降低化学反应活化能的酶省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第5章 细胞能量供给和利用第1节 降低化学反应活化能酶第1页1、酶概念、作用、化学本质、酶酶概念、作用、化学本质、酶 特征？特征？2、与无机催化剂催化效率更高原因？、与无机催化剂催化效率更高原因？绘出酶含有催化性、高效性坐标曲绘出酶含有催化性、高效性坐标曲线；绘出酶活性受温度和线；绘出酶活性受温度和PH影响曲影响曲线。线。3、描述温度和、描述温度和PH怎样影响酶活性；怎样影响酶活性；影响酶活性原因有哪些？影响酶促反应速影响酶活性原因有哪些？影响酶促反应速第2页率率原因有哪些？4、既影响活性又影响速率原因是？不影响 活性但影响速率原因是？酶高效性试验对照是？5、温度对淀粉酶活性影响试验中要注意：要先将酶和反应物分别置于？再将其混合在试验中应该设置哪几个对照试验说明温第3页度对酶活性影响？怎样依据试验结果来确定酶最适温度？检测试剂不能用斐林试剂原因是？过氧化氢酶不能进行该试验理由是？6、PH对酶活性影响试验中要注意：要先将酶置于？再将其与反应物混合。此试验中不宜用淀粉淀粉酶理由是？不能用碘液检测蔗糖是否被水解理由是？第4页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1 1、这个试验要处理什、这个试验要处理什么问题？么问题？2 2、是什么物质使肉块、是什么物质使肉块消失了？消失了？3 3、怎样才能证实你推、怎样才能证实你推测？测？鸟类胃是否只有物理性消鸟类胃是否只有物理性消化，没有化学性消化化，没有化学性消化是胃内化学物质将肉块是胃内化学物质将肉块分解了分解了搜集胃内化学物质，看看搜集胃内化学物质，看看这些物质在体外是否也能这些物质在体外是否也能将肉块分解了将肉块分解了第5页光合作用：光合作用：CO2+H2O （CH2O)+O2光能光能 酶酶细胞呼吸细胞呼吸:C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量能量氧气氧气酶酶核糖体：核糖体：氨基酸氨基酸 多肽多肽脱水缩合脱水缩合酶酶第6页 细胞中每时每刻都进行着许多细胞中每时每刻都进行着许多化学反应化学反应，统称为，统称为细胞代谢细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动基础。细胞代谢是细胞生命活动基础。2H2H2 2O O2 22H2H2 2O+OO+O2 2一、酶在细胞代谢中作用一、酶在细胞代谢中作用加热、催化剂加热、催化剂细胞代谢中细胞代谢中 又是什么又是什么呢？呢？在化学反应里能改变其化学反应速率，而本身质量和化学性在化学反应里能改变其化学反应速率，而本身质量和化学性质在反应前后都没有改变物质叫做质在反应前后都没有改变物质叫做 。催化剂催化剂第7页比较过氧化氢在不一样条件下分解比较过氧化氢在不一样条件下分解 2 H2O2 2 H2O +O2加热加热加热加热或或或或FeFe3+3+或或或或过氧化氢酶过氧化氢酶过氧化氢酶过氧化氢酶或常温或常温或常温或常温试验原理：试验原理：新配制体积分数为新配制体积分数为3%3%H H2 2O O2 2溶液溶液新鲜质量分数为新鲜质量分数为20%20%肝脏研磨液肝脏研磨液-质量分数为质量分数为3.5%3.5%FeClFeCl3 3溶液溶液-Fe-Fe离子相对数量离子相对数量2525万万卫生香等卫生香等实验目：经过比较经过比较H H2 2O O2 2过氧化氢在过氧化氢在不一样条件不一样条件下分解快慢，了下分解快慢，了解酶作用和意义。解酶作用和意义。试验材料：试验材料：H H2 2O O2 2酶相对数量酶相对数量1 1第8页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一样条件下分解速率比较过氧化氢在不一样条件下分解速率比较过氧化氢在不一样条件下分解速率比较过氧化氢在不一样条件下分解速率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滴滴滴滴不显著不显著不显著不显著少许少许少许少许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对照组对照组试验组试验组试验组试验组对照试验对照试验等量性标准等量性标准单一变量标准单一变量标准等量性标准等量性标准无关变量无关变量人为改变变量人为改变变量随自变量改变而改变变量随自变量改变而改变变量1.1.高温能够加紧过氧化氢分解高温能够加紧过氧化氢分解高温能够加紧过氧化氢分解高温能够加紧过氧化氢分解2.FeCl2.FeCl3 3能催化过氧化氢分解能催化过氧化氢分解能催化过氧化氢分解能催化过氧化氢分解3.3.过氧化氢酶能催化过氧化氢分解过氧化氢酶能催化过氧化氢分解过氧化氢酶能催化过氧化氢分解过氧化氢酶能催化过氧化氢分解4.4.过氧化氢催化效率比过氧化氢催化效率比过氧化氢催化效率比过氧化氢催化效率比FeClFeCl3 3高高高高第9页 不能；因为酶含有高效性，若滴入不能；因为酶含有高效性，若滴入FeCl3溶液溶液中混有少许过氧化氢酶，会影响试验准确性中混有少许过氧化氢酶，会影响试验准确性注意问题注意问题（1 1）、一定要选取新鲜肝脏，为何？）、一定要选取新鲜肝脏，为何？（2 2）、将肝脏制成研磨液有什么意义？）、将肝脏制成研磨液有什么意义？（3 3）、滴入）、滴入FeClFeCl3 3溶液和肝脏研磨液时，可否共用一溶液和肝脏研磨液时，可否共用一个吸管？为何？个吸管？为何？新鲜肝脏中含有较多过氧化氢酶，假如肝脏不新新鲜肝脏中含有较多过氧化氢酶，假如肝脏不新鲜，在微生物作用下，过氧化氢酶可能被分解。鲜，在微生物作用下，过氧化氢酶可能被分解。肝脏一定要充分研磨，以确保肝细胞破裂，使肝细肝脏一定要充分研磨，以确保肝细胞破裂，使肝细胞内过氧化氢酶释放出来，增加酶与底物接触面积胞内过氧化氢酶释放出来，增加酶与底物接触面积,不然不然可能影响试验效果。可能影响试验效果。第12页2ml H2O20.4ml FeCl3溶液溶液等量鲜肝等量鲜肝研磨液研磨液观察液面高低改变观察液面高低改变第13页3号试管号试管4号试管号试管酶比氯化铁催化效率更高酶比氯化铁催化效率更高有较多气泡产生有较多气泡产生与与3号试管号试管相比，气泡相比，气泡大而且产生大而且产生速度快速度快。第14页活化能活化能 酶酶并未供给过氧化氢能量，只是并未供给过氧化氢能量，只是降低降低了过氧化氢分了过氧化氢分解反应解反应活化能活化能。同无机催化剂相比，酶降低活化能作用更显著，同无机催化剂相比，酶降低活化能作用更显著，因而催化效率更高。因而催化效率更高。为何在酶催化作用下为何在酶催化作用下,过氧化氢分解速度加紧了呢过氧化氢分解速度加紧了呢？第15页条件条件加紧反应本质加热加热用氯化铁催化用氯化铁催化用过氧化氢酶用过氧化氢酶催化催化为化学反应提供为化学反应提供能量能量降低降低化学反应化学反应活化能活化能显著降低显著降低化学反应化学反应活化能活化能第17页发酵是纯化学反应，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发酵与整整个细个细胞活动相关胞活动相关发酵与细胞中发酵与细胞中一些一些物质相关物质相关酵母细胞中某物质能在细胞外起作用酵母细胞中某物质能在细胞外起作用酶是蛋白质酶是蛋白质巴斯德之前巴斯德之前巴斯德巴斯德李比希李比希毕希纳毕希纳萨姆纳萨姆纳关于酶本质探索关于酶本质探索切赫、奥特曼切赫、奥特曼少数少数RNA也含有生物催化功效也含有生物催化功效第18页思索 1、什么叫细胞代谢？2、酶是怎样加紧反应速度？3、酶概念及化学本质？第19页二 酶特征 第20页酶是酶是活细胞产生活细胞产生含有含有催化作用催化作用有机物。有机物。二、酶本质二、酶本质绝大多数是蛋白质，绝大多数是蛋白质，少数是少数是RNARNA起源起源功效功效化学本质化学本质活细胞产生活细胞产生催化剂催化剂 酶酶第21页【例例1 1】甲、乙两种酶用同一个蛋白酶处理，酶活甲、乙两种酶用同一个蛋白酶处理，酶活性与处理时间关系如图所表示。以下分析错误性与处理时间关系如图所表示。以下分析错误是是()()A.A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解甲酶能够抗该种蛋白酶降解 B.B.甲酶不可能是含有催化功效甲酶不可能是含有催化功效RNARNAC.C.乙酶化学本质为蛋白质乙酶化学本质为蛋白质 D.D.乙酶活性改变是因为其分子结构改变乙酶活性改变是因为其分子结构改变B B第22页过氧化氢酶与铁离子对过氧化氢催化产生气泡情况怎样？这说明了什么？3443少许肝脏研磨液第23页酶催化效率普通是无机催化剂 倍。107 1013一、酶含有一、酶含有高效性高效性酶含有高效性意义：（1）确保了细胞内化学反应顺利进行。（2）确保了细胞内能量供给稳定。这对细胞有什么意义？第24页二、酶含有二、酶含有专一性专一性酶含有专一性意义：确保了细胞代谢能够有条不紊地进行。这对细胞有什么意义？每一个酶只能催化一个或一类化学反应如：脲酶只能催化尿素分解。过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解。二肽酶能够催化全部二肽分解第25页练习一 (P86)2.下列图表示某类酶作用模型。尝试用文字描述。这个模型能解释酶什么特征？1.能够促使唾液淀粉酶水解酶是（）A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.麦芽糖酶 B酶反应底物反应产物第26页 许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件催化化学反应。酶起催化作用需要怎样条件呢？第27页资料一:试验证实用加酶洗衣粉时，温水洗涤效果要比冷水好。资料二:唾液PH为6.27.4 胃液PH为0.91.5 小肠液PH为7.61、酶催化效率可能受温度影响。2、酶催化效率可能受PH值影响。而且不一样酶需要不一样PH 条件。阅读上述材料，得出什么？探究：影响酶活性条件酶活性：指酶对化学反应催化效率。第28页试验一：探究温度对淀粉酶活性影响提出问题：温度会影响酶活性吗？作出假设：温度会影响酶活性。设计试验：淀粉麦芽糖和葡萄糖碘液 碘液蓝色 不形成蓝色 试验原理：本试验能否选择斐林试剂代替碘液作判定试剂？不能，因为斐林试剂需要加热而该试验需要严格控制温度。第29页方法方法步骤步骤取六只试管编号取六只试管编号1 11 12 22 23 33 3淀粉溶液淀粉溶液2mL2mL/2 mL2 mL/2 mL2 mL/淀粉酶溶液淀粉酶溶液/1 mL1 mL/1 mL1 mL/1 mL1 mL温度处理温度处理5min5min606010010000混合后保温混合后保温5min5min将同一温度内两物质混合后保温5min滴加碘液滴加碘液1 1滴滴1 1滴滴1 1滴滴结果结果现象现象不变蓝不变蓝变蓝变蓝变蓝变蓝结论结论酶催化作用需要在适宜温度下进行探究温度对淀粉酶活性影响自变量因变量自变量、因变量分别是？第30页探究探究 影响酶活性条件影响酶活性条件酶活性：指酶对化学反应催化效率。试验中能够选择过氧化氢酶催化过氧化氢吗？试验中能够选择过氧化氢酶催化过氧化氢吗？提醒：提醒：不能够。因为过氧化氢在加热条件下会分解。不能够。因为过氧化氢在加热条件下会分解。第31页分析试验结果：试验结论：1号试管中，淀粉被唾液淀粉酶分解成麦芽糖，后者遇碘不变蓝；2、3试管所处温度过低或过高，酶无催化活性或丧失活性，淀粉不被分解，遇碘液变蓝。温度对酶催化活性有很大影响，酶催化作用应具备适宜温度。第32页每种酶都有自己最适温度在最适温度两侧，反应速率都比较 较高温度轻易使酶 遭到破坏而 。在0左右酶活性很低，但 ，在适宜温度下酶活性能够升高。低空间结构失去活性尝试构建数学模型：绘制温度影响酶活性函数曲线，并用语言来描述温度改变与酶活性关系。空间结构稳定酶活性受温度影响示意图第33页小组合作 以68人为一个小组，合作设计PH对酶活性影响，写出试验步骤（3分钟）第34页探究试验二 PH对酶活性影响试验步骤项目1号试管2号试管3号试管123现象滴加肝脏研磨液2滴2滴2滴pH处理5%HCl 1mL蒸馏水1mL5%NaOH1mL3%过氧化氢2mL2mL2mL气泡几乎无较多几乎无结论：PH对酶催化活性有很大影响，酶催化作用应具备适宜PH。第35页在最适合pH下，酶活性 胃蛋白酶：1.52.2唾液淀粉酶:6.8胰蛋白酶:810过氧化氢酶:6.8在过酸过碱条件下，都会使酶 遭到破坏而失去 。最高活性空间结构第36页淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液试验步骤一一二二三三试验现象结论结论加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振荡，试管下半部分浸入滴，振荡，试管下半部分浸入6060左右热水中，反应左右热水中，反应5min5min2 2号试管中加入号试管中加入2mL2mL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6060水浴水浴2min2min1 1号试管中加入号试管中加入2mL2mL淀淀粉溶液粉溶液白色白色无改变无改变棕色棕色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。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2.2.酶专一性酶专一性第37页思索：思索：试验中能否使用碘液代替斐林试剂作为判定试剂？试验中能否使用碘液代替斐林试剂作为判定试剂？提醒：提醒：不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗糖分子是否被水解不能用碘液检测。糖分子是否被水解不能用碘液检测。第38页【警示警示】试验中温度和试验中温度和pHpH控制控制在设计酶需要适宜温度和在设计酶需要适宜温度和pHpH试验中，每一组试验都必试验中，每一组试验都必须事先将底物、酶液分别处理到各自所需要控制温度须事先将底物、酶液分别处理到各自所需要控制温度和和pHpH，使反应一开始便到达预设温度和，使反应一开始便到达预设温度和pHpH，减小试验，减小试验误差。若先将底物与酶液混合后再控制温度和误差。若先将底物与酶液混合后再控制温度和pHpH，则，则会因为酶高效性，造成酶促反应在到达所控温度和会因为酶高效性，造成酶促反应在到达所控温度和pHpH条件前发生。条件前发生。第39页三、酶作用条件较温和酶作用需要适宜温度和PH第40页小结1.含有高效性2.含有专一性3.作用条件较温和 要有适当温度 比较过氧化氢酶和Fe3催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用温度对淀粉酶活性影响pH对过氧化氢酶活性影响要有适当pH酶特征第41页在适当条件下将肉块和蛋白酶放到一起在适当条件下将肉块和蛋白酶放到一起疑问：疑问：6060时，为何肉块长时间不能被分解？时，为何肉块长时间不能被分解？3.3.酶催化需要温和条件酶催化需要温和条件第42页1.1.含有高效性含有高效性2.2.含有专一性含有专一性3.3.作用条件较温和作用条件较温和 要有适当温度要有适当温度 要有适当要有适当pHpH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酶特征酶特征第43页四、影响酶促反应速率原因：四、影响酶促反应速率原因：1.1.温度温度3.3.酶浓度：酶浓度：反应速率随酶反应速率随酶浓度升高而加紧浓度升高而加紧4.4.底物浓度：底物浓度：在一定浓度范在一定浓度范围内，反应速率随浓度升高围内，反应速率随浓度升高而加紧；但到达一定浓度后，而加紧；但到达一定浓度后，反应速率不再改变反应速率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.pH2.pH影响酶活性原影响酶活性原因一定影响酶因一定影响酶促反应速率。促反应速率。第44页【例例2 2】(海南高考海南高考)关于温度对酶活性影响关于温度对酶活性影响叙述叙述,错误是错误是()A.A.不一样酶最适温度可能相同不一样酶最适温度可能相同B.B.伴随温度降低伴随温度降低,酶促反应活化能下降酶促反应活化能下降C.C.酶活性最高时温度不适合该酶保留酶活性最高时温度不适合该酶保留D.D.高温下酶失活是酶空间结构破坏结果高温下酶失活是酶空间结构破坏结果B B第45页【解题指南解题指南】解答本题时需关注以下两点解答本题时需关注以下两点:(1)(1)温度能影响酶活性温度能影响酶活性,最适温度时酶活性最高。最适温度时酶活性最高。(2)(2)高温使酶变性失活高温使酶变性失活,低温使酶活性降低低温使酶活性降低,但不失活但不失活,可用于酶保留。可用于酶保留。第46页【解析解析】本题考查酶活性与温度关系。本题考查酶活性与温度关系。A A项项,不一样酶不一样酶最适温度可能相同最适温度可能相同,也可能不一样也可能不一样,故正确。故正确。B B项项,活化活化能是指分子从常态转变为轻易发生化学反应活跃状态能是指分子从常态转变为轻易发生化学反应活跃状态所需要能量所需要能量,活化能与温度无关活化能与温度无关,故错误。故错误。C C项项,酶是保酶是保留在低温环境下留在低温环境下,酶活性较高时不适合酶保留酶活性较高时不适合酶保留,故正确。故正确。D D项项,高温、强酸、强碱破坏酶空间结构使酶变性失活高温、强酸、强碱破坏酶空间结构使酶变性失活,故正确。故正确。第47页酶概念酶概念酶作用原理酶作用原理酶本质酶本质酶作用特征酶作用特征酶酶第48页1 1关于酶特征，以下表述中错误是（关于酶特征，以下表述中错误是（）A.A.酶是活细胞产生含有催化能力有机物酶是活细胞产生含有催化能力有机物B.B.化学反应前后，酶化学性质和数量不变化学反应前后，酶化学性质和数量不变C.C.酶催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响酶催化效率很高，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D D第49页2.2.以下关于酶叙述，不正确是（以下关于酶叙述，不正确是（）A.A.绝大多数酶化学本质是蛋白质绝大多数酶化学本质是蛋白质B.B.能够催化脂肪酶水解酶是脂肪酶能够催化脂肪酶水解酶是脂肪酶C.C.酶催化效率高是因为其降低活化能作用显著酶催化效率高是因为其降低活化能作用显著D.D.酶催化化学反应普通是在比较温和条件下进行酶催化化学反应普通是在比较温和条件下进行【解析解析】绝大多数酶本质是蛋白质，极少数为绝大多数酶本质是蛋白质，极少数为RNARNA；脂；脂肪酶本质为蛋白质，所以用蛋白酶才能够将其水解；酶肪酶本质为蛋白质，所以用蛋白酶才能够将其水解；酶能够较大幅度地降低化学反应活化能；温度、能够较大幅度地降低化学反应活化能；温度、pHpH等都会等都会对酶活性产生影响，所以酶催化化学反应普通在比较温对酶活性产生影响，所以酶催化化学反应普通在比较温和条件下进行。和条件下进行。B B第50页3.3.将唾液淀粉酶先放入沸水中将唾液淀粉酶先放入沸水中2 2分钟，再放在分钟，再放在3737恒温水浴中，酶催化效率前后改变是（恒温水浴中，酶催化效率前后改变是（）A.A.不停降低不停降低 B.B.先升后降先升后降C.C.先降后升先降后升 D.D.没有改变没有改变D D4.4.下列图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中能下列图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加正确表示酶量增加1 1倍时，底物浓度和反应速度关系倍时，底物浓度和反应速度关系是是()()B B第51页5.5.比较过氧化氢在不一样条件下分解试验中，对比较过氧化氢在不一样条件下分解试验中，对1 14 4号试管进行了以下处理，据表回答号试管进行了以下处理，据表回答:条件条件试管试管1 12 23 34 43%H3%H2 2O O2 2溶液溶液2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL温度温度室温室温9090室温室温室温室温5%FeCl5%FeCl3 3溶液溶液/2 2滴滴/肝脏研磨液肝脏研磨液/2 2滴滴第52页(1)1(1)1号、号、2 2号试管相比，号试管相比，是试验组，自变量是是试验组，自变量是 ，因变量是，因变量是 。(2)1(2)1号、号、3 3号相比，号相比，是试验组；是试验组；3 3号、号、4 4号相号相比，试验组是比，试验组是 。(3)3(3)3号和号和4 4号未经加热，也有大量气泡产生，这说明号未经加热，也有大量气泡产生，这说明FeClFeCl3 3溶液和过氧化氢酶都能降低反应活化能，使反溶液和过氧化氢酶都能降低反应活化能，使反应在常温下快速进行应在常温下快速进行 。2 2号号温度温度产生气泡多少产生气泡多少3 3号号3 3号和号和4 4号号第53页