降低化学反应活化能的酶(4)

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,*,1,、这个实验要解决什么问题？,2,、是什么物质使肉块消失了？,胃是否有化学,性消化。,胃内的化学物质将肉块分解了。,3,、怎样才能证明你的推测？,斯帕兰札尼实验,收集胃内化学物质，看这些物质在体外是否能将肉块分解。,讨论：,1773,年，意大利科学家斯帕兰札尼设计了这样一个巧妙的实验,第,5,章 第,1,节,降低化学反应活化能的酶,一、酶的作用和本质,1.,细胞代谢,细胞中每时每刻都进行着许多,化学反应,的统称。,2.,酶在细胞代谢中的作用,实验：,比较过氧化氢在不同条件下的分解,（,1,）原理：,新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶，能将过氧化氢分解成水和氧。,（,2,）,材料：,新鲜,的质量分数为,20%,的肝脏,研磨液,（,3,）,步骤：,在本实验中应该注意哪些事项？,3.,滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合用一,支滴管，以免影响实验效果。,1.,肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解。,2.,肝脏要研磨，使过氧化氢酶与过氧化氢充分接触，从而加速过氧化氢的分解。,4.,过氧化氢有腐蚀性，使用时要小心，不要使其接触皮肤。,步骤,试管编号,1,2,3,4,结果,气泡产生,卫生香燃烧,不明显,少量,较多,大量,不复燃,不复燃,变亮,复燃,2ml,2ml,2ml,2ml,常温,90,2,滴,20%,新鲜肝脏研磨液,比较过氧化氢在,不同条件,下的分解速率,3%,新制,H,2,O,2,溶液,反应条件,二,一,2,滴,3.5%,FeCl,3,因变量,自变量,观测指标,2,、,3,、,4,号试管,1,号试管,加入,H,2,O,2,、,FeCl,3,和肝脏研磨液的量及浓度,;H,2,O,2,和肝脏研磨液的新鲜,程度等。,H,2,O,2,分解速度,控制变量,90,水浴加热、,3.5%FeCl,3,溶液、,20%,肝脏研磨液,实验原则：,单一变量原则,对照,原则,自变量,无关变量,对照组,实验组,因变量,等量原则,1,2,1,3,4,3,4,1,1,号试管与,2,号试管对照，说明,1,号试管与,3,号试管对照，说明,1,号试管与,4,号试管对照，说明,3,号试管与,4,号试管对照，说明,加热可以促进过氧化氢分解,FeCl,3,能催化,H,2,O,2,分解,过氧化氢酶能催化,H,2,O,2,的分解,(,酶具有催化作用,),过氧化氢酶的催化效率比,FeCl,3,高,（酶具有高效性）,3.,酶的功能作用机理,（,1,）分子从,常态,转变为容易发生化学反应的,活跃状态,所需要的能量称为,活化能,。,（,2,）酶在生化反应中主要是,降低了反应的活化能,。,巴斯德之前,发酵是纯化学反应，与生命活动无关,巴斯德,(,微生物学家）,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,（化学家）,切赫、奥特曼,少数,RNA,也具有生物催化功能,酶本质的探索,二、酶的本质,活细胞,产生的具有生物,催化作用,的,有机物,(1),来源：活细胞产生,(2),本质：绝大多数是蛋白质，少数酶是,RNA,(3),功能：生物催化剂,(4),分布：细胞外,(,胞外酶：如消化酶,),细胞内,(,胞内酶：如呼吸酶,),a.,在催化某一反应时，与其他一般无机催化剂一样，,能显著降低反应的活化能，提高反应速率，缩短达到平衡的时间，但并不改变反应的方向和平衡常数；,b.,反应前后酶,的,性质和数量均没有变化。,1.,酶具有,高效性,2.,酶具有,专一性,3.,酶的作用条件,较温和,三、酶的特性,酶的催化效率一般是无机催化剂的,10,7,-10,13,倍,每一种酶只能催化,一种或者一类,化学反应,要有合适的温度,要有合适的,pH,淀粉溶液,蔗糖溶液,实验步骤,一,二,三,实验现象,结果,分别加入淀粉酶,4,滴，振荡，试管下半部浸入,60,左右的热水中,，反应,3min,2,号试管中加入,2mL,蔗糖溶液,加入斐林试剂,振荡,水浴加热,1min,1,号试管中加入,2mL,淀粉溶液,蓝色,蓝色,砖红色沉淀,淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。,淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,编号,实验步骤,一,二,三,实验现象,结论,1,号和,A,号试管,2,号和,B,号试管,3,号和,C,号试管,混合,1,号和,A,号，,2,号和,B,号，,3,号和,C,号，振荡，滴加碘液，观察颜色变化。,试管,1.2.3,号各加入,2mL,淀粉,试管,A.B.C,号各加入,2,滴淀粉酶,变蓝,保持,0,冰水,中约,2min,加热至,90,约,2min,60,约,2min,不变蓝,只有在一定温度下酶的催化效率最好,变蓝,探究温度对淀粉酶活性的影响,低,活性,空间结构,在最适温度的两侧，反应速率都比较,较高的温度容易使酶的,遭到破坏，蛋白质变性，而失去,。,口腔温度和体温差不多，而当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，却发现，唾液不再具有催化淀粉分解的功能,胃中的蛋白酶随食糜进入小肠后也不再具有催化功能。经测定，唾液的,pH,为,6.2,7.4,胃液的,pH,为,0.9,1.5,，小肠液的,pH,为,7.6,。,小资料,由上述资料你可以得出何种问题呢,？,提出问题：,酶的名称,最适,PH,过氧化氢酶（肝）,6.8,唾液淀粉酶,6.8,脂肪酶,8.3,胰蛋白酶,8.0-9.0,胃蛋白酶,1.5-2.2,质量分数为,2%,的,淀粉酶溶液（唾液淀粉酶）、质量分数为,3%,的可溶性淀粉溶液、碘液、,PH,为,2,的溶液，,PH,为,7,的溶液，,PH,为,12,的溶液，试管，大烧杯，量筒，滴管，试管夹等。,实验材料及器具,：,作出假设：,PH,值过大过小都会影响酶的活性,过氧化氢酶,空间结构,活性,变性,在过酸过碱的条件下，都会使酶的,遭到破坏,蛋白质,，酶失,。,高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？,不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，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。,底物浓度：,当酶浓度、温度和,PH,恒定时，在底物浓度很低的范围内，反应速率与底物浓度成正比，当底物浓度达到一定限度时，所有的酶与底物结合，反应速率达到最大，再增加底物，反应速率不再增加。,影响酶促反应速率的其他因素,酶的浓度：,在有,足够底物,而又不受其它因素的影响的情况下，则酶促反应速率与酶浓度成正比。,酶数量一定,底物足够,底物一定,例：动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酸，能专一催化,1 mol,谷氨酸分解为,1mol r,氨基丁酸和,1 mol CO,2,。某,科研小组从小鼠的脑中得到该酶后，在谷氨酸起始浓度为,10mmol/L,、最适温度、最适,pH,值的条件下，对该酶的催,化反应过程进行研究，结果见图,-1,和图,-2,。,图,1,产物,CO,：浓度随时间变化曲线图 图,2,酶催化反应速率随酶浓度变化曲线,（注：酶浓度固定）（注：反应物浓度过量）,请根据以上实验结果，回答下列问题：,（,1,）在图,1,画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线（请用“,1”,标注）。,（,2,）当一开始时，将混合物中谷氨酸脱羧酸的浓度增加,50%,或降,低反应温度,10,，请在图,1,中分别画出理想条件下,CO,2,浓度随时间,变化的曲线（请用“,2”,标注酶浓度增加后的变化曲线，用,“3”,标注温,度降低后的变化曲线），并分别说明原因。,(3),重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合，不可解离，迅速,使酶失活。在反应物浓度过量的条件下，向反应混合物中加入一定,量的重金属离子后，请在图,2,中画出酶催化反应速率随酶浓,度变化的曲线,(,请用“,4”,标注,),，并说明其原因。,【,答案,】,（,1,）见曲线,1,（,2,）酶量增加,50%,，酶催化反应速率相应提高，反应完成所需时,间减少。当温度降低,10,时，见曲线,3,，其原因：温度降低，酶催,化反应速率下降，但酶并不失活，反应完成所需时间增加。,(3),一定量的重金属离子使一定量的酶失活，当加入的酶,量使重金属离子完全与酶结合后，继续加入的酶开始表现酶活力，,此时酶的催化反应速率与酶浓度变化的直线关系不变,