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降低化学反应活化能的酶,第五章第一节,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。,一、酶在细胞代谢中的作用,有什么方法可以提高化学反应的速率？,加温、加压、催化剂,细胞代谢如何在温和的条件下高效进行？,依靠细胞内的生物催化剂酶,（细胞生命活动的基础）,2、酶在细胞代谢中的作用,一、酶在细胞代谢中的作用,比较H2O2在不同条件下的分解,实验,2H2O22H2O+O2,（1）反应物：（2）条件：（3）反应原理：（4）结果观察：,H2O2,加热；FeCl3溶液；新鲜肝脏研磨液（酶）,气泡产生快慢、多少；点燃的卫生香复燃情况,比较H2O2在不同条件下的分解,不复燃,很少,不复燃,较多,发亮,大量,燃烧猛烈,2ml,2ml,2ml,2ml,90度水浴加热,滴加3%FeCl32滴,滴加20%的肝脏研磨液2滴,常温,不明显,控制变量,观察现象,检验方法,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活化能。,加热为什么能加快化学反应？,一、酶在细胞代谢中的作用,带火星卫生香,实验后,思考：,1、3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？2、3号与4号相比，哪支试管中的反应速率快？这说明两种催化剂的催化效率有何不同？,FeCl3中Fe3+和肝脏研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。,4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。,一、酶在细胞代谢中的作用,结论：酶能催化生物化学反应，催化效率比无机催化剂高得多。,在20测得的过氧化氢分解的活化能,结论：酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著，催化效率更高。,一、酶在细胞代谢中的作用,一、酶在细胞代谢中的作用,反应所需活化能,酶降低的活化能,自变量：,因变量：,FeCl3溶液；肝脏研磨液,H2O2分解速率,无关变量：,对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。,对照组：,实验组：,反应物的浓度、剂量；实验室的温度等,变量,实验设计的基本原则,1号,2、3、4号,一、单一变量原则：,二、对照原则：,二、酶的本质,资料分析,发酵是纯化学反应，与生命活动无关,巴斯德,李比希,毕希纳,萨姆纳,争论,其他科学家,切赫和奥特曼,发酵与死细胞中的物质有关,发酵与活细胞有关,死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵,脲酶是蛋白质,胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质,少数酶是RNA,定义：酶是产生的具有的有机物，其中绝大多数酶是，少量的酶是。,作用部位：,酶产生的部位：,酶的作用：,酶的化学本质：,二、酶的本质,什么是酶？,活细胞中,催化作用,蛋白质或RNA,可在细胞内起作用，也可在细胞外起作用,活细胞,催化作用,蛋白质,RNA,三、酶的特性,回顾：H2O2在不同条件下的分解实验,底物+无机催化剂（FeCl3溶液）,底物+生物催化剂（酶）,底物分解速率（产物形成速率）,底物分解速率（产物形成速率）,自变量：催化剂的种类,因变量：底物分解速率,科学家得出的大量数据表明，酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍,三、酶的特性,1、酶的催化具有高效性,酶高效性意义：保证细胞内化学反应的顺利进行，使能量供应稳定。,无机催化剂酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。目前已发现酶有4000多种，它们分别催化不同的化学反应如蛋白酶能催化蛋白质水解，不能催化脂肪水解,资料：,三、酶的特性,思考：酶的催化有何特点？如何通过实验证实你的推测？,三、酶的特性,淀粉+淀粉酶,淀粉被分解,蔗糖+淀粉酶,蔗糖不被分解,如果给你淀粉酶、淀粉、蔗糖、蔗糖酶以及其它必须的材料用具，如何证明酶具有专一性？,1,2,三、酶的特性,如果给你淀粉酶、淀粉、蔗糖、蔗糖酶以及其它必须的材料用具，如何证明酶具有专一性吗？,2、酶具有专一性,三、酶的特性,一种酶只能催化一种或一类化学反应,酶专一性意义：细胞代谢能够有条不紊地进行,酶发挥作用是否在任何条件下都能进行？感冒发烧时为什么不想吃饭？假设：温度可以影响酶的活性如何设计实验探究温度对酶活性有无影响？,三、酶的特性,思考,探究温度与酶活性的关系试剂：（质量分数3%）可溶性淀粉溶液；新配置的唾液淀粉酶溶液；实验自变量：因变量：,设计几组？温度如何设置？,高温、常温、低温,酶活性,（振荡摇匀保持各自的温度5min）,37左右的温水中,探究温度对淀粉酶活性的影响,1、检验淀粉是不是被分解时，可否用斐林试剂？2、设置好温度的淀粉溶液，加入淀粉酶溶液时会引起试管的温度变化，导致实验误差。如何改进？,不能，此实验的自变量是不同温度，使用斐林试剂时，需要5065水浴加热，对自变量的设置有影响，引起误差。,拓展思考,将每组淀粉溶液和淀粉酶分别在相应温度下保存相同时间，确保温度一致，再混合。,3、如何进一步确定酶催化作用的最适温度？,实验设计过程,向混合液中加入1滴碘液,观察颜色变化情况,实验结果：,实验结论：,温度会影响酶活性，酶活性有一定的最适温度范围。,三、酶的特性,3050中的试管中溶液几乎不变蓝，其他试管中溶液均不同程度变蓝。,探究pH对过氧化氢酶活性的影响,注入肝脏研磨液,注入蒸馏水,每支试管各2ml,每支试管各1ml,用带火星的卫生香进行检验,1ml,不同pH的处理,注入过氧化氢溶液,动物：3540植物：4050,植物：pH4.56.5动物：pH6.58.0,三、酶的特性,3、酶的作用条件较温和,胃蛋白酶：1.52.2胰蛋白酶:810,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；低温时酶空间结构依然稳定，但酶活性被抑制，在适宜温度下其活性可以恢复。,三、酶的特性,例：下图表示某有机物加入催化剂后，置于由0渐变至80的环境中，有机物的分解总量与温度的关系图。根据该图判断，如果把这些物质置于80渐变至0的环境中处理，其关系图应为,三、酶的特性,酶,酶的作用：降低化学反应的活化能,酶的本质：,大多数是蛋白质少数是RNA,小结,高效性,专一性,作用条件温和,影响酶促反应速率的因素：,1、温度,2、pH,影响酶促反应速率的因素：,3、酶的浓度,4、底物浓度,酶数量的限制,（底物充足，其他条件适宜）,（酶浓度一定）,1.在温度、pH等适宜条件下，图中实线表示在没有酶时此反应的过程。在t1时，将催化此反应的酶加入反应混合物中，图中表示此反应进程的是A曲线AB曲线BC曲线CD曲线D,练一练,2、用纯唾液和用稀释10倍的唾液做唾液淀粉酶的催化实验，其效果完全相同，这说明酶具有,A、专一性B、多样性C、高效性D、多变性,3、能水解脂肪酶的酶是A、淀粉酶B、蛋白酶C、脂肪酶D、麦芽糖酶,
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