生量,pH=7為對(duì)照組,取三只大小相同的干凈試管(1、2、3號(hào))，各加入2滴管淀粉 (保證淀粉的量相等)。 取三只大小相同的干凈試管(4、5、6號(hào))， 各加入1滴管淀粉酶(保證淀粉酶的量相等)。 將1號(hào)和4號(hào)試管放在試管架上，將2號(hào)和5號(hào)試管放在95恒溫水浴箱中，將3號(hào)和6號(hào)試管放在冰水中。 2min后，將4、5、6號(hào)試管中的淀粉酶分別倒入1、2、3號(hào)試管，振蕩搖勻后，分別放在試管架上、95恒溫水浴箱中、冰水中。 2min后，分別向1、2、3號(hào)試管中滴加3滴碘液，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果,具體實(shí)驗(yàn)步驟,取三只大小相同的干凈試管(1、2、3號(hào))，各加入2滴管H2O2 (保證H2O2的量相等)。 取三只大小相同的干凈試管(4、5、6號(hào))， 各加入1滴管肝臟研磨液(保證肝臟研磨液的量相等) 向4號(hào)試管中滴加5滴