人教版必修一第五章第1节降低化学反应活化能的酶(共27张PPT).ppt

第第1 1节节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶长期以来，人们一直认为动物消化食物长期以来，人们一直认为动物消化食物吸收营养就像磨豆腐那样吸收营养就像磨豆腐那样把食物磨碎后把食物磨碎后将营养过滤到体内，而不能滤过的残渣则形将营养过滤到体内，而不能滤过的残渣则形成粪便排出去。而不认为在消化的过程中发成粪便排出去。而不认为在消化的过程中发生了化学反应。生了化学反应。事实到底是不是这样呢？科学家做事实到底是不是这样呢？科学家做了大量的实验对此进行探究！了大量的实验对此进行探究！问题探讨1、这个实验要解决什么问题？2、是什么物质使肉块消失了？3、怎样才能证明你的推测？斯帕兰札尼的实验斯帕兰札尼的实验讨论：讨论：1 1、这个实验要解决什么问题？、这个实验要解决什么问题？2 2、是什么物质使肉块消失了？、是什么物质使肉块消失了？3 3、怎样才能证明你的推测？、怎样才能证明你的推测？鸟类的胃是否只有物理性消化，鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化没有化学性消化是胃内的化学物质将肉块分解了是胃内的化学物质将肉块分解了收集胃内的化学物质，看看这些物质在收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解了体外是否也能将肉块分解了一、一、酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用2 H2 H2 2OO2 2 2 2 H2 2O +O2 21 1、常温下反应、常温下反应2 2、加热、加热3 3、FeFe3+3+做催化剂做催化剂4 4、过氧化氢酶、过氧化氢酶猪肝研磨液（过氧化氢酶）猪肝研磨液（过氧化氢酶）加入试管直接观察加入试管直接观察水浴加热水浴加热滴加滴加FeCl3溶液溶液高温高温/Fe3/过氧化氢酶过氧化氢酶实验目的：通过比较过氧化氢在实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件不同条件下分解下分解的快慢，了解酶的作用和意义。的快慢，了解酶的作用和意义。实验原理：过氧化氢在实验原理：过氧化氢在高温高温或或铁离子铁离子或或过氧化氢过氧化氢酶酶的作用下都可分解成水和氧气。的作用下都可分解成水和氧气。质量分数为质量分数为2020的新鲜的新鲜肝脏研磨液肝脏研磨液1 1滴滴质量分数为质量分数为3.53.5的的氯化铁溶液氯化铁溶液1 1滴滴有效成分：过氧化氢酶有效成分：过氧化氢酶有效成分：有效成分：FeFe3+3+所含酶的数量（个）所含酶的数量（个）aFeFe3+3+的数量（个）的数量（个）25万万 a步骤步骤试管编号试管编号 说明说明1 12 23 34 4 一一一一 H H2OO2 浓度剂量剂量 二二二二剂量剂量 结结果果气泡产生气泡产生卫生香燃烧卫生香燃烧结论结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温常温常温90FeCl3鲜肝研鲜肝研鲜肝研鲜肝研磨液磨液磨液磨液2 2 2 2滴清水滴清水滴清水滴清水2 2 2 2滴清水滴清水滴清水滴清水2 2滴滴滴滴2 2滴滴滴滴反应条件反应条件不明显不明显不复燃不复燃少量少量不复燃不复燃较多较多变亮变亮大量大量复燃复燃1 1、与、与1 1号试管相比，号试管相比，2 2号试管出现什么不同现象？号试管出现什么不同现象？这一现象说明什么？这一现象说明什么？2 2、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？2 2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。进过氧化氢的分解，提高反应速率。不能不能 3 3、3 3号和号和4 4号试管未经加热，也有大量气泡产号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？生，这说明什么？说明说明FeClFeCl3 3中的中的Fe3+Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。加快过氧化氢分解的速率。实验讨论实验讨论（比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解）4 4、3 3号和号和4 4号试管相比，哪支试管听反应速率号试管相比，哪支试管听反应速率快？这说明什么？快？这说明什么？4 4号试管的反应速率比号试管的反应速率比3 3号试管快得多。号试管快得多。细胞内细胞内每时每刻每时每刻都在进行着都在进行着成千上万成千上万种化学反种化学反应，这些化学反应需要在应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。5 5、为什么说酶对于细胞反应的顺利进行至关重、为什么说酶对于细胞反应的顺利进行至关重要？要？说明：说明：过氧化氢酶比过氧化氢酶比Fe3+Fe3+的催化效率高得多。的催化效率高得多。步骤步骤试管编号试管编号 说明说明1 12 23 34 4 一一一一 H H2OO2 浓度 二二二二 结结果果气泡产生气泡产生带火星木条带火星木条结论结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温常温常温90FeCl3鲜肝研鲜肝研鲜肝研鲜肝研磨液磨液磨液磨液2 2滴清水滴清水滴清水滴清水2 2滴清水滴清水滴清水滴清水2 2滴滴滴滴2 2滴滴滴滴不明显不明显不明显不明显少量少量少量少量较多较多较多较多大量大量大量大量不复燃不复燃不复燃不复燃 不复燃不复燃不复燃不复燃变亮变亮变亮变亮复燃复燃复燃复燃反应条件反应条件自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量变量变量对照组对照组实验组实验组对照实验对照实验等量性原则等量性原则单一变量原则单一变量原则等量性原则等量性原则无关变量无关变量人为改变的变量人为改变的变量随自变量的变化而变化的变量随自变量的变化而变化的变量过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样速率不一样速率不一样速率不一样对照原则对照原则:设计对照实验设计对照实验,既要有对照既要有对照组又要有实验组。组又要有实验组。单一变量原则：单一变量原则：在对照实验中在对照实验中,除了要除了要观察的变量发生变化外观察的变量发生变化外,其他变量都应保其他变量都应保持相同。持相同。实验设计原则实验设计原则:等量原则：等量原则：各组加入的试剂要等量各组加入的试剂要等量酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用？分子从分子从常态常态转变为转变为容易发生化学反应容易发生化学反应的的 活跃状态活跃状态所所需要的能量需要的能量称为称为活化能活化能各条件使反应加快的本质：各条件使反应加快的本质：加热：加热：FeFe3+3+：酶：酶：提高分子的能量提高分子的能量降低化学反应的降低化学反应的活化能活化能同无机催化相比，酶能同无机催化相比，酶能更显著地更显著地降低化学降低化学反应的反应的活化能活化能，因而催化效率，因而催化效率更高更高。正是由于酶的催化作用，细胞代谢正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。才能在温和的条件下快速进行。酶酶到底是什么物质呢到底是什么物质呢？巴斯德之前巴斯德李比希毕希纳萨姆纳切赫和奥特曼发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关 发酵与活细胞有关，发酵是发酵与活细胞有关，发酵是发酵与活细胞有关，发酵是发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某整个细胞而不是细胞中的某整个细胞而不是细胞中的某整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用些物质在起作用些物质在起作用些物质在起作用 引起发酵的是细胞中的某些引起发酵的是细胞中的某些引起发酵的是细胞中的某些引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在物质，但是这些物质只有在物质，但是这些物质只有在物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡后才能发挥作用酵母细胞死亡后才能发挥作用酵母细胞死亡后才能发挥作用酵母细胞死亡后才能发挥作用 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起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，就象在活酵母细胞中一样催化作用，就象在活酵母细胞中一样催化作用，就象在活酵母细胞中一样催化作用，就象在活酵母细胞中一样 酶是蛋白质酶是蛋白质酶是蛋白质酶是蛋白质少数的少数的少数的少数的RNARNARNARNA具有催化作用具有催化作用具有催化作用具有催化作用酶酶本质的探索本质的探索结论：结论：1.1.巴斯德是微生物学家，他主要强调生物体或巴斯德是微生物学家，他主要强调生物体或细胞的整体作用。细胞的整体作用。2.2.李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。问题。3.3.人物人物巴斯德巴斯德李比希李比希合理性合理性 认为发酵与活细认为发酵与活细胞有关胞有关引起发酵的是细胞引起发酵的是细胞中的某些物质中的某些物质局限性局限性 发酵是整个细胞发酵是整个细胞而不是细胞中的而不是细胞中的某些物质在起作某些物质在起作用用这些物质只有在酵这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解母细胞死亡并裂解后才能发挥作用后才能发挥作用二、酶的本质二、酶的本质 大部分酶是蛋白质，少部分酶是大部分酶是蛋白质，少部分酶是RNA酶究竟是什么？酶究竟是什么？何处产生？何处产生？有什么作用？有什么作用？其化学本质是？其化学本质是？请给酶下一个比较完整的定义请给酶下一个比较完整的定义三、三、酶酶(Enzyme)(Enzyme)的概念的概念:绝大多数酶是蛋白质绝大多数酶是蛋白质,少数的酶是少数的酶是RNA.酶是酶是（活细胞活细胞）产生的一类具有产生的一类具有生物生物（催化作用催化作用）的的（有机物有机物）。来源来源功能功能本质本质酶的分布酶的分布胞内酶胞内酶(如呼吸氧化酶如呼吸氧化酶)胞外酶胞外酶(如各种消化酶如各种消化酶)四四、酶的特性、酶的特性3443少量肝脏少量肝脏研磨液研磨液1、高效性、高效性过氧化氢酶比过氧化氢酶比FeFe3+3+的催化效率的催化效率(活性活性)高得多高得多酶的催化效率是无机催化剂的酶的催化效率是无机催化剂的10107 7 10 101313倍倍步骤步骤试管试管1试管试管212ml2ml可溶性淀粉可溶性淀粉2ml2ml蔗糖溶液蔗糖溶液22ml2ml新鲜淀粉酶溶液，振荡，新鲜淀粉酶溶液，振荡，6060水浴保水浴保温温5min5min32ml2ml斐林试剂，边加边轻轻振荡斐林试剂，边加边轻轻振荡4水浴煮沸水浴煮沸1min1min结果结果出现出现砖红色沉淀砖红色沉淀无无砖红色沉淀砖红色沉淀2、专一性、专一性 酶的专一性酶的专一性：指一种酶只能催化：指一种酶只能催化一种一种化合物化合物或一类或一类化合物的化学反应。化合物的化学反应。酶在化学反应前后结构变化了酶在化学反应前后结构变化了么？么？酶作用的机理酶作用的机理 作用条件温和酶的特性：酶的特性：高效性专一性3.作用条件较温和作用条件较温和五五、影响酶活性的影响酶活性的条件条件酶活性酶活性：酶对化学反应的催化效率。酶对化学反应的催化效率。（1）温度对酶活性的影响）温度对酶活性的影响动物：动物：35-4035-40摄氏度摄氏度植物：植物：40-5040-50摄氏度摄氏度细菌、真菌：差别较大细菌、真菌：差别较大 在最适温度的两侧，反应速率都比较在最适温度的两侧，反应速率都比较低低 ；较高的温度容易使酶的较高的温度容易使酶的 遭到破坏，蛋白质遭到破坏，蛋白质变性，而失去变性，而失去 ；低温不会使酶失去活性。；低温不会使酶失去活性。活性活性空间结构空间结构1 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 2号试管号试管3 3号试管号试管加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振荡滴，振荡试管各加入试管各加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色保持保持00冰水中冰水中约约5min5min加热至加热至100100，约约5min5min加热至加热至6060，约约5min5min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只有在一定温度下酶的催化效率最好只有在一定温度下酶的催化效率最好蓝色蓝色探究温度对淀粉酶活性的影响探究温度对淀粉酶活性的影响（1）温度对酶活性的影响）温度对酶活性的影响/mmol.s-1最适最适pH0pH酶活性受酶活性受pH影响示意图影响示意图（2）pH对酶活性的影响对酶活性的影响酶促反应速率最快时的酶促反应速率最快时的pH称为该酶促称为该酶促反应的反应的最适最适pH。动物体里的酶最适动物体里的酶最适PHPH大多在大多在6.5-8.06.5-8.0之间之间（胃蛋白酶胃蛋白酶为为1.51.5，胰液中的酶为，胰液中的酶为8-98-9）植物体里的酶最适植物体里的酶最适PHPH大多在大多在4.5-6.54.5-6.5之间之间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 遭到破坏遭到破坏,蛋白质蛋白质变性变性，酶失去，酶失去 。活性活性1 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 2号试管号试管3 3号试管号试管加入过氧化氢酶加入过氧化氢酶2 2滴，振荡滴，振荡2 23min3min试管各加入试管各加入2mL2mL过氧化氢溶液过氧化氢溶液无明显变化无明显变化pHpH7 7pH=12pH=12pHpH2 2将带火星的卫生香分别放入试管中将带火星的卫生香分别放入试管中只有在适合的只有在适合的pHpH下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好复燃复燃无明显变化无明显变化探究探究pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响（2）pH对酶活性的影响对酶活性的影响影响酶促反应速率的因素：影响酶促反应速率的因素：1 1、温度温度3 3、酶的浓度酶的浓度：反应速率随：反应速率随 酶浓度的升高而加快。酶浓度的升高而加快。4 4、底物浓度底物浓度：在一定浓度：在一定浓度 范围内，反应速率随浓范围内，反应速率随浓 度的升高而加快，但达度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率到一定浓度，反应速率 不再变化不再变化酶酶促促反反应应速速率率酶的浓度酶的浓度酶酶促促反反应应速速率率底物浓度底物浓度酶量一定酶量一定2 2、pHpH酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用酶的本质酶的本质酶的特性酶的特性活细胞产生活细胞产生的的具有催化作用具有催化作用的的有机有机物物，其中绝大多数是蛋白质，少数其中绝大多数是蛋白质，少数RNA也具有催化功能。也具有催化功能。降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能高效性高效性专一性专一性作用条件温和作用条件温和化学本质化学本质合成原料合成原料合成场所合成场所来源来源生理功能生理功能作用原理作用原理绝大多数蛋白质绝大多数蛋白质少数少数RNA核糖体核糖体细胞核（真核）细胞核（真核）氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸一般来说，活细胞都能产生酶一般来说，活细胞都能产生酶具有生物催化作用具有生物催化作用降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能小结酶酶的的应应用用课堂练习：课堂练习：1.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是 A.A.所吃食物不能消化所吃食物不能消化 （）B.B.胃没有排空胃没有排空C.C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降体温超过合适温度，消化酶的活性下降D.D.吃药使人没有了胃口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，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（主要原因是（）A.pHA.pH不适合不适合B.B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了胃中已经起了消化作用，不能再起作用了C.C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用D.D.小肠中没有蛋白质可被消化小肠中没有蛋白质可被消化CA3.能够使唾液淀粉酶水解的是（能够使唾液淀粉酶水解的是（）A.A.淀粉酶淀粉酶 B.B.脂肪酶脂肪酶C.C.蛋白酶蛋白酶 D.D.肽酶肽酶 4.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（）A.A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物B.B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变化学反应前后，酶的化学性质和数量不变C.C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响D.D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力一旦离开活细胞，酶就失去催化能力CD5.5.加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：的问题：（1 1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍？的奶渍和血渍？（2 2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？）使用这种洗衣粉为什么要用温水？（3 3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些衣料？（些衣料？（）A.A.化纤化纤 B.B.纯毛纯毛 C.C.纯棉纯棉 D.D.真丝真丝（4 4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中还可以加入什么酶？中还可以加入什么酶？B D脂肪酶脂肪酶练习练习下列有关酶的正确叙述是（下列有关酶的正确叙述是（）是有分泌功能细胞产生的是有分泌功能细胞产生的有的从食物有的从食物中获得，有的是体内转化而来中获得，有的是体内转化而来凡是活细凡是活细胞都能产生酶胞都能产生酶绝大多数酶是蛋白质绝大多数酶是蛋白质有有的酶是蛋白质，有的是固醇的酶是蛋白质，有的是固醇酶只能在细酶只能在细胞内发挥作用胞内发挥作用在新陈代谢和生殖发育中在新陈代谢和生殖发育中起调控作用起调控作用酶只是起催化作用酶只是起催化作用A B C DC C