第一節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課件

第一節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課件第一頁，共34頁。一酶的作用和本質(zhì)斯帕蘭札尼的實(shí)驗(yàn)討論：1、這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問題？2、據(jù)現(xiàn)象推測是什么物質(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第一頁第二頁，共34頁。第二頁第三頁，共34頁。（一）細(xì)胞代謝

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。CCOOHHNR1R2OHHCNH2COHH+→R1CNH2CHOCOOHCHNR2H一酶的作用和本質(zhì)第三頁第四頁，共34頁。

（二）酶在細(xì)胞代謝中的作用

2H2O2

→2H2O+O21、常溫下反應(yīng)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（一）細(xì)胞代謝第四頁第五頁，共34頁。步驟試管編號(hào)

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應(yīng)條件自變量因變量無關(guān)變量第五頁第六頁，共34頁。步驟試管編號(hào)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應(yīng)條件自變量因變量無關(guān)變量對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照實(shí)驗(yàn)第六頁第七頁，共34頁。變量：實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素。自變量：因變量：對(duì)照實(shí)驗(yàn)：除了一個(gè)因素以外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)。對(duì)照組：實(shí)驗(yàn)組：人為改變的變量。隨著自變量的變化而變化的變量。無關(guān)變量：第七頁第八頁，共34頁。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第八頁第九頁，共34頁。催化劑降低了反應(yīng)物分子活化時(shí)所需的能量非催化反應(yīng)和酶催化反應(yīng)活化能的比較

Ea，活化能；ΔG，自由能變化第九頁第十頁，共34頁。

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

（一）細(xì)胞代謝第十頁第十一頁，共34頁。（三）酶的本質(zhì)討論：1、巴斯德和李比希的觀點(diǎn)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(duì)后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？第十一頁第十二頁，共34頁。畢希納實(shí)驗(yàn)3、從畢希納實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？4、薩姆納研究哪種酶？你認(rèn)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？第十二頁第十三頁，共34頁。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)胞中一樣薩姆納脲酶是蛋白質(zhì)李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能第十三頁第十四頁，共34頁。

酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA。第十四頁第十五頁，共34頁。降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶二酶的特性第十五頁第十六頁，共34頁。復(fù)習(xí)：1、人體細(xì)胞內(nèi)時(shí)刻進(jìn)行上百萬次的化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)在常溫常壓下為何能如此快速、高效、有序、順利進(jìn)行的呢？酶2、化學(xué)反應(yīng)需要提供能量，使參加化學(xué)反應(yīng)的分子從常態(tài)變?yōu)榛钴S狀態(tài)，那么酶是否提供了能量而加快了反應(yīng)速率呢？降低化學(xué)反應(yīng)活化能3、酶的本質(zhì)？

酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化能力的有機(jī)物第十六頁第十七頁，共34頁。無機(jī)催化劑和酶都可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，都可以提高化學(xué)反應(yīng)速率，那么哪個(gè)作用更顯著呢？如何用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證？請(qǐng)大家回憶上節(jié)課H2O2在不同條件下的分解的實(shí)驗(yàn)！第十七頁第十八頁，共34頁。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則：①對(duì)照原則②單一變量(單因子）原則友情提示第十八頁第十九頁，共34頁。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(hào)試管的反應(yīng)速率比3號(hào)試管快得多？第十九頁第二十頁，共34頁。事實(shí)上，酶的催化效率一般是無機(jī)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。

酶具有高效性的意義：上述實(shí)驗(yàn)說明了：一、酶具有高效性第二十頁第二十一頁，共34頁。

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(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用第二十一頁第二十二頁，共34頁。淀粉溶液蔗糖溶液實(shí)驗(yàn)步驟一二三實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論分別加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反應(yīng)5min2號(hào)試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑振蕩約60℃水浴2min1號(hào)試管中加入2mL淀粉溶液藍(lán)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(duì)淀粉和蔗糖的水解作用第二十二頁第二十三頁，共34頁。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，互不干擾地進(jìn)行，與酶的

是分不開的。

二、酶具有專一性一種或一類專一性目前發(fā)現(xiàn)的酶有

多種,它們分別催化不同的化學(xué)反應(yīng)。一、酶具有高效性4000第二十三頁第二十四頁，共34頁。淀粉溶液蔗糖溶液實(shí)驗(yàn)步驟一二三分別加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反應(yīng)5min2號(hào)試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑振蕩約60℃水浴2min1號(hào)試管中加入2mL淀粉溶液探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用

從上面進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)我們看出進(jìn)行實(shí)驗(yàn)需要比較溫和的條件，比如淀粉酶在60℃左右最好。能不能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來證明溫度會(huì)影響酶的催化效率（活性）？第二十四頁第二十五頁，共34頁。又該你動(dòng)腦筋了！問題聚焦1、選擇淀粉酶還是H2O2酶作為實(shí)驗(yàn)材料？三組，高溫，低溫和常溫！2、我要設(shè)計(jì)幾組實(shí)驗(yàn)？選擇幾個(gè)溫度？淀粉酶。因?yàn)镠2O2受溫度影響也會(huì)分解3、觀察指標(biāo)怎么確定，選擇什么樣的鑒定試劑？碘液，看是否變藍(lán)第二十五頁第二十六頁，共34頁。序號(hào)項(xiàng)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以上設(shè)計(jì)有兩點(diǎn)錯(cuò)誤:

一是加入的可溶性淀粉溶液沒有遵循等量原則;

二是試劑加入的順序錯(cuò)誤2、3步應(yīng)互換。以上設(shè)計(jì)是否有錯(cuò)誤？第二十六頁第二十七頁，共34頁。1號(hào)試管淀粉溶液實(shí)驗(yàn)步驟一二三四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論2號(hào)試管3號(hào)試管加入淀粉酶2滴，振蕩試管各加入2mL淀粉溶液藍(lán)色保持0℃冰水中約5min加熱至100℃，

約5min加熱至60℃，約5min各加入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(lán)色探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響第二十七頁第二十八頁，共34頁。

除了注意對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，還要注意實(shí)驗(yàn)的順序，如果有時(shí)間，實(shí)驗(yàn)組可等梯度多做幾組，得出的結(jié)果更準(zhǔn)確。第二十八頁第二十九頁，共34頁。

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(dòng)物：35---40攝氏度植物40--50攝氏度細(xì)菌、真菌差別較大第二十九頁第三十頁，共34頁。在合適的條件下將肉塊和蛋白酶放到一起疑問：60℃時(shí)，為什么肉塊長時(shí)間不能被分解？如何找到酶活性最高時(shí)的溫度？第三十頁第三十一頁，共34頁。通過以上實(shí)驗(yàn)可以知道，酶在最適溫度下，

活性最高。那么PH值不同，對(duì)酶的活性有沒有影響呢？你要?jiǎng)幽X筋了！設(shè)