高中生物 降低化学反应活化能的酶课件 新人教版必修1

第第5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第一节第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶酶的作用酶的作用细胞代谢细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应，统称为细胞代谢。的许多化学反应，统称为细胞代谢。化学中我们要想使一个化学化学中我们要想使一个化学反应顺利进行，可以怎样？反应顺利进行，可以怎样？ 加热、催化剂加热、催化剂实验步骤实验步骤试管编号试管编号1 12 23 34 4第一步第一步每支试管加每支试管加2ml 过氧化氢溶液过氧化氢溶液第二步第二步空白空白90水水浴浴滴入滴入2 2 滴滴FeClFeCl3 3溶液溶液滴入滴入2滴肝滴肝脏研磨液脏研磨液实验结果实验结果实验结果实验结果1min1min分钟后，将点分钟后，将点燃的卫生香放在液面燃的卫生香放在液面的上方的上方酶能催化生物化学反应，催化效率比酶能催化生物化学反应，催化效率比无机催化剂高得多。研究发现，酶的催化效率无机催化剂高得多。研究发现，酶的催化效率是无机催化剂催化效率的是无机催化剂催化效率的1071013倍。因此，倍。因此，酶具有酶具有高效性高效性思考：思考：为何酶的催化效率会比无为何酶的催化效率会比无机催化剂更高呢？究竟酶对于化机催化剂更高呢？究竟酶对于化学反应的作用是怎么样的呢？学反应的作用是怎么样的呢？分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量称为。酶为什么能催化生物化学反应？酶为什么能催化生物化学反应？H2O2 ( (常态常态) ) H2O2( (活跃状态活跃状态) )能量能量加热 加热为什么能加快化学反应？ 活化能越大，反应就越不容活化能越大，反应就越不容易进行。但是，易进行。但是， Fe 3+和过氧和过氧化氢酶是不能象加热那样给过化氢酶是不能象加热那样给过氧化氢的分解提供能量的，他氧化氢的分解提供能量的，他们的作用原理是们的作用原理是降低降低了过氧化了过氧化氢分解反应的氢分解反应的活化能活化能，从而，从而加加速速了化学反应的了化学反应的速率速率。从动画中我们可以看出，同无机催从动画中我们可以看出，同无机催化剂相比，化剂相比，酶酶降低活化能的作用更降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。显著，因而催化效率更高。正是由于酶的催化作用，细正是由于酶的催化作用，细胞代谢能在胞代谢能在温和温和条件下条件下快速快速进行。进行。来源来源功能功能化学本质化学本质多数是蛋白质类化合多数是蛋白质类化合物，少数是物，少数是RNA。活细胞产生的活细胞产生的催化剂催化剂 酶是酶是活细胞产生活细胞产生的具有的具有催化作用催化作用的的有机物有机物二二、酶的本质、酶的本质来源来源功能功能化学本质化学本质多数是蛋白质类化合多数是蛋白质类化合物，少数是物，少数是RNA。活细胞产生的活细胞产生的催化剂催化剂 酶是酶是活细胞产生活细胞产生的具有的具有催化作用催化作用的的有机物有机物二二、酶的本质、酶的本质一一、酶具有高效性、酶具有高效性3443少量肝脏少量肝脏研磨液研磨液 比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的的 倍。倍。107 1013酶的高效性保证了细胞内酶的高效性保证了细胞内 化学反应的顺利进行化学反应的顺利进行 能量供应的稳定能量供应的稳定 酶具有高效性的意义：酶具有高效性的意义：v每一种酶只能催化每一种酶只能催化 化学反应。化学反应。v细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 是分不开的。是分不开的。 二、酶具有专一性二、酶具有专一性一种或一类一种或一类 专一性专一性淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液实实验验步步骤骤一一二二三三实验实验现象现象结论结论加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振荡，试管下半部浸入滴，振荡，试管下半部浸入6060左右的热水中，反应左右的热水中，反应5min5min2号试管中加入号试管中加入2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林试剂加入斐林试剂 振荡振荡约约60水浴水浴2min1号试管中加入号试管中加入2mL淀粉溶液淀粉溶液白色白色无变化无变化棕色棕色砖红色沉淀砖红色沉淀 从上面进行的实验我们看出进行实验需要一从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件，比如淀粉酶定的条件，比如淀粉酶60左右最好。左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的活性？的活性？1号试管号试管淀粉溶液淀粉溶液实验实验步骤步骤一一二二三三四四实验现象实验现象结论结论2号试管号试管3号试管号试管加入淀粉酶加入淀粉酶2滴，振荡滴，振荡试管各加入试管各加入2mL淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色保持保持0冰水中冰水中反应约反应约5min加热至加热至100，反应约反应约5min加热至加热至60，反应约反应约5min各加入两滴碘液各加入两滴碘液振荡振荡无明显现象无明显现象蓝色蓝色在最适温度的两侧，反应速率都比较在最适温度的两侧，反应速率都比较较高的温度容易使酶的较高的温度容易使酶的 遭到破坏遭到破坏而失去而失去 。每种酶都有自己的每种酶都有自己的低低活性活性最适温度最适温度空间结构空间结构1号试管号试管过氧化氢过氧化氢溶液溶液实验实验步骤步骤一一二二三三四四实验现象实验现象结论结论2号试管号试管3号试管号试管加入过氧化氢酶加入过氧化氢酶2滴，振荡滴，振荡试管各加入试管各加入2mL过氧化氢溶液过氧化氢溶液无明显变化无明显变化pH7pH=12pH2各加入几滴过氧化氢酶溶液，各加入几滴过氧化氢酶溶液，23min后后将点燃的卫生香分别放入试管中将点燃的卫生香分别放入试管中复燃复燃无明显变化无明显变化过氧化氢酶过氧化氢酶在最适合的在最适合的pH下，下，酶的活性酶的活性 最高最高空间结构空间结构在过酸过碱的条件下，都会使酶的在过酸过碱的条件下，都会使酶的 遭到破坏而失去遭到破坏而失去 。活性活性 高温、低温、过酸和过碱对酶活性高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？的影响其本质相同吗？酶促反应速率酶促反应速率酶的浓度酶的浓度酶促反应速率酶促反应速率底物浓度底物浓度酶量一定酶量一定 酶激素维生素来源特性化学本质生理功能活细胞产生的有机物专门的内分泌腺或具有分泌功能的细胞高效性高效性高效性主要从食物获得绝大多数是蛋白质，极少数是RNA多肽，蛋白质，氨基酸衍生物，脂质等种类多调节作用催化作用多是酶的辅助因子