高中生物51-降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶優(yōu)秀課件

第5章細胞的能量供給和利用第1節(jié)降低化學(xué)反響活化能的酶一、酶的作用和本質(zhì)問題探討討論：年斯巴蘭札尼的實驗要解決什么問題？2.是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的推測？斯帕蘭札尼的實驗討論：1、這個實驗要解決什么問題？2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3、怎樣才能證明你的推測？鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學(xué)性消化是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解了一、細胞代謝細胞中每時每刻都進行著許多化學(xué)反響，統(tǒng)稱為細胞代謝CCOOHHNR1R2OHHCNH2COHH+→R1CNH2CHOCOOHCHNR2H二、酶在細胞代謝中的作用

2H2O2

→2H2O+O21、常溫下反響2、加熱3、Fe3+做催化劑4、過氧化氫酶豬肝研磨液加入試管直接觀察酒精燈水浴加熱滴加FeCl3溶液二、酶在細胞代謝中的作用：

酶在細胞代謝中的作用：實驗用簡單的實驗證明酶的催化效率：2H2O2→

2

H2O+O21.常溫2.加熱3

4.加肝液在本實驗中應(yīng)該注意哪些事項？

1.實驗時肝臟必須要新鮮;2.要使用肝臟的研磨液;3.滴加氯化鐵和肝臟研磨液不能合用一支滴管;4.要注意觀察實驗的現(xiàn)象;5.不要讓過氧化氫接觸皮膚。步驟試管編號

說明1234

一H2O2濃度

劑量二

劑量結(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肝臟研磨液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)燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反響條件自變量因變量無關(guān)變量y=k·xy=kx+z8滴大量復(fù)燃變量步驟試管編號說明1234

一H2O2濃度

劑量二

劑量結(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肝臟研磨液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)燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反響條件自變量因變量無關(guān)變量對照組實驗組對照實驗控制變量與對照實驗1、自變量：實驗中人為改變的變量。2、因變量：隨自變量而變化的變量。3、無關(guān)變量：除自變量外，實驗過程中可能還會存在的一些可變因素，對實驗結(jié)果造成影響。4、對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗叫做對照實驗。5、對照實驗一般要設(shè)置對照組與實驗組。實驗設(shè)計原那么：①對照原那么②單一變量(單因子〕原那么友情提示③等量原那么④科學(xué)性原那么⑤可重復(fù)性原那么分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反響的活潑狀態(tài)所需要的能量稱為活化能二、酶在細胞代謝中的作用

分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反響的活潑狀態(tài)所需要的能量稱為活化能反響物產(chǎn)物………………活化能反響進程能量

加熱催化劑在化學(xué)反響中的作用反響物產(chǎn)物………………活化能反響進程能量主要特點降低反應(yīng)所需的活化能參與反應(yīng)，不提供能量本身的量與化學(xué)性質(zhì)不變

75

無催化劑催化

29

過氧化氫酶

54

用膠態(tài)鉑催化活化能/kJ.mol-1

條件..…………

無機催化劑二、酶在細胞代謝中的作用

正是由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和的條件下快速進行。各條件使反響加快的本質(zhì)：加熱：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化學(xué)反響的活化能更顯著地降低化學(xué)反響的活化能酶的作用：

同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。

降低活化能催化作用三、酶的本質(zhì)討論：1、巴斯德和李比希的觀點各是什么？有什么積極意義？各有什么局限性？2、巴斯德和李比希出現(xiàn)爭論的原因是什么？這一爭論對后人進一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？畢希納實驗3、從畢希納實驗可以得出什么結(jié)論？4、薩姆納研究哪種酶？你認為他成功的主要原因是什么？5、切赫和奧特曼有什么新發(fā)現(xiàn)？6、酶的本質(zhì)是什么？酶的本質(zhì)探索過程：A.酶本質(zhì)的探索：〔1〕1857年，法國，巴斯德〔生物學(xué)家〕通過顯微鏡觀察，提出釀酒中發(fā)酵是由于酵母細胞的存在。結(jié)論：沒有活細胞的參與，糖類是不可能變成酒精的〔2〕德國，李比?！不瘜W(xué)家〕結(jié)論：發(fā)酵是酵母細胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用〔3〕德國，畢希納過程：酵母細胞提取液中參加葡萄糖，糖液變成了酒。結(jié)論：將酵母細胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶?！?〕美國，薩姆納1926年，從刀豆種子中提出脲酶結(jié)晶，脲酶是一種蛋白酶；20世紀30年代,相繼提出了多種酶的蛋白結(jié)晶結(jié)論：酶是一類具有催化作用的蛋白質(zhì)?！?〕20世紀80年代，切赫、奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作用結(jié)論：酶是具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。B.酶的定義：酶：是活細胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機物。絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA〔核酶〕。怎樣驗證酶的存在？與雙縮脲反響生成紫色物質(zhì)催化脂肪酶水解的酶是？主要的合成部位？判斷：酶是蛋白質(zhì)所有的細胞都能產(chǎn)生酶來源：活細胞產(chǎn)生的〔死細胞不產(chǎn)生酶，但凡活細胞都一定能產(chǎn)生酶〕。本質(zhì)：絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。合成原料：氨基酸或核糖核苷酸〔組成RNA〕功能：生物催化劑：a.在催化某一反響時，與其他一般無機催化劑一樣，能顯著降低反響的活化能，提高反響速率，縮短到達平衡的時間，但并不改變反響的方向和平衡常數(shù)；b.反響前后酶的性質(zhì)和數(shù)量均沒有變化。分布：細胞外(胞外酶：如各種消化酶)；細胞內(nèi)(胞內(nèi)酶：如呼吸氧化酶)降低化學(xué)反響活化能的酶二酶的特性復(fù)習(xí)：1、人體細胞內(nèi)時刻進行上百萬次的化學(xué)反響，這些化學(xué)反響在常溫常壓下為何能如此快速、高效、有序、順利進行的呢？酶2、化學(xué)反響需要提供能量，使參加化學(xué)反響的分子從常態(tài)變?yōu)榛顫姞顟B(tài)，那么酶是否提供了能量而加快了反響速率呢？降低化學(xué)反響活化能3、酶的本質(zhì)？

酶是由活細胞產(chǎn)生的具有催化能力的有機物3443少量肝臟研磨液說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率(活性)高得多。比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率為什么4號試管的反響速率比3號試管快得多？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胞內(nèi)化學(xué)反響的順利進行。

酶具有高效性的意義：上述實驗說明了：一、酶具有高效性

淀粉和蔗糖都是非復(fù)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、果糖均屬復(fù)原性糖。復(fù)原性糖能夠與斐林試劑發(fā)生氧化復(fù)原反響，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？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用淀粉溶液蔗糖溶液實驗步驟一二三實驗現(xiàn)象結(jié)論分別參加淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反響5min2號試管中參加2mL蔗糖溶液參加斐林試劑振蕩約60℃水浴2min1號試管中參加2mL淀粉溶液藍色無變化棕色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每一種酶只能催化化學(xué)反響。細胞代謝能夠有條不紊，互不干擾地進行，與酶的

是分不開的。

二、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)反響。一、酶具有高效性原理：一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反響。又該你動腦筋了！問題聚焦1、選擇淀粉酶還是H2O2酶作為實驗材料？三組，高溫，低溫和常溫！2、我要設(shè)計幾組實驗？選擇幾個溫度？淀粉酶。因為H2O2受溫度影響也會分解3、觀察指標怎么確定，選擇什么樣的鑒定試劑？碘液，看是否變藍序號項目試管1231α－淀粉溶液1ml2ml1ml2淀粉酶1ml1ml1ml3溫度60℃沸水冰水4碘液1－2滴1－2滴1－2滴5實驗現(xiàn)象以上設(shè)計有兩點錯誤:

一是參加的可溶性淀粉溶液沒有遵循等量原那么;

二是試劑參加的順序錯誤2、3步應(yīng)互換。以上設(shè)計是否有錯誤？1號試管淀粉溶液實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論2號試管3號試管參加淀粉酶2滴，振蕩試管各參加2mL淀粉溶液藍色保持0℃冰水中約5min加熱至100℃，

約5min加熱至60℃，約5min各參加兩滴碘液振蕩無明顯現(xiàn)象只有在一定溫度下酶的催化效率最好藍色探究溫度對淀粉酶活性的影響

除了注意對照實驗設(shè)計，還要注意實驗的順序，如果有時間，實驗組可等梯度多做幾組，得出的結(jié)果更準確。酶的活性受溫度影響的示意圖CBAB點對應(yīng)的溫度表示：AB段表示：BC段表示：酶的最適溫度超過最適溫度后，隨溫度上升，酶活性下降。在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度升高，酶活性升高。1.溫度CBA

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，蛋白質(zhì)變性，而失去

。每種酶都有自己的低活性最適溫度空間結(jié)構(gòu)動物：35---40攝氏度植物40--50攝氏度細菌、真菌差異較大在適宜的條件下將肉塊和蛋白酶放到一起疑問：60℃時，為什么肉塊長時間不能被分解？如何找到酶活性最高時的溫度？通過以上實驗可以知道，酶在最適溫度下，

活性最高。那么PH值不同，對酶的活性有沒有影響呢？你要動腦筋了！設(shè)計一個實驗，來探究pH會影響酶的催化效率〔活性〕？以上設(shè)計缺少對照組。

以上設(shè)計是否科學(xué)？序號項目試管121α－淀粉酶溶液1ml1ml2PHNaOH1mlHcl1ml3可溶性淀粉溶液2ml2ml4溫度60℃60℃5斐林試劑2ml2ml6實驗現(xiàn)象1號試管過氧化氫溶液實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論2號試管3號試管參加過氧化氫酶2滴，振蕩2—3min試管各參加2mL過氧化氫溶液無明顯變化pH＝7pH=12pH＝2將帶火星的衛(wèi)生香分別放入試管中在適合的pH下酶的催化效率好復(fù)燃無明顯變化探究pH對過氧化氫酶活性的影響酶的活性受pH影響的示意圖B點對應(yīng)的pH值表示：AB段表示：BC段表示：酶的最適pH值超過最適pH后，隨pH上升，酶活性下降。在一定pH范圍內(nèi)，隨pH上升，酶活性上升。CBA2.pH酶反響最適pH動物體內(nèi)：〔接近中性〕植物體內(nèi)：酶的名稱最適pH胃蛋白酶唾液淀粉酶胰蛋白酶過氧化氫酶核糖核酸酶1.5787.67.8

過酸、過堿、高溫---酶變性失活低溫---酶活性極低每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反響酶的催化效率是無機催化劑的107～1013

倍二、酶的特性：酶的催化作用需要適宜的條件1〕需要適宜pH值2〕需要適宜的溫度酶的高效性酶的專一性三、影響酶活性的因素：1、pH值2、溫度3、激活劑4、抑制劑CBACBA★影響酶促反響速率的因素：1、溫度3、酶的濃度：反響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)，反響速率隨濃度的升高而加快，但達到一定濃度，反響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在底物濃度很低時，反響速度隨底物濃度的增加而急驟加快，兩者呈正比關(guān)系；隨著底物濃度的升高，反響速度不再呈正比例加快，反響速度增加的幅度不斷下降。如果繼續(xù)加大底物濃度，反響速度不再增加，此時，無論底物濃度增加多大，反響速度也不再增加，說明酶已被底物所飽和。所有的酶都有飽和現(xiàn)象，只是到達飽和時所需底物濃度各不相同。5、激活劑、抑制劑總結(jié)：影響酶促反響速率的因素①酶濃度②底物濃度溫度③酶活性PH值激活劑、抑制劑1、高效性：酶的催化效率比無機催化劑更高，使反響速率更快；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)反響一般是在較溫和的條件下進行的，需要適宜的溫度和PH值酶的特性１.在其他條件不變而酶濃度增加時，以下圖中能正確表示生成物量變化的是(圖中虛線為酶濃度增加后的變化曲線)C３.人在發(fā)高燒時，常常不思飲食，其根本原因時

A.消化道內(nèi)食物尚未消化B.發(fā)燒使胃腸蠕動減弱

C.體內(nèi)的食物殘渣排出受阻D.高燒使酶的活性減弱２.以下有關(guān)酶的表達錯誤的選項是A.組成大多數(shù)酶的根本單位是氨基酸B.少數(shù)的酶是RNAC.每種酶都具有高效性，專一性D.酶都具有消化功能催化效率pH值24681012胰蛋白酶胃蛋白酶0４.在測定胃蛋白酶活性時，將溶液pH由10降到2的過程中，胃蛋白酶的活性將：〔〕A．不斷上升B．沒有變化C．先升后降D．先降后升B

5.以下有關(guān)酶的研究，按時間先后順序，正確的選項是〔〕。①斯巴蘭札尼證明鳥胃里有化學(xué)變化②施旺從胃液中提取出胃蛋白酶③人們認為鳥胃里無化學(xué)變化④科學(xué)家指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì)⑤科學(xué)家認為，酶是活細胞里產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，少數(shù)酶是RNAA．①②③④⑤B．③①②④⑤C．①②④③⑤D．③①②⑤④B

6、除以下哪種因素外，都可破壞酶的分子結(jié)構(gòu)，從而使酶失去活性〔〕A．強堿B．強酸C．高溫D．低溫7．在過氧化氫酶和Fe3+的催化效率的實驗中，把肝臟制成研磨液的目的是〔〕A．有利于氧化氫酶的釋放