降低化學反應(yīng)活化能的酶呂怡.ppt

我餓！我要吃吃吃,媽媽，我也要吃,第五章 細胞的能量供應(yīng)和利用,第1節(jié) 降低化學反應(yīng)活化能的酶,細胞代謝:細胞中每時每刻都進行著許多化學反應(yīng)的統(tǒng)稱。,這些化學反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境條件是什么？,為什么細胞在常溫常壓下都能快速進行化學反應(yīng)？,一酶在細胞代謝中的作用,1、常溫下反應(yīng) 2、加熱 3、Fe3+做催化劑 4、過氧化氫酶,2 H2O2 2 H2O + O2,實驗的注意事項：,1 必須用新鮮肝臟做實驗材料。 2 實驗使用肝臟的研磨液時,加大肝臟內(nèi)過氧化氫酶與 試管中過氧化氫分子的接觸面積，從而加速過氧化氫 的分解。 3 不能共用一個吸管吸取肝臟研磨液和氯化鐵溶液。 4 過氧化氫有腐蝕性，使用時不要讓其接觸皮膚。 5 觀察產(chǎn)生氧氣多少的途徑： 一、觀察產(chǎn)生氣泡的數(shù)目的多少。 二、用無火焰的衛(wèi)生香來鑒定，氧氣多會使無火焰 的衛(wèi)生香復燃。,實驗討論：,1與1號試管相比，2號試管出現(xiàn)什么不同現(xiàn)象？ 這一現(xiàn)象說明什么？,2、在細胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？,答：單位時間內(nèi)2號試管放出的氣泡更多。這一現(xiàn)象說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。,答：不能,3、3號和4號試管未經(jīng)加熱也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？,答：說明FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都是催化劑，都能加快過氧化氫分解的速率。,4、3號和4號試管相比，哪支試管聽反應(yīng)速率快？ 這說明什么？,答：4號試管的反應(yīng)速率比3號試管快得多。,答：酶催化具有高效性能保證細胞代謝在常溫、常壓下高效進行,5、為什么說酶對于細胞反應(yīng)的順利進行至關(guān)重要？,說明：過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,3%,3%,3%,常溫,90,FeCl3,肝臟研磨液,2滴,2滴,不明顯,少量,較多,大量,不復燃,不復燃,變亮,復燃,過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣 過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快,反應(yīng)條件,H2O2 濃度,劑量,劑量,氣泡產(chǎn)生,帶火星的衛(wèi)生香,對照組,實驗組,實驗步驟：,對照原則:設(shè)計對照實驗,一般既要設(shè)置對照組又要設(shè)置實驗組。,單因子變量原則：在對照實驗中,除了要觀察的變量（自變量和因變量）發(fā)生變化外,其他變量（無關(guān)變量）都應(yīng)保持相同。,生物實驗設(shè)計原則:,思考：提高化學反應(yīng)速率的方法有哪些？,平行重復原則,它們加快反應(yīng)速率的原因分別是什么？,1課時,常態(tài)：在一個化學反應(yīng)體系中，反應(yīng)開始時，反應(yīng)物分子平均能量水平較低，稱為“常態(tài)”。,活躍狀態(tài)：當分子獲得能量的時候，便由常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應(yīng)的活躍狀態(tài)。,活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能,在20 測得的過氧化氫在不同條件下分解所需的活化能,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。,FeCl3是否降低了反應(yīng)活化能？,反應(yīng)物,產(chǎn)物,活化能,反應(yīng)進程,能量,催化劑在化學反應(yīng)中的作用,人們怎么發(fā)現(xiàn)酶的？酶究竟是什么？,問題探討,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？,鳥類的胃是否只能物理性消化，能否進行化學性消化？,胃液中的化學物質(zhì),收集胃液，看看其中的物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。,二.關(guān)于酶本質(zhì)的探索,二.關(guān)于酶本質(zhì)的探索, 巴斯德以前：,發(fā)酵是純化學反應(yīng), 與生命活動無關(guān)。,巴斯德 和 李比希 觀點的比較,18031873(德國) 化學家 通過對化學變化的研究認為糖類變成酒精就是一個化學反應(yīng) 結(jié)論:引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(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,18221895(法國) 微生物學家 通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)發(fā)酵的過程中有酵母菌 結(jié)論：發(fā)酵與活細胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某些物質(zhì)起作用,酵母細胞研磨,含酵母細胞的提取液,加水攪拌,加壓過濾,加入葡萄糖, 現(xiàn)象：冒出氣泡, 結(jié)論：酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵 母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，, 過程：,2. 酶的本質(zhì),(4) 畢希納：,就像在活酵母細胞中一樣。,巴斯德 和 李比希 觀點的比較,18031873(德國) 化學家 通過對化學變化的研究認為糖類變成酒精就是一個化學反應(yīng) 結(jié)論:引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(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,18221895(法國) 微生物學家 通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)發(fā)酵的過程中有酵母菌 結(jié)論：發(fā)酵與活細胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某些物質(zhì)起作用,2. 酶的本質(zhì),(5) 薩姆納：, 18871955（美國）, 1926年從刀豆中提取脲酶實驗, 結(jié)論:酶為蛋白質(zhì)。,(6) 切赫和奧特曼：(美國),20世紀80年代發(fā)現(xiàn): 少數(shù)RNA也具有生物催化作用，也是酶。,酶的化學本質(zhì),酶的來源,酶的功能,活細胞產(chǎn)生的,具有催化作用的,是,有機物,什么是酶？,2. 酶的本質(zhì),大部分酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。,第2課時,判斷題 3、酶都是蛋白質(zhì)。 4、酶在化學反應(yīng)中，慢慢被消耗。 5、合成酶的細胞結(jié)構(gòu)是溶酶體。 6、酶水解后的產(chǎn)物是氨基酸或者脫氧核苷酸,總結(jié)見練習冊58頁,1.只有分泌細胞才能產(chǎn)生酶,2.酶只有催化作用,關(guān)于酶的特性，下列表述中錯誤的是 A、酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化能力的有機物 B、化學反應(yīng)前后，酶的化學性質(zhì)和數(shù)量不變 C、酶的催化效率很高，但易受溫度和酸堿度影響 D、一旦離開活細胞，酶就失去催化能力,D,酶和無機催化劑相比具有哪些共同點？,1、改變化學反應(yīng)速率，本身不被消耗 2、加快反應(yīng)速率，不改變產(chǎn)物 3、降低活化能，使反應(yīng)加快,一、酶具有高效性,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,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！,酶的催化效率是無機催化劑的107 1013 倍,二.酶的特性：,酶具有高效性,意義：保證了細胞代謝在常溫常壓下高效進行。,二.酶具有專一性,討論:口腔里面有唾液淀粉酶，為什么留在牙縫里的肉絲兩天后還沒被消化呢？,概念：每種酶只能催化一種或一類化學反應(yīng),生物體內(nèi)有些酶能夠催化某些分子結(jié)構(gòu)相近 的物質(zhì)，如二肽酶，可以催化任何兩種氨基酸 組成的二肽水解。,意義：使細胞代謝有條不紊地進行,目前發(fā)現(xiàn)的酶有 多種,它們分別催化不同的化學反應(yīng)。（專一性決定多樣性）,4000,1號試管,2號試管,試管加入 2 mL淀粉溶液,試管加入 2 mL蔗糖溶液,加入淀粉酶2滴，振蕩，放在60 的環(huán)境中，反應(yīng)約5 min,加斐林試劑振蕩50-65水浴加熱,有磚紅色沉淀生成,無磚紅色沉淀生成,酶的催化作用具有專一性,探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用,實驗 探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用,問：該實驗?zāi)芊裼玫庖簛頇z測蔗糖或淀粉是否水解？,不能。因為碘液不能與蔗糖及其水解產(chǎn)物發(fā)生顏色反應(yīng)，無法確定蔗糖是否被水解。,能否用煮熟的肝臟研磨液？,用冷水，溫水，燙水洗衣服，哪個效果最好？,問題聚焦,1、選擇淀粉酶還是H2O2酶作為實驗材料？,三組，高溫，低溫和適宜溫度！,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,探究溫度對？酶活性的影響,4.能否選擇斐林試劑來檢測？,不能，本實驗不能將溫度改為50-65攝氏度，即不能改變溫度。,探究溫度對淀粉酶活性的影響,以上設(shè)計有兩點錯誤: 一是加入的可溶性淀粉溶液沒有遵循等量原則;,以上設(shè)計是否有錯誤？,二是試劑加入的順序錯誤2、3步應(yīng)互換。,取3支試管，編上號，然后分別注入_。 另取3支試管，編上號，然后分別注入_。 將裝有_ 溶液和_溶液的試管分成三組，分別放入_、_、_的恒溫箱中，維持各自溫度5 min。,2 mL淀粉溶液,2 mL淀粉酶溶液,淀粉,淀粉酶,0,60,100,分別將_溶液注入不同溫度下的_溶液中，搖勻后，維持各自的溫度5 min。 在3支試管中各滴入12滴_，然后搖勻。 觀察這3支試管中溶液_的變化情況，并將觀察結(jié)果記錄下來。,淀粉酶,淀粉,碘液,顏色,探究溫度對淀粉酶活性的影響,結(jié)果：1號呈_色。2號呈_色，3號呈_色。,藍,淡黃,藍,結(jié)論：只有在適宜的溫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 ,將4號試管的溶液倒入1號試管；將5號試管的溶 液倒入2號試管；將6號試管的溶液倒入3號試管。,0 ,60 ,100 ,變藍,不變藍,變藍,此設(shè)置的幾個溫度中，60 時 唾液淀粉酶活性最高,3課時,實驗 探究酶和溫度的關(guān)系,4.pH對酶活性的影響 （2）實驗程序,注意：實驗程序中2、3步一定不能顛倒,酶的催化作用需要適宜的條件,在一定 范圍內(nèi)，酶的活性隨著增加而增強；超過這個限度酶的活性隨著增加而降低，甚致失去活性,最適宜溫度,最適宜pH,結(jié)論：在最適宜的溫度和最適宜的pH下，酶的活性最高。溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低。,強調(diào)：過酸、過堿或高溫，都能使酶的分子 結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性，且不可逆。,1）需要適宜溫度,2）需要適宜pH,與酶有關(guān)的曲線分析 （1）催化劑可加快化學反應(yīng)速率，與無機催化 劑相比，酶的催化效率更高。 （2）酶只能縮短達到化學反應(yīng)平衡所需時間, 不改變化學反應(yīng)的平衡點。 （3）酶只能催化已存在的化學反應(yīng)。,1.表示酶高效性的曲線,酶量一定的條件下，在一定范圍內(nèi)隨著底物濃度的增加，反應(yīng)速率也增加，但達到一定濃度后不再增加，原因是受到 酶數(shù)量的限制。,2.底物濃度,在底物充足、其他條件適宜且固定的條件下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。,3.酶濃度（底物充足）,見資料書60頁,1.在測定胃蛋白酶活性時，將溶液pH由10降到1.5 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,2.把酶放在 0 和 100 的溫度條件下處理后，酶 均失去活性。下列說法正確的是（ ） A. 經(jīng)過 0 處理的酶的活性能夠恢復 B. 經(jīng)過 100 處理的酶的活性能夠恢復 C. 經(jīng)過 0 處理的酶的空間結(jié)構(gòu)遭破壞 D. 經(jīng)過 100 處理的酶被水解成了氨基酸,B,A,思考：當胃蛋白酶隨食物進入小腸后，仍能催化蛋白質(zhì)的分解嗎？為什么？,3、在溫度、PH等適宜條件下，圖中實線表示沒有酶時反應(yīng)的進程。在T1時將催化此反應(yīng)的酶加入反應(yīng)物中，則圖中表示此反應(yīng)進程的曲線是 （ ） A曲線A B曲線B C曲線C D曲線D,C,4、將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量水混合裝入一容器內(nèi)，調(diào)整pH值至2.0，保存于37的水浴鍋內(nèi)。過一段時間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)是 A淀粉、胃蛋白酶、多肽、水 B唾液淀粉酶、麥芽糖、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、圖2l中能正確反映某種動物消