111第1节降低反应活化能的酶.ppt
第第5章第章第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必修一必修一1.这个实验要解决什么问题？这个实验要解决什么问题？斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用2.是什么物质使肉块消失了？是什么物质使肉块消失了？一些化学反应的条件一些化学反应的条件MnO2浓浓H2SO4CH3CH2OH + CH3COOH CH3COOCH2CH3 + H2O2KClO3 2KCl + 3O2一般化学反应的条件一般化学反应的条件 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的化学反应速能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化没有变化的物质叫做的物质叫做 。催化剂只是改变反应速率催化剂只是改变反应速率,并不改变化学平衡并不改变化学平衡催化剂催化剂细胞内外的环境细胞内外的环境是很温和的是很温和的1.常温常温2.常压常压3.水溶液环境水溶液环境4.pH接近中性接近中性细胞内会发生一系列的化学反应，这些化细胞内会发生一系列的化学反应，这些化学反应发生的环境条件是什么？学反应发生的环境条件是什么？ 在这种环境状态下发生的化学反应，应该有适在这种环境状态下发生的化学反应，应该有适合的生物催化剂合的生物催化剂 酶酶一一. 酶的作用酶的作用细胞代谢：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。分子从常态变为容易发生化学反应的分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。活跃状态所需要的能量。常态：常叫基态，微观粒子处于能量最低的状态。常态：常叫基态，微观粒子处于能量最低的状态。当原子处于基态时，电子处于离核最近的轨道上，当原子处于基态时，电子处于离核最近的轨道上，此时原子处于稳定状态。此时原子处于稳定状态。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激发态：微观粒子其内部能量高于基态能量时所处的能量状态。当原子获得能量的时候，便由基处的能量状态。当原子获得能量的时候，便由基态跃迁到激发态。态跃迁到激发态。实实 验验 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实验目的实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义实验原理：实验原理：2 H2 H2 2O O2 2 2 2 H2 2O + O2 2v方法步骤方法步骤:v1.取取4支洁净试管，编上序号，并且各注入支洁净试管，编上序号，并且各注入2mL过过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。v2.将将2号试管放在号试管放在90左右的水浴中加热，观察气左右的水浴中加热，观察气泡冒出的情况，并与泡冒出的情况，并与2号试管作比较。号试管作比较。v3.向向3号试管内滴入号试管内滴入2滴氯化铁溶液，向滴氯化铁溶液，向4号试管内号试管内滴入滴入2滴肝脏研磨液。轻轻地振荡两只试管，使滴肝脏研磨液。轻轻地振荡两只试管，使试管内的物质混合均匀。仔细观察哪支试管产生试管内的物质混合均匀。仔细观察哪支试管产生的气泡多。的气泡多。v4.将点燃但无火焰的木条分别放入将点燃但无火焰的木条分别放入3、4号试管内号试管内液面的上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。液面的上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。22 浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl322 浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3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催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越性优越性酶降低活化能的作用更显著，因酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。而催化效率更高。 18221895（法国）（法国）微生物学家微生物学家通过显微镜观察发现发通过显微镜观察发现发酵的过程中有酵母菌酵的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）化学家化学家通过对化学变化的研究认通过对化学变化的研究认为糖类变成酒精就是一个为糖类变成酒精就是一个化学反应化学反应结论结论: 在这个变化过程中，在这个变化过程中，只有细胞死之后放出了某只有细胞死之后放出了某些物质起了作用些物质起了作用对比对比酶本质的探索酶本质的探索结论：结论：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毕希纳的实验说明，酵母细胞中的某些物质能够毕希纳的实验说明，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。母细胞中一样。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的提取液含酵母细胞的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1836年法国科学家施旺提取胃液实验年法国科学家施旺提取胃液实验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实验从刀豆中提取脲酶实验20C80th美国科学家切赫和奥特曼美国科学家切赫和奥特曼发现少数发现少数RNA也有催化功能也有催化功能关于酶本质的探究关于酶本质的探究酶的化学成分酶的化学成分 酶的来源酶的来源 酶的功能酶的功能酶是一类生物催化剂酶是一类生物催化剂蛋白质是酶吗？蛋白质是酶吗？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、酶的本质、酶的本质什么是酶？什么是酶？1、酶具有高效性、酶具有高效性3443少量肝脏少量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+的催化效率高得多。的催化效率高得多。 比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率为什么为什么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？事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。倍。107 1013酶的高效性保证了细胞内酶的高效性保证了细胞内 化学反应的顺利进行化学反应的顺利进行 能量供应的稳定能量供应的稳定 酶具有高效性的意义：酶具有高效性的意义：上述实验说明了：上述实验说明了：淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液实实验验步步骤骤一一二二三三实验实验现象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左右的热水中，反应左右的热水中，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变化无变化砖红色沉淀砖红色沉淀v每一种酶只能催化每一种酶只能催化 化学反应。化学反应。v细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 是是分不开的。分不开的。 2、酶具有专、酶具有专一一 性性一种或一类一种或一类 4000专一性专一性v目前发现的酶有目前发现的酶有 多种多种, ,它们分别催化不同它们分别催化不同的化学反应。的化学反应。在最适温度的两侧，反应速率都比较在最适温度的两侧，反应速率都比较较高的温度容易使酶的较高的温度容易使酶的 遭到破坏遭到破坏而失去而失去 。每种酶都有自己的每种酶都有自己的低低活性活性最适温度最适温度空间结构空间结构过氧化氢酶过氧化氢酶在最适合的在最适合的pH下，下，酶的活性酶的活性 最高最高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 遭到破坏而失去遭到破坏而失去 。活性活性 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的影响其本质相同吗？的影响其本质相同吗？思考：思考：因为温度对淀粉酶活性的影响较大，因为温度对淀粉酶活性的影响较大，pHpH对过氧化氢酶的对过氧化氢酶的影响较大。这样做实验的现象才明显。影响较大。这样做实验的现象才明显。酶的特性：酶的特性：1具有高效性具有高效性2具有专一性具有专一性作用条件较温和作用条件较温和 1要有合适的温度要有合适的温度 2要有合适的要有合适的pH总结：总结：比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3 3的催化效率的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 温度对淀粉酶活性的影响温度对淀粉酶活性的影响pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响 酶促反应速率酶促反应速率酶的浓度酶的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5.5.激活剂和抑制剂激活剂和抑制剂
