降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 課件

降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課件第1頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二

以前，人們認(rèn)為鳥類的胃只能磨碎食物，不能分解食物中的有機物。也就是鳥類的胃只有物理性消化，沒有化學(xué)性消化。

1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼做了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間后，他把小籠取出來，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。第2頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二問題討論：實驗中為什么要把肉塊放入金屬籠內(nèi)？是什么物質(zhì)使肉塊消失了？這個實驗要解決什么問題？第3頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二思考：從巴斯德研究的領(lǐng)域來看，他得出結(jié)論的出發(fā)點主要是什么？從李比希研究的領(lǐng)域來看，他得出結(jié)論的出發(fā)點主要是什么？巴斯德和李比希的觀點各有什么積極意義？各有什么局限性？請分析一下畢希納的研究過程，從畢希納的實驗可以得出什么結(jié)論？5.請給酶下一個較完整的定義。一、閱讀(81頁）關(guān)于酶本質(zhì)的探究第4頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二1.從巴斯德研究的領(lǐng)域來看，他得出結(jié)論的出發(fā)點主要是什么？

巴斯德是微生物學(xué)家，他主要強調(diào)生物體或細(xì)胞的整體作用。2.從李比希研究的領(lǐng)域來看，他得出結(jié)論的出發(fā)點主要是什么？

李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)的角度考慮問題。第5頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二人物巴斯德李比希合理性認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)局限性發(fā)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用3.巴斯德和李比希的觀點各有什么積極意義？各有什么局限性？第6頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二

畢希納的實驗說明，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。他將酵母細(xì)胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶酵母細(xì)胞研磨加水?dāng)嚢杓訅哼^濾含酵母細(xì)胞的提取液加入葡萄糖過程：現(xiàn)象：糖液變成了酒4.請分析一下畢希納的研究過程，從畢希納的實驗可以得出什么結(jié)論？第7頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二1926年美國科學(xué)家薩姆納在刀豆種子中，利用丙酮提取出了脲酶的結(jié)晶。第8頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二20世紀(jì)80年代，美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化功能↓酶的本質(zhì)↓絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA第9頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二一、酶的本質(zhì)發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)發(fā)酵與整個細(xì)胞的活動有關(guān)發(fā)酵與細(xì)胞中某種物質(zhì)有關(guān)酵母細(xì)胞中的某物質(zhì)能在細(xì)胞外起作用酶是蛋白質(zhì)巴斯德之前巴斯德李比希畢希納薩姆納少數(shù)RNA也具有生物催化功能切赫和奧特曼第10頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二蛋白質(zhì)是酶嗎？蛋白質(zhì)抗體激素酶第11頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二酶的化學(xué)成分

酶的來源

酶的功能酶是一類生物催化劑活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的是有機物。一類大部分酶是蛋白質(zhì)，也有少數(shù)是RNA。什么是酶？第12頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二二、酶的作用實驗

比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗?zāi)康模和ㄟ^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第13頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二［數(shù)據(jù)資料］

新鮮肝臟中有較多的過氧化氫酶。經(jīng)計算，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的氯化鐵溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液相比，每滴氯化鐵溶液中的Fe3+數(shù)，大約是每滴研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬

倍?。?！第14頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二實驗原理：第15頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二方法步驟:1.取4支潔凈試管，編上序號，并且各注入2mL過氧化氫溶液，按序號依次放置在試管架上。2.將2號試管放在90℃左右的水浴中加熱，觀察氣泡冒出的情況，并與2號試管作比較。3.向3號試管內(nèi)滴入2滴氯化鐵溶液，向4號試管內(nèi)滴入2滴肝臟研磨液。輕輕地振蕩兩只試管，使試管內(nèi)的物質(zhì)混合均勻。仔細(xì)觀察哪支試管產(chǎn)生的氣泡多。4.將點燃但無火焰的木條分別放入3、4號試管內(nèi)液面的上方，觀察哪支衛(wèi)生香燃燒猛烈。第16頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二步驟試管編號

說明1234

一H2O2濃度

二

結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結(jié)論比較過氧化氫在不同條件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3鮮肝研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴反應(yīng)條件第17頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二步驟試管編號

說明1234

一H2O2濃度

二

結(jié)果氣泡產(chǎn)生帶火星木條結(jié)論比較過氧化氫在不同條件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3鮮肝研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明顯少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃反應(yīng)條件自變量因變量無關(guān)變量變量對照組實驗組對照實驗等量性原則單一變量原則等量性原則無關(guān)變量人為改變的變量隨自變量的變化而變化的變量1.高溫可以加快過氧化氫分解2.FeCl3能催化過氧化氫分解3.過氧化氫酶能催化過氧化氫分解4.過氧化氫的催化效率比FeCl3高第18頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二設(shè)計實驗的原則1.單一變量原則2.對照實驗原則第19頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二

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)所需要的能量稱為活化能二、酶在細(xì)胞代謝中的作用2H2O2

→2H2O+O2第20頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二第21頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二

正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和的條件下快速進(jìn)行。各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：加熱：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化學(xué)反應(yīng)的活化能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能二、酶在細(xì)胞代謝中的作用第22頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二酶與無機催化劑的比較Fe3+、MnO2等過氧化氫酶性質(zhì)化學(xué)催化劑生物催化劑條件高溫高壓條件溫和催化效率低（降低活化能）高（更顯著的降低活化能）催化對象許多反應(yīng)一種或一類物質(zhì)共同特點反應(yīng)前后質(zhì)量不變；性質(zhì)不變；不改變反應(yīng)生成量第23頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二酶與無機催化劑的比較？1、相同點：1）改變化學(xué)反應(yīng)速率，本身幾乎不被消耗；2）加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡時間，但不改變平衡點；3）降低活化能，使化學(xué)反應(yīng)速率加快。第24頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二不同點：酶的特性1、高效性：酶的催化效率比無機催化劑更高，使得反應(yīng)速率更快；2、專一性：一種酶只能催化一種或一類底物，如蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)水解成多肽；3、溫和性：是指酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在較溫和的條件下進(jìn)行的。第25頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二1、酶具有高效性3443少量肝臟研磨液說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。

比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率為什么4號試管的反應(yīng)速率比3號試管快得多？第26頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二酶的具有高效性事實上，酶的催化效率一般是無機催化劑的

倍。107

～1013酶的高效性保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行能量供應(yīng)的穩(wěn)定酶具有高效性的意義：上述實驗說明了：第27頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二每一種酶只能催化

化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行，與酶的

是分不開的。2、酶具有專一性一種或一類4000專一性目前發(fā)現(xiàn)的酶有

多種,它們分別催化不同的化學(xué)反應(yīng)。第28頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用

淀粉和蔗糖都是非還原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解為麥芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解為葡萄糖和果糖。麥芽糖、葡萄糖、果糖均屬還原性糖。還原性糖能夠與斐林試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色的沉淀。

現(xiàn)在給你淀粉酶溶液，要觀察淀粉酶能催化哪種糖水解，應(yīng)該如何設(shè)計這個實驗？你有怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？第29頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二淀粉溶液蔗糖溶液實驗步驟一二三實驗現(xiàn)象結(jié)論加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反應(yīng)5min2號試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑振蕩約60℃水浴2min1號試管中加入2mL淀粉溶液無變化磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用第30頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二3、酶的作用條件較溫和第31頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二過氧化氫酶在最適合的pH下，酶的活性

最高空間結(jié)構(gòu)在過酸過堿的條件下，都會使酶的遭到破壞而失去?；钚缘?2頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較較高的溫度容易使酶的遭到破壞而失去。每種酶都有自己的低活性最適溫度空間結(jié)構(gòu)第33頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二

高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性都有影響，其本質(zhì)相同嗎？

不同，過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(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)。第34頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二★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)速率不再變化酶促反應(yīng)速率酶的濃度酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定2、pH第35頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二酶的特性：1.具有高效性2.具有專一性3.作用條件較溫和（1）要有合適的溫度（2）要有合適的pH總結(jié)：比較過氧化氫酶和Fe3＋的催化效率淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用

溫度對淀粉酶活性的影響pH對過氧化氫酶活性的影響

第36頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二第37頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二學(xué)案（1）溫度對淀粉酶活性的影響原理：a、淀粉被淀粉酶水解為麥芽糖，麥芽糖與斐林試劑作用形成磚紅色沉淀b、溫度影響酶的活性，從而影響麥芽糖的生成量，滴加斐林試劑，根據(jù)生成沉淀顏色的深淺來判斷麥芽糖的生成量.實驗過程：分別放入不同溫度下維持5分鐘（如0℃、10℃、20℃、--------90℃）斐林試劑實驗結(jié)果預(yù)測：在50--60

℃條件下加熱產(chǎn)生的磚紅色沉淀最多，其他溫度條件下產(chǎn)生的磚紅色沉淀不明顯實驗結(jié)論：溫度影響酶的活性，酶活性有一定的最適溫度范圍第38頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二(2)pH對過氧化氫酶活性的影響原理：a、過氧化氫在過氧化氫酶的作用下被分解成水和氧氣b、pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成量，可用點燃衛(wèi)生香的燃燒情況來檢驗氧氣生成量的多少實驗過程：用Hcl或NaOH調(diào)整出不同的pH（如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0）實驗結(jié)果預(yù)測：在pH為6.5—8.0之間，衛(wèi)生香的燃燒情況較好，其他pH條件下燃燒情況較差實驗結(jié)論：pH影響酶的活性，酶活性有一定的最適pH范圍第39頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二pH值：在極端的酸性或堿性條件下會變性而完全失去活性，大多數(shù)酶的最適PH值為4.5-8.0范圍內(nèi)。（1）動物體內(nèi)的酶最適宜pH大多在6.5—8之間。唾液pH為6.2—7.4，胃液的pH為0.9—1.5，小腸液的pH為7.6。（2）植物體內(nèi)的酶最適pH大多在4.5—6.5之間。第40頁，共44