第1节降低化学反应活化能的酶PPT

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第5章 细胞的能量供给和利用,降低化学反响活化能的酶,细胞的能量通货ATP,ATP的主要来源细胞呼吸,能量之源光与光合作用,教学重点：,酶的作用、本质和特性,教学难点,1.酶能够降低化学反响的活化能,2.控制变量的科学方法,第1节 降低化学反响活化能的酶,食物进入生物体内发生了怎样的变化？,斯帕兰札尼鹰的消化作用实验,1.斯帕兰札尼设计的实验要解,决什么问题？实验设计的巧妙,之处在哪里？,2.根据肉块消失的现象你能作出怎样的假设？,3.怎样才能证明你的推测？,鸟类的胃是否只有物理性消化、没有化学性消化？,胃液中有某种化学物质，该物质能将肉块分解消化,收集该物质，看看其在体外是否能将肉块分解。,问题探讨教材P78,细胞中每时每刻都进展着许多化学反响，统称为细胞代谢,一、细胞代谢新陈代谢,叶绿体：,CO,2,+H,2,O （CH,2,O) +O,2,光能,酶,线粒体,:,C,6,H,12,O,6,+,6H,2,O,+,O,2,6CO,2,+,12H,2,O,+,能量,酶,核糖体：,氨基酸,多肽,酶,缩合脱水,细胞代谢是细胞生命活动的根底，外界能量输入细胞，并为细胞所利用，都要经过复杂的化学反响。,这些化学反响发生的环境条件是什么？,常温常压下,化学上的化学反响都很容易顺利进展吗？,化学上采用什么方式解决这一问题的？,二、酶在细胞代谢中的催化作用,1.比较过氧化氢在不同条件下的分解,2 H,2,O,2,2,H,2,O + O,2,高温,/Fe,3,/过氧化氢酶,通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义。,实验,实验目的：,实验原理：,试管编号,1,2,3,4,第一步,每支试管加,2ml过氧化氢溶液,第二步,不处理,90水浴,滴入,2 滴FeCl,3,溶液,滴入,2滴肝脏研磨液,实验现象,实验结论,1min分钟后，将点燃的卫生香放在液面的上方,单一变量原那么,对照实验,对照组,实验组,无关变量,自变量,因变量,对照原那么,实验设计遵循原那么：,可重复性原那么,等量原那么,单一变量原那么,检测因变量，观察记录实验结果。,注意问题：,实验时要选用,新鲜,的肝脏,肝脏要制成,研磨液,滴加肝脏研磨液和,FeCl3溶液时，,不可,共用同一个吸管,结论：酶能催化生物化学反响，催化效率比无机催化剂高得多。研究发现，酶的催化效率是无机催化剂催化效率的1071013倍。因此，酶具有高效性,同无机催化剂相比较又有哪些一样点？,生 成 物 量,时间,加,入,酶,无,机,催,化,剂,未,加,酶,0,加速化学反响的进展，缩短到达平衡时间，但不改变平衡点,改变化学反响速率，本身不被消耗,只催化已经存在的化学反响,都可以在生物体外发挥作用,降低活化能，使反响速率加快,为什么酶的催化效率会比无机催化剂更高呢？,分子从常态转变为容易发生化学反响的活泼状态所需的能量称为活化能。,2.活化能,H,2,O,2,(,常态,),H,2,O,2,(,活跃状态,),能量,活化能,思考：,1mol H2O2由常态变为活泼的状态时需要吸收75 KJ的热量，这75 KJ就是每mol H2O2的活化能。,但参加过氧化氢酶时，H2O2只要吸收29 KJ的热量就可以转变为活泼的状态。少了的46 KJ的热量。,酶和一般催化剂的作用就是降低化学反响所需的活化能，从而使活化分子数增多，反响速度加快。,从动画中我们可以看出，同无机催化剂相比，,酶,降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。,正是由于酶的催化作用，细胞代谢能在温和条件下快速进展。,巴斯德之前,发酵是纯化学反响，与生命活动无关,巴斯德,发酵与,活细胞,有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用,引起发酵的是,细胞中的某些物质,，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用,毕希纳,酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样,萨姆纳,酶是,蛋白质,李比希,切赫、奥特曼,少数,RNA,也具有生物催化功能,酶本质的探索,酶的化学本质,酶的来源,酶的功能,活细胞,产生的,具有生物催化作用,的,1.定义,：,有机物,。,一类,2.本质：大局部酶是蛋白质，也有少数是RNA。,三、酶的本质,四、酶的特性,1.,高效性：,酶的催化效率是无机催化剂催化效率的,10,7,10,13,倍。,2.,专一性：,每一种酶只能催化一种或一类化学反响。,每一种酶只能催化一种或一类化学反响。,酶具有专一性,例子：,酶具有专一性的意义：,使细胞代谢有条不紊的进展,一种,H,2,O,2,酶：,H,2,O,2,脲酶：尿素,淀粉酶：淀粉,一类,蛋白酶：蛋白质多肽,肽酶：多肽氨基酸,细胞中几乎所有的化学反响都是由酶来催化的。酶对化学反响的催化效率称为酶活性,3.酶的作用条件较温和,酶一般在比较温和的条件下催化化学反响的进展。,酶促反响速率最快时的环境温度称为该酶促反响的最适温度,0,最适温度,t/,/mmol. s,-1,酶活性受温度影响示意图,温度对酶活性的影响,在最适温度的两侧，反应速率都比较,较高的温度容易使酶 遭到破坏而失去 。,低,空间构造,活性,反响溶液pH会对酶的活性有影响,/mmol. s,-1,最适,pH,0,pH,酶活性受,pH影响示意图,pH对酶活性的影响,在最适,pH下，,酶的活性,在过酸过碱的条件下，都会使酶的 遭到破坏而失去 。,最高,空间构造,活性,pH值：在极端的酸性或碱性条件下会变性而完全失去活性。,1动物体内的酶最适宜pH大多在6.58之间。唾液pH为6.27.4，胃液的pH为0.91.5，小肠液的pH为7.6。,2植物体内的酶最适pH大多在4.56.5之间。,高温、低温、过酸和过碱对酶活性 的影响其本质一样吗？,不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间构造遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。,影响酶促反响速率的因素：,1、温度,3、酶的浓度：反响速率随,酶浓度的升高而加快。,4、底物浓度：在一定浓度,范围内，反响速率随浓,度的升高而加快，但达,到一定浓度，反响速率,不再变化,酶促反应速率,酶的浓度,酶促反应速率,底物浓度,酶量一定,2、pH,化学本质,产生来源,生理作用,酶是活细胞,产生的,具有生物催化作用,的,1.酶的概念,：,有机物,。,一类,2.酶的本质,：,绝,大多数酶是蛋白质，少数酶是,RNA。,归纳总结,3.酶的特性,高效性,:酶的催化效率是无机催化剂的,10,7,10,13,倍,专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反响。,酶的作用条件较温和,:需要适宜的温度和pH值,4.影响酶促反响速率的因素：温度、PH低温使酶活性降低；高温、过酸或过碱使酶空间构造破环，失去活性,课堂练习：,1.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是,A.所吃食物不能消化 ,B.胃没有排空,C.体温超过适宜温度，消化酶的活性下降,D.吃药使人没有了胃口,2.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用，,主要原因是 ,A.pH不适合,B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了,C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用,D.小肠中没有蛋白质可被消化,C,A,3.在过氧氢酶和Fe3+的催化效率比较实验中，把肝脏制成研磨液的目的是双选 ,有利于过氧化氢酶的释放,保护过氧化氢酶 提高过氧化氢酶的活性,增大酶与反响底物的接触时机,4.酶具有极强的催化功能，最根本的原因是 ,增加了反响物之间的接触 降低了反响物分子的活化能 提高了反响物分子的活化能 降低了反响物分子的自由能 本身的数量和性质不改变，可反复利用,A. B. C. D.,AD,D,科学探究的程序,设计实验,提出问题,作出假设,进展实验,分析结果得出结论,其中,实验,是,实施探究,的,重要方式,。,表达交流,预测实验结果,设计实验：,完本钱实验设计表 ：,因变量,无关变量,用何种酶完成实验,如何检测,因变量,如何设置对照实验,自变量,其他,变量,温度,酶活性改变,反响物的量、反响,时间、 pH等,淀粉酶,淀粉酶在温度改变时水解淀粉的作用减弱，,可用碘液检测淀粉的存在，检测酶活性的强弱,常温为对照组,设计实验：,完本钱实验设计表 ：,因变量,无关变量,用何种酶完成实验,如何检测,因变量,如何设置对照实验,自变量,其他,变量,pH,酶活性改变,反响物的量、反响,时间、温度等,过氧化氢酶,过氧化氢酶在,pH改变时水解过氧化氢的作用减弱，,用带火星的卫生香复燃程度检测单位时间内氧气的产生量,pH,=,7为对照组,取三只大小一样的干净试管(1、2、3号)，各参加2滴管淀粉 (保证淀粉的量相等)。,取三只大小一样的干净试管(4、5、6号)， 各参加1滴管淀粉酶(保证淀粉酶的量相等)。,将1号和4号试管放在试管架上，将2号和5号试管放在95恒温水浴箱中，将3号和6号试管放在冰水中。,2min后，将4、5、6号试管中的淀粉酶分别倒入1、2、3号试管，振荡摇匀后，分别放在试管架上、95恒温水浴箱中、冰水中。,2min后，分别向1、2、3号试管中滴加3滴碘液，观察并记录实验结果。,具体实验步骤：,取三只大小一样的干净试管(1、2、3号)，各参加2滴管H2O2 (保证H2O2的量相等)。,取三只大小一样的干净试管(4、5、6号)， 各参加1滴管肝脏研磨液(保证肝脏研磨液的量相等),向4号试管中滴加5滴蒸馏水，向5号试管中滴加5滴5%的HCl，向6号试管中滴加5滴5%NaOH，振荡摇匀。,将4、5、6号试管中的肝脏研磨液分别倒入1、2、3号试管，振荡摇匀，观察实验现象。,1min后，将带火星的卫生香分别伸入1、2、3号试管内(注意不要使卫生香熄灭)，检验带火星的卫生香复燃的程度。,具体实验步骤：,记录实验结果,(,现象,)：,试管,1,2,3,温度,室温,高温,（,95）,低温,（冰水）,结果,颜色,记录实验结果,(,现象,)：,试管,1,2,3,pH,中性,（,7）,酸性,（,7）,碱性,（,7）,结果,气泡量,复燃程度,实验步骤,试管编号,实验变量,1,2,3,4,一、取材、分组、标号。,二、设置对照实验,三、相同处理,