降低化学反应活化能的酶.ppt

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+O,2,高温,/Fe,3,/,过氧化氢酶,检验方法：,A,、观察产生气泡的数目的多少。,B,、用无火焰的卫生香来鉴定，氧气多会使无火焰的卫生香复燃。,8,想一想,1,、为什么要选用新鲜的猪肝？,2,、为什么要将猪肝制成研磨液？,新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶,过氧化氢酶存在于,活细胞,中，,实验使用肝脏的研磨液，,加大,肝脏内过氧化氢酶与试管中过氧化氢分子的,接触面积,，从而,加速,过氧化氢的分解,思考：土豆细胞中有吗？,9,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,3%,3%,3%,常温,90,FeCl,3,肝脏研磨液,2,滴,2,滴,反应条件,H,2,O,2,浓度,剂量,剂量,实验步骤：,10,1,、与,1,号试管相比，,2,号试管出现什么不同的现象？,这一现象说明什么？,90,水浴加热,加热可以促进过氧化氢分解,2,比,1,释放的气泡多,11,2,、,3,号试管和,4,号试管未经加热也有大量的气泡产生，这说明什么？,3,、,3,号和,4,号试管相比，哪支试管反应速率快？,说明什么？,Fe,3+,和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解,4,号，说明过氧化氢酶的催化效率更高,12,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,3%,3%,3%,常温,90,FeCl,3,肝脏研磨液,2,滴,2,滴,不明显,少量,较多,大量,不复燃,不复燃,变亮,复燃,过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样,过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快,反应条件,H,2,O,2,浓度,剂量,剂量,气泡产生,带火星的木条,实验步骤：,13,对照实验,对照组,实验组,等量性原则,单一变量原则,等量性原则则,变量,无关变量,自变量,无关变量,因变量,14,自变量：实验中,的变量。,因变量：随,而变化的变量。,无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一,些,，对,造成影响。,控制变量与对照实验：,对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。,对照实验一般要设置对照组与实验组。,人为控制改变,自变量,实验结果,可变因素,15,对照原则：,设计对照实验,既要有对照组又要有实验组。,单一变量原则：,在对照实验中,除了要观察的变量发生变化外,其他变量都应保持相同。,等量原则：,各组加入的试剂要等量,实验设计的基本原则：,对照,原则；,单一变量,原则；,等量,原则；,平行重复,原则,16,问题质疑：,与,1,号试管相比，为什么,2,号试管加热后过氧化氢就能分解？,加热使反应加快的,本质：使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。,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,17,降低,了,化学反应的,活化能,FeCl,3,中,Fe,3+,和肝脏研磨液的,过氧化氢酶,都能,加快,过氧化氢分解，原因与,2,号试管的相同吗？,催化作用,18,各条件使反应加快的本质：,加热,：,Fe,3+,：,酶,：,提高,分子的能量,降低,化学反应的活化能,更显著,地降低化学反应的活化能,19,20,2,、,现,象,解,释：,21,能量,反应过程,酶使活化能降低,没有酶催化,有酶的催化,22,AB:,酶降低的活化能,BC:,酶的活化能,AC,：,无催,化剂,时的,活化能,酶的作用机理,23,1.,下图是无催化剂和酶的作用机理示意图,答案分别是,CA,、,CB,。,(1),没有催化剂时的活化能是,多少？有酶催化时的活化能,又是多少？,(,用图中字母表示,),(2),酶能不能为化学反应提供所需要的能量？酶加快反应速率的机理是什么？,答案不能。,酶是通过,降低反应的活化能,来加快反应速率的,24,(3),下表数据是在,20,测得的,H,2,O,2,分解的活化能，数据说明，酶和无机催化剂相比有什么不同？,答案和无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显 著，即催化效率更高。,25,谢 谢,26,高一 徐老师,人教版生物必修一,第五章 细胞的能量供应和利用,第一节 降低化学反应活化能的酶,第二课时,27,一、酶的本质,阅读教材,P,81,82,“,关于酶本质的探索,”,思考：,巴斯德、李毕希、毕希纳、萨姆纳、切赫和奥特曼的观点各是什么？,28,发酵是纯化学反应，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,巴斯德之前,29,酶,来源,功能,化学本质,活细胞,催化性,降低化学反应活化能,大部分是蛋白质，少部分是,RNA,30,酶的概念,酶是,活细胞,产生的一类具有,生物催化作用,的,有机物,。,绝大多数,酶是,蛋白质,，,少数,的酶是,RNA,.,来源,作用,化学本质,合成原料？,31,归纳酶的本质及生理功能,蛋白质,RNA,氨基酸,核糖核苷酸,核糖体,核仁,降低化学反应的,活化能,生物,催化作用,活细胞,32,2,、酶化学本质的实验验证,（,1,）证明某种酶是蛋白质,实验组,:,待测酶液,+,双缩脲试剂一 是否出现紫色反应,对照组：已知蛋白液,+,双缩脲试剂一 出现紫色反应,33,(2),要验证唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，现有的实验材料有：刚取的唾液，已知蛋白液，双缩脲试剂及试管等，那么你给出的合理实验方案是怎样的？,34,与,无机催化剂相比较,，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。,(,一,),酶具有高效性,二、酶的特性,35,酶,高效性,的曲线,（,1,）催化剂可加快化学反应速率，与,无机催化剂相比,，,酶的催化效率更高。,（,2,）酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间，,不改变化学,反应的平衡点。,反应前后酶的性质和数量不发生变化。,（,3,）酶只能催化已存在的化学反应。,36,无机催化剂,既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。,蛋白酶,只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。,口腔里有,唾液淀粉酶,，可塞进牙缝里的,肉丝,两天后还没被消化。,由上述资料大胆的提出问题，作出你的假设。,（二）酶具有专一性,37,(1),含义：每一种酶只能催化,化学反应。,如过氧化氢酶只能催化,分解。脲酶除了,催化,分解外，对其他化学反应不起作用。,(2),意义：使细胞代谢有条不紊地进行。,一种或一类,过氧化氢,尿素,38,根据图,2,分析：在,A,反应物中加入酶,A,，反应速率较未加酶时明显加快，而加入酶,B,，反应速率和未加酶时相同，这说明什么？,答案酶,A,能催化反应物,A,反应，酶,B,不能催化反应物,A,反应，酶的作用具有专一性。,图2,39,酶的活性大小,通常以,单位时间内底物减少的量,或,产物生成的量,（即,反应的速度,）来表示酶活性的大小。,（三）酶的作用条件温和,40,t/,/mmol.s,-1,最适温度,酶活性受温度影响示意图,最适温度,酶活性最高时：,动物,:,3540,o,C,；,植物,:,4050,o,C,之间；,微生物最适温度差别很大,有些人工酶：,60,o,C,酶的作用需要适宜的温度,41,在,一定温度范围内,，酶促反应速率,随温度的升高而,；,当温度升高到一定限度时，,酶促反应速率随着温度的,升高而,。,加快,下降,42,酶活性受温度影响示意图,最适温度,t/,/mmol.s,-1,低温、高温对酶活性的影,响一样的吗？,抑制,失活,低温,抑制,酶的活性，但不温度升高后，酶仍能恢复活性。但高温会使酶的,遭到破坏，会导致酶,，甚至会使其永久失去活性。,空间结构,变性,43,最适,pH,酶活性最高时：,动物,:,6.5,8.0,胃蛋白酶,的,最适,pH:,1.5,植物,:4.5,6.5,。,酶的作用需要适宜的,pH,44,最适,pH,下降,在一定条件下，酶活性最大时的,pH,值称为,该酶的,。偏离该,pH,，不论升高还是降低，酶促反应速率都会,。,45,酶活性受,pH,值影响示意图,过酸、过碱对酶活性的影响一样的吗？,失活,失活,过酸、过碱都会使酶的,遭到破坏，使酶永久,空间结构,失活,46,谢 谢,47,第五章 细胞的能量供应和利用,第一节 降低化学反应活化能的酶,第三课时,高一 徐老师,人教版生物必修一,48,材料：淀粉酶、淀粉、沸水、冰块、,60,的水,、碘液,一、实验设计,1,、,温度酶活性的影响,49,(1)原理,温度影响酶的活性和结构，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。,50,(2)实验设计思路,淀粉t,1,温度下淀粉酶t,1,温度下,淀粉t,2,温度下淀粉酶t,2,温度下,淀粉t,n,温度下淀粉酶t,n,温度下,检测是否出现蓝色及蓝色深浅,碘液,51,（,3,）实验设计程度,取淀粉、淀粉酶分别放入试管,各自在所控制的温度,下处理一段时间,淀粉与相应温度的淀粉酶混合,在,各自所控制的温度下保温一段时间,滴加碘液，观察颜色变化,注意：实验程序中,2,、,3,步一定不能颠倒,52,(4)实验的变量分析,53,实验过程中先加酶再调控温度同样能说明温度对酶活性的影响，你赞同吗？改用斐林试剂检测有不妥之处吗？为什么？,不，因为酶具有高效性，加酶后再做变量（温度）的调控，底物已经被催化分解一部分了。,不行，因为斐林试剂检测过程中要加热，而本实验中的变量是温度。,（5）交流与表达：,54,55,（,2,）在温度对酶活性影响的实验中，为什么要在加入淀粉酶溶液之前控制好各自的温度？,防止在控制温度之前淀粉酶已将淀粉水解，从而失去对照作用，影响实验效果。,问题讨论,(1),结合实验结果你有什么结论？,1,号试管中的淀粉被完全水解了，,2,、,3,号试管中的淀粉没有被水解。工业淀粉酶的活性,受温度的影响。在,60,时活性最高，温度偏高或者偏低，都会影响酶的活性,56,答案不能。过氧化氢本身在不同温度下就存在分解速率的差异，会干扰实验结果。,(3),能否在反应后加入新配制的斐林试剂观察是否有砖红色沉淀生成，来判断试管中的淀粉是否水解了？,不能。因为这个实验要严格控制温度，而斐林试剂的反应需要水浴加热。,(4),能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做这个实验？,57,【提醒】,本实验不宜选用斐林试剂，因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同的温度。,本实验不宜选用过氧化氢酶催化H,2,O,2,分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。,58,2pH对酶活性的影响,(1)原理,pH影响酶的活性和结构，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少。,59,(2)实验设计程序,取n支试管分别加入等量的同种新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液用盐酸或NaOH溶液调整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)分别滴加等量的质量分数为3%的过氧化氢溶液用点燃但无火焰的卫生香来检验氧气的生成情况。,60,pH,对酶活性的影响,实验程序,注意：实验程序中,2,、,3,步一定不能颠倒,61,(1),该实验结果说明了酶的活性和,pH,有什么关系？,答案酶的作用需要适宜的,pH,，,pH,偏高或偏低都会使酶活性降低。,(2),该实验中，能否在加入肝脏研磨液后，直接加入,3%,过氧化氢溶液，然后再调节,pH?,不能。因为酶的作用具有高效性，在调节,pH,之前，试管中已经发生了剧烈反应，会影响到实验结果。,62,【提醒】,本实验中也可将过氧化氢酶和,H,2,O,2,分别调至同一,pH,，再混合，以保证反应一开始便达到预设,pH,。,本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉分解，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。,(3),本实验能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？为什么？,不能。因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。,63,材料用具：淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、斐林试剂、,3,、验证酶的专一性,64,有,无,无,有,广东省四会市四会中学方仲扬,实验：酶具有专一性,65,(1)1,号试管有砖红色沉淀生成，,2,号试管不出现砖红色,沉淀，说明什么？,答案,:,1,号,试管中淀粉被,水解,，,2,号,试管中蔗糖,没有被水解,。,(2),上述实验说明了什么？,答案,:,淀粉酶只催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的催化作用具有,专一性,。,66,(3),肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸，是否说明肽酶没有专一性？,答案,:,不是,。酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应，肽酶催化的是,一类,反应，也说明其具有专一性。,67,1.,酶活性（温度、,pH,）,二、影响酶促反应速率的因素,68,酶促反应速率,底物浓度,酶量一定,在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度的增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比。,2.,底物浓度,69,酶促反应速率,底物浓度,酶量一定,当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到了一个,最大值,，此时即使再增加底物浓度，反应速率也几乎不再改变，这是受,酶浓度或酶活性的限制,。,2.,底物浓度,70,71,右下图表示的是在,最适温度,下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。请据图回答以下问题：,酶促反应速率,底物浓度,A,B,C,72,A,点：,随着反应底物浓度的增加，反应速率加快。,B,点：,反应速率在此时达到最高,。,C,点：,反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高，维持在相对稳定,（,1,）请解释在,A,、,B,、,C,三点时该化学反应的状况,酶促反应速率,底物浓度,A,B,C,73,（,2,）如果在,B,点时往反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化？为什么？（用相应的曲线在右图表示出来）,该曲线表明，,B,点的反应底物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快,酶促反应速率,底物浓度,A,B,C,74,（,3,）如果在,A,点时温度升高,10,，曲线会发生什么变化？为什么？（用相应的曲线在右图表示出来）,如果,A,点时温度升高,10,，,曲线上升的幅度变小,。因为图中原曲线表示在,最适温度,下催化速率随底物浓度的变化。温度,高于或低于,最适温度，,反应速率都会变慢。,酶促反应速率,底物浓度,A,B,C,75,3,、酶浓度,酶促反应速率,酶的浓度,底物无限,在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，,酶促反应速率与酶浓度成正相关。,76,无机催化剂,一种或一类,最高,明显降低,课堂小结,77,谢 谢,78,