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第第5章第章第1节节 降低化学反应活化能酶降低化学反应活化能酶必修一必修一第1页第2页1.这个试验要处理什么问题？这个试验要处理什么问题？斯帕兰札尼在研究鹰消化作用斯帕兰札尼在研究鹰消化作用2.是什么物质使肉块消失了？是什么物质使肉块消失了？鸟类胃是否只有物理性消化鸟类胃是否只有物理性消化鸟类胃是否只有物理性消化鸟类胃是否只有物理性消化,没有化学消化。没有化学消化。没有化学消化。没有化学消化。胃内化学物质将肉块分解了。胃内化学物质将肉块分解了。胃内化学物质将肉块分解了。胃内化学物质将肉块分解了。第3页一些化学反应条件一些化学反应条件MnO2浓浓H2SO4CH3CH2OH+CH3COOH CH3COOCH2CH3+H2O2KClO3 2KCl +3O2乙醇乙醇乙醇乙醇醋酸醋酸醋酸醋酸乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯第4页普通化学反应条件普通化学反应条件 FeBr2BrHBr水浴水浴（1）高温（）高温（2）高压）高压（3）强酸（）强酸（4）强碱（）强碱（5）催化剂）催化剂在化学反应里在化学反应里能改变其它物质化学反应速率，能改变其它物质化学反应速率，而本身质量和化学性质在反应前后都没有改而本身质量和化学性质在反应前后都没有改变变物质叫做物质叫做 。催化剂只是改变反应速率催化剂只是改变反应速率,并不改改变学平衡并不改改变学平衡催化剂催化剂第5页细胞内外环境细胞内外环境是很温和是很温和1.常温常温2.常压常压3.水溶液环境水溶液环境4.pH靠近中性靠近中性细胞内会发生一系列化学反应，这些化学细胞内会发生一系列化学反应，这些化学反应发生环境条件是什么？反应发生环境条件是什么？在这种环境状态下发生化学反应，应该有适合在这种环境状态下发生化学反应，应该有适合生物催化剂生物催化剂 酶酶第6页一一.酶作用酶作用细胞代谢：细胞代谢：细胞每时每刻都进行着许多化学反应。细胞每时每刻都进行着许多化学反应。细胞代谢离不开细胞代谢离不开降低化学反应活化能降低化学反应活化能酶。酶。活化能活化能分子从常态变为轻易发生化学反应分子从常态变为轻易发生化学反应活跃状态所需要能量。活跃状态所需要能量。第7页常态：常叫基态，微观粒子处于能量最低状态。当常态：常叫基态，微观粒子处于能量最低状态。当原子处于基态时，电子处于离核最近轨道上，此时原子处于基态时，电子处于离核最近轨道上，此时原子处于稳定状态。原子处于稳定状态。活跃状态就是激发态。活跃状态就是激发态。激发态：微观粒子其内部能量高于基态能量时所处激发态：微观粒子其内部能量高于基态能量时所处能量状态。当原子取得能量时候，便由基态跃迁到能量状态。当原子取得能量时候，便由基态跃迁到激发态。激发态。第8页第9页第10页第11页第12页加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道第13页催化剂能够降低化学反应活化能，而且与无催化剂能够降低化学反应活化能，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出优越机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出优越性性酶降低活化能作用更显著，因而催化酶降低活化能作用更显著，因而催化效率更高。效率更高。第14页巴斯德巴斯德 和和 李比希李比希 观点比较观点比较18221895（法国）（法国）微生物学家微生物学家经过显微镜观察发觉发经过显微镜观察发觉发酵过程中有酵母菌酵过程中有酵母菌结论：没有活细胞糖类结论：没有活细胞糖类不可能变成酒精不可能变成酒精18031873（德国）（德国）化学家化学家经过对化学改变研究认为经过对化学改变研究认为糖类变成酒精就是一个化糖类变成酒精就是一个化学反应学反应结论结论:在这个改变过程中，在这个改变过程中，只有细胞死之后放出了一只有细胞死之后放出了一些物质起了作用些物质起了作用对比对比酶本质探索酶本质探索第15页结论：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整体作用。细胞整体作用。2.2.李比希是化学家，倾向于从化学角度考虑问李比希是化学家，倾向于从化学角度考虑问题。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v认为发酵与活细胞相关v引发发酵是细胞中一些物质v不足v发酵是整个细胞而不是细胞中一些物质在起作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第16页毕希纳试验说明，酵母细胞中一些物质能够在酵毕希纳试验说明，酵母细胞中一些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。胞中一样。酵母细胞研磨酵母细胞研磨加水搅拌加水搅拌加压过滤加压过滤含酵母细胞提取液含酵母细胞提取液加入葡萄糖加入葡萄糖过程过程：现象现象：冒出气泡：冒出气泡4.4.4.4.请分析一下毕希纳研究过程，从毕希纳试验能够请分析一下毕希纳研究过程，从毕希纳试验能够请分析一下毕希纳研究过程，从毕希纳试验能够请分析一下毕希纳研究过程，从毕希纳试验能够得出什么结论？得出什么结论？得出什么结论？得出什么结论？第17页1773年意大利科学家斯年意大利科学家斯巴兰札尼喂食鹰试验巴兰札尼喂食鹰试验1836年法国科学家施旺提取胃液试验年法国科学家施旺提取胃液试验1926年美国科学家萨姆纳年美国科学家萨姆纳从刀豆中提取脲酶试验从刀豆中提取脲酶试验20C80th美国科学家切赫和奥特曼美国科学家切赫和奥特曼发觉少数发觉少数RNA也有催化功效也有催化功效关于酶本质探究关于酶本质探究第18页酶化学成份酶化学成份 酶起源酶起源 酶功效酶功效酶是一类生物催化剂酶是一类生物催化剂活细胞活细胞产生产生含有生物催化作用含有生物催化作用是是有机物有机物。蛋白质是酶吗？蛋白质是酶吗？一类一类大部分酶是蛋白质，也有少数是大部分酶是蛋白质，也有少数是RNARNA。二二、酶本质、酶本质什么是酶什么是酶？第19页第20页1、酶含有高效性、酶含有高效性3443少许肝脏少许肝脏研磨液研磨液说明过氧化氢酶比说明过氧化氢酶比FeFe3+3+催化效率高得多。催化效率高得多。比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3+3+催化效率催化效率为何为何4 4号试管反应速率比号试管反应速率比3 3号试管快得多？号试管快得多？第21页第22页酶含有酶含有高效性高效性实际上，酶催化效率普通是无机催化剂实际上，酶催化效率普通是无机催化剂 倍。倍。107 1013酶高效性确保了细胞内酶高效性确保了细胞内 化学反应顺利进行化学反应顺利进行 能量供给稳定能量供给稳定 酶含有高效性意义：酶含有高效性意义：上述试验说明了：上述试验说明了：第23页探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用 淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶催化作用淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶催化作用淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶催化作用淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶催化作用下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶催化作用下能下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶催化作用下能下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶催化作用下能下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶催化作用下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖、果糖均属还水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖、果糖均属还水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖、果糖均属还水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖、果糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色沉淀。生成砖红色沉淀。生成砖红色沉淀。生成砖红色沉淀。现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解，应该怎样设计这个试验？你有怎么知道淀粉糖水解，应该怎样设计这个试验？你有怎么知道淀粉糖水解，应该怎样设计这个试验？你有怎么知道淀粉糖水解，应该怎样设计这个试验？你有怎么知道淀粉酶催化了糖水解呢？酶催化了糖水解呢？酶催化了糖水解呢？酶催化了糖水解呢？第24页淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液v试验步骤一一二二三三v试验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左右热水中，反应左右热水中，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淀粉溶液淀粉溶液无改变无改变砖红色沉淀砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用第25页v每一个酶只能催化每一个酶只能催化 化学反应。化学反应。v细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶 是分是分不开。不开。2、酶含有专、酶含有专一一 性性一个或一类一个或一类 4000专一性专一性v当前发觉酶有当前发觉酶有 各种各种,它们分别催化不一样它们分别催化不一样化学反应。化学反应。第26页第27页酶活性：酶对化学反应催化效率。酶活性：酶对化学反应催化效率。第28页第29页在最适温度两侧，反应速率都比较在最适温度两侧，反应速率都比较较高温度轻易使酶较高温度轻易使酶 遭到破坏而失遭到破坏而失去去 。每种酶都有自己每种酶都有自己低低活性活性最适温度最适温度空间结构空间结构第30页第31页过氧化氢酶过氧化氢酶在最适合在最适合pH下，下，酶活性酶活性 最高最高空间结构空间结构在过酸过碱条件下，都会使酶在过酸过碱条件下，都会使酶 遭到破遭到破坏而失去坏而失去 。活性活性第32页 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影响其本质相同吗？影响其本质相同吗？不一样，过酸、过碱或温度过高，会使不一样，过酸、过碱或温度过高，会使酶空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温酶空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性显著下降，但在适宜温度下其活性使酶活性显著下降，但在适宜温度下其活性能够恢复。能够恢复。第33页3.3.3.3.假如试验失败了，应该怎样做？假如试验失败了，应该怎样做？假如试验失败了，应该怎样做？假如试验失败了，应该怎样做？检验试验步骤是否犯错，重复试验。检验试验步骤是否犯错，重复试验。检验试验步骤是否犯错，重复试验。检验试验步骤是否犯错，重复试验。思索：思索：1.1.1.1.书本提议用淀粉酶探究温度对酶活性影响，用过氧书本提议用淀粉酶探究温度对酶活性影响，用过氧书本提议用淀粉酶探究温度对酶活性影响，用过氧书本提议用淀粉酶探究温度对酶活性影响，用过氧化氢酶探究化氢酶探究化氢酶探究化氢酶探究pHpHpHpH对酶活性影响，为何？对酶活性影响，为何？对酶活性影响，为何？对酶活性影响，为何？因为温度对淀粉酶活性影响较大，因为温度对淀粉酶活性影响较大，pHpH对过氧化氢酶对过氧化氢酶影响较大。这么做试验现象才显著。影响较大。这么做试验现象才显著。2.2.2.2.在测定淀粉酶专一性时，为何要用到蔗糖溶液？在测定淀粉酶专一性时，为何要用到蔗糖溶液？在测定淀粉酶专一性时，为何要用到蔗糖溶液？在测定淀粉酶专一性时，为何要用到蔗糖溶液？设置对照试验。设置对照试验。设置对照试验。设置对照试验。第34页酶特征：酶特征：1含有高效性含有高效性2含有专一性含有专一性作用条件较温和作用条件较温和 1要有适当温度要有适当温度 2要有适当要有适当pH总结：总结：比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3 3催化效率催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用 温度对淀粉酶活性影响温度对淀粉酶活性影响pHpH对过氧化氢酶活性影响对过氧化氢酶活性影响 第35页第36页第37页第38页影响酶促反应速率原因：影响酶促反应速率原因：1 1、温度、温度3 3、酶浓度：、酶浓度：反应速率随反应速率随 酶浓度升高而加紧。酶浓度升高而加紧。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 度升高而加紧，但达度升高而加紧，但达 到一定浓度，反应速率到一定浓度，反应速率 不再改变不再改变酶促反应速率酶促反应速率酶浓度酶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2 2、pHpH5.5.激活剂和抑制剂激活剂和抑制剂第39页
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