第五章第一节降低化学反应活化能的酶高三一轮课件.ppt

第五章第一节降低化学反应活化能的酶高三一轮第1页，此课件共37页哦1.掌握酶的作用及其本质。掌握酶的作用及其本质。2.理解酶的作用特点和条件。理解酶的作用特点和条件。3.能够设计酶的相关实验。能够设计酶的相关实验。本节目标本节目标第2页，此课件共37页哦一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用细胞中每时每刻都进行着的许多细胞中每时每刻都进行着的许多化学化学反应反应，统称为细胞代谢。是细胞，统称为细胞代谢。是细胞生命活生命活动动的的基础基础（一）细胞代谢：（一）细胞代谢：考点一：酶的作用和本质考点一：酶的作用和本质第3页，此课件共37页哦（二二）酶的作用：）酶的作用：活化能：活化能：分子从分子从常态常态转变转变为容易发生化学反应的为容易发生化学反应的活跃活跃状态状态所需的能量所需的能量催化机理：催化机理：降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能第4页，此课件共37页哦第5页，此课件共37页哦abc如图如图abc中，代表正常条件下分子活化能是中，代表正常条件下分子活化能是 ，代表，代表酶促反应所需活化能是酶促反应所需活化能是 ；代表酶所降低的活化；代表酶所降低的活化能的是能的是 。Cba第6页，此课件共37页哦为过氧化氢分子提供能量为过氧化氢分子提供能量降低降低化学反应的化学反应的活化能活化能显著降低显著降低化学反应的化学反应的活化能活化能第7页，此课件共37页哦酶与一般催化剂的共同点：酶与一般催化剂的共同点：1 1、只能只能催化催化已已存在的存在的反应反应2 2、酶通过、酶通过降低降低活化能，活化能，加快加快化学反应化学反应速率速率，缩短缩短达到平衡的达到平衡的时间时间，但，但不改变平衡点不改变平衡点4 4、酶既可在、酶既可在细胞内细胞内也可在也可在细胞外细胞外甚至甚至体外体外 发挥催化作用发挥催化作用3 3、酶参与了化学反应，但酶参与了化学反应，但反应前后，酶的反应前后，酶的 化学化学性质性质和和数量数量均均没有变化没有变化第8页，此课件共37页哦第9页，此课件共37页哦二、酶的本质二、酶的本质（一）酶本质的探索历程：（一）酶本质的探索历程：第10页，此课件共37页哦巴斯德之前巴斯德之前认为认为发酵是发酵是纯化学反应纯化学反应，与，与生命活动生命活动无关无关巴斯德巴斯德李比希李比希发酵与发酵与活细胞活细胞有关，是整个有关，是整个细胞在起作用细胞在起作用引起发酵的是细胞中的引起发酵的是细胞中的某些物质某些物质，这些物质只有在这些物质只有在细胞死亡并裂解细胞死亡并裂解后后才发挥作用。才发挥作用。酵母酵母细胞中的某些物质细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起能够在酵母细胞破碎后继续起催化催化作用作用，就像在活酵母细胞中一样。，就像在活酵母细胞中一样。毕希纳毕希纳萨姆纳萨姆纳酶是酶是蛋白质蛋白质切赫和奥特曼切赫和奥特曼少数少数RNARNA也具有生物也具有生物催化催化功能功能1773年，斯帕兰札尼研究鹰的消化作用年，斯帕兰札尼研究鹰的消化作用第11页，此课件共37页哦绝大多数绝大多数酶是酶是蛋白质蛋白质,少数少数的酶是的酶是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（二）酶的定义：（二）酶的定义：基本单位？基本单位？合成场所？合成场所？本质鉴定？本质鉴定？第12页，此课件共37页哦酶化学本质的实验验证酶化学本质的实验验证证明某种酶是蛋白质证明某种酶是蛋白质对照组：对照组：已知蛋白液已知蛋白液+双缩脲试剂双缩脲试剂出现紫色反应出现紫色反应实验组：实验组：待测酶液待测酶液+双缩脲试剂双缩脲试剂是否出现紫色反应是否出现紫色反应证明某种酶是证明某种酶是RNA对照组：对照组：已知已知RNA溶液溶液+吡罗红染液吡罗红染液出现红色出现红色实验组：实验组：待测酶液待测酶液+吡罗红染液吡罗红染液是否出现红色是否出现红色第13页，此课件共37页哦（三）酶的本质、作用及其实验验证：（三）酶的本质、作用及其实验验证：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作用场所作用场所生理功能生理功能作用机理作用机理绝大多数是蛋白质绝大多数是蛋白质少数是少数是RNA核糖体核糖体细胞核（主要）细胞核（主要）氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸生物催化作用生物催化作用细胞内、外或生物体外均可细胞内、外或生物体外均可降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能一般来说，活细胞都能产生酶一般来说，活细胞都能产生酶第14页，此课件共37页哦正确说法正确说法 错误说法错误说法产生细胞产生细胞凡是活细胞都能产生酶（人的成凡是活细胞都能产生酶（人的成熟红细胞外）熟红细胞外）来源来源生物体内合成生物体内合成化学本质化学本质绝绝大多数是蛋白质，少数为大多数是蛋白质，少数为RNA组成单位组成单位氨基酸或核糖核苷酸氨基酸或核糖核苷酸合成场所合成场所绝大多数酶产自核糖体绝大多数酶产自核糖体作用场所作用场所细胞内、细胞外、体外均可细胞内、细胞外、体外均可生理功能生理功能酶只起催化作用酶只起催化作用温度影响温度影响低温影响酶的活性，不破坏酶的低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，高温破坏结构，高温破坏作用原理作用原理降低化学反应的活化能，反应前降低化学反应的活化能，反应前后质和量都不变。后质和量都不变。具有分泌功能的细胞才能具有分泌功能的细胞才能产生产生有的来源于食物有的来源于食物都是蛋白质都是蛋白质氨基酸氨基酸都产自核糖体都产自核糖体只在细胞内起作用只在细胞内起作用酶具有调节、催化等多种功酶具有调节、催化等多种功能能低温也能使酶变性失活低温也能使酶变性失活在催化反应的过程中逐在催化反应的过程中逐渐被消耗渐被消耗第15页，此课件共37页哦考点二：考点二：酶的特性酶的特性第16页，此课件共37页哦是无机催化剂的是无机催化剂的10107 710101313倍倍意义：意义：保证细胞内化学反应的顺利进行；保证细胞内化学反应的顺利进行；保证细胞所需能量的稳定供应。保证细胞所需能量的稳定供应。1 1、酶具有、酶具有高效性高效性第17页，此课件共37页哦 2 2、酶具有、酶具有专一性专一性 生物体内的化学反应多种多样，由酶的生物体内的化学反应多种多样，由酶的专专一性一性，可推出酶的种类具有，可推出酶的种类具有多样性多样性。每一种酶只能催化每一种酶只能催化一种或一类一种或一类化学反应化学反应意义：意义：使细胞代谢高度使细胞代谢高度有序有序的进行的进行第18页，此课件共37页哦 3 3、酶的作用条件较、酶的作用条件较温和温和温度过高温度过高或或强酸强酸、强碱强碱会使酶分子的会使酶分子的空间空间结构结构遭到破坏而完全遭到破坏而完全失去活性失去活性。所以酶作用。所以酶作用一般都要求比较一般都要求比较温和温和的条件，如常温、常压的条件，如常温、常压、接近中性的酸碱度等、接近中性的酸碱度等第19页，此课件共37页哦一一.高效性高效性【实验实验】比较过氧化氢在比较过氧化氢在不同条件不同条件下的分解下的分解二二.专一性专一性【实验实验】探究淀粉酶对探究淀粉酶对淀粉和蔗糖淀粉和蔗糖的水解作用的水解作用三三.作用条件较温和作用条件较温和1.1.温度温度【实验实验】用淀粉酶催化淀粉探究用淀粉酶催化淀粉探究温度对酶温度对酶活性的影响活性的影响2.PH2.PH【实验实验】用过氧化氢酶分解用过氧化氢酶分解H H2 2O O2 2探究探究PHPH对酶对酶活性的影响活性的影响考点三：相关实验考点三：相关实验第20页，此课件共37页哦1、原理：、原理：2H2O2 2H2O+O2过氧化氢在过氧化氢在高温高温或或铁离子铁离子或或过氧化氢酶过氧化氢酶的作用的作用下都可分解成水和氧气。下都可分解成水和氧气。根据原理根据原理,你认为该实验至少需要几组试管你认为该实验至少需要几组试管?高效性高效性可通过观察可通过观察气泡气泡的产生情况和的产生情况和卫生香卫生香的燃烧情况的燃烧情况来比较分解速率。来比较分解速率。第21页，此课件共37页哦反应条件：反应条件：加热加热 FeFe3+3+过氧化氢酶过氧化氢酶自自变变量量过氧化过氧化氢分解氢分解速率速率因因变变量量反应物的浓度、体积反应物的浓度、体积、试管的干净程度等、试管的干净程度等无关变量无关变量相同且适宜相同且适宜保证单一变量保证单一变量2.2.变量变量第22页，此课件共37页哦3.3.步骤步骤试管编号试管编号 说明说明1 12 23 34 4一一二二 4.4.结结果果2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温90FeCl3肝脏研肝脏研磨液磨液2 2滴滴2 2滴滴不明显不明显少量少量较多较多大量大量燃烧燃烧剧烈剧烈燃烧燃烧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 H H2 2OO2 2 浓度浓度剂量剂量剂量剂量气泡产生气泡产生带火星的卫生香带火星的卫生香对照实验对照实验对照组对照组实验组实验组不复燃不复燃不复燃不复燃5.5.结论：与无机催化剂相比，酶具有高效性结论：与无机催化剂相比，酶具有高效性第23页，此课件共37页哦6.6.注意事项：注意事项：新鲜的肝脏：新鲜的肝脏：过氧化氢酶是蛋白质，久放会过氧化氢酶是蛋白质，久放会 受微生物作用使酶分子数量减少或活性降低。受微生物作用使酶分子数量减少或活性降低。将肝脏研磨成液：将肝脏研磨成液：使细胞内的过氧化氢酶充使细胞内的过氧化氢酶充 分释放，增大与分释放，增大与H H2 2O O2 2的接触面积。的接触面积。过氧化氢有腐蚀性，过氧化氢有腐蚀性，不要接触皮肤。不要接触皮肤。不可不可共用一个滴管。共用一个滴管。卫生香卫生香应放在试管内液面上方，不要插入液应放在试管内液面上方，不要插入液 体中，以免卫生香熄灭。体中，以免卫生香熄灭。高效性高效性第24页，此课件共37页哦【实验实验】探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用1.1.实验思路简介实验思路简介专一性专一性第25页，此课件共37页哦试管试管1试管试管2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分别加入唾液分别加入唾液淀淀粉酶粉酶2 2滴，振荡，试管下半部浸入滴，振荡，试管下半部浸入3737左右的热水中，反应左右的热水中，反应5min5min2 2号试管中加入号试管中加入2mL2mL蔗糖溶液蔗糖溶液分别加入分别加入1ml1ml斐林试剂斐林试剂 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淀粉溶液淀粉溶液无无砖红色沉淀砖红色沉淀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的水解作用探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用能用碘液检测吗？能用碘液检测吗？第26页，此课件共37页哦【实验实验】用淀粉酶催化淀粉探究温度的影响用淀粉酶催化淀粉探究温度的影响1.1.实验原理及思路简介：设置一系列温度梯度实验原理及思路简介：设置一系列温度梯度适宜的温度适宜的温度第27页，此课件共37页哦实验操作内容实验操作内容123456加等量可溶性加等量可溶性淀粉溶液淀粉溶液加等量新鲜淀加等量新鲜淀粉酶溶液粉酶溶液控制不同温控制不同温度条件度条件淀粉酶溶液与淀淀粉酶溶液与淀粉溶液混合粉溶液混合加入等量碘液加入等量碘液观察实验现象观察实验现象得出结论得出结论试管试管1，1试管试管2，2试管试管3，31号号2ml2号号2ml3号号2ml1号号1ml2号号1ml3号号1ml60600 0C C热水热水（5min5min）沸水沸水（5min5min）冰块冰块（5min5min）1号注入号注入1号号保持保持600C（5min）2号注入号注入2号号沸水沸水（5min）3号注入号注入3号号冰块冰块（5min）1滴滴1滴滴1滴滴不变蓝不变蓝变蓝变蓝变蓝变蓝温度过高或过低都会影响酶的活性温度过高或过低都会影响酶的活性第28页，此课件共37页哦1.用淀粉酶探究温度对酶活性的影响的实验中，实验用淀粉酶探究温度对酶活性的影响的实验中，实验步骤：淀粉步骤：淀粉+淀粉酶淀粉酶+在不同温度下保温在不同温度下保温+检验，步骤检验，步骤合理吗合理吗?酶的催化反应应在预设的温度下进行酶的催化反应应在预设的温度下进行不能，因为斐林试剂需水浴加热，而本实验不能，因为斐林试剂需水浴加热，而本实验需严格控制温度。需严格控制温度。2.能否用斐林试剂来鉴定能否用斐林试剂来鉴定?3.3.能用能用H H2 2O O2 2分解实验吗？分解实验吗？不能，因为不能，因为温度影响温度影响H H2 2O O2 2分解分解第29页，此课件共37页哦【实验实验】用过氧化氢酶分解用过氧化氢酶分解H H2 2O O2 2探究探究PHPH的影响的影响1.1.实验原理及思路简介：设置一系列实验原理及思路简介：设置一系列PHPH梯度梯度2.2.能用淀粉酶催化淀粉水解实验吗？能用淀粉酶催化淀粉水解实验吗？3.3.结果结果适宜的适宜的PHPH课本课本83页：学科交叉页：学科交叉第30页，此课件共37页哦实验操作内容实验操作内容12345加等量加等量过氧化氢过氧化氢溶液溶液加等量肝脏研加等量肝脏研磨液磨液控制不同控制不同pH条件条件过氧化氢酶溶液过氧化氢酶溶液与过氧化氢溶液与过氧化氢溶液混合混合观察气泡产生观察气泡产生量量得出结论得出结论试管试管1，1试管试管2，2试管试管3，31号号2ml2号号2ml3号号2ml1号号蒸馏水蒸馏水 1ml2号号5%NaOH1ml3号号5%HCl1ml1号号2滴滴 摇匀摇匀1号注入号注入1号号摇匀，反应摇匀，反应2号注入号注入2号号摇匀，反应摇匀，反应3号注入号注入3号号摇匀，反应摇匀，反应2号号2滴滴 摇匀摇匀3号号2滴滴 摇匀摇匀过氧化氢酶在中性条件下活性最高过氧化氢酶在中性条件下活性最高第31页，此课件共37页哦拓展：人体消化道中各种消化酶的最适拓展：人体消化道中各种消化酶的最适PHPH口腔口腔：唾液淀粉酶，最适：唾液淀粉酶，最适PHPH为为6.86.8（中性）（中性）胃胃：胃蛋白酶，最适：胃蛋白酶，最适PHPH为为1.52.21.52.2（酸性）（酸性）小肠小肠：肠液、胰液中的各种酶，最适：肠液、胰液中的各种酶，最适PHPH为为8989（弱碱（弱碱性）性）第32页，此课件共37页哦三三、与酶有关的图表、曲线解读、与酶有关的图表、曲线解读 1 1、表示酶高效性的曲线、表示酶高效性的曲线（1 1）催化剂可）催化剂可加快加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高催化效率更高。（2 2）酶只能）酶只能缩短缩短达到化学平衡所需的达到化学平衡所需的时间时间，不能改变不能改变化学反应的化学反应的平衡点平衡点。（3 3）酶）酶只只能催化能催化已经存在已经存在的化学反应。的化学反应。第33页，此课件共37页哦 2 2、酶的专一性、酶的专一性（1 1）表示酶的专一性的图解）表示酶的专一性的图解甲表示酶，乙表示被催化的反应物甲表示酶，乙表示被催化的反应物酶和被催化的反应物分子都有特定的结构酶和被催化的反应物分子都有特定的结构酶甲与底物乙专一性结合，催化反应的发生，产生了酶甲与底物乙专一性结合，催化反应的发生，产生了产物丙和丁。这个模型揭示了酶的产物丙和丁。这个模型揭示了酶的专一性专一性。第34页，此课件共37页哦（2 2）表示酶的专一性的曲线）表示酶的专一性的曲线在在A A反应物中加入酶反应物中加入酶A A，反应速率较未加酶时，反应速率较未加酶时明显明显加快，加快，说明酶说明酶A A催化反应物催化反应物A A参加反应。参加反应。在在A A反应物中加入酶反应物中加入酶B B，反应速率和未加酶时相同，反应速率和未加酶时相同，说明酶说明酶B B不催化反应物不催化反应物A A参加反应。参加反应。第35页，此课件共37页哦 3 3 影响酶活性的曲线影响酶活性的曲线在一定温度（在一定温度（pHpH）范围内，随着）范围内，随着温度（温度（pHpH）的的升高升高，酶的，酶的催化作用催化作用逐渐逐渐增增 强强，超过这一范围，酶的催化作用就逐渐减弱。（如图，超过这一范围，酶的催化作用就逐渐减弱。（如图3 3、图、图4 4）过酸、过碱、高温都会使酶失活，而过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温低温只是只是抑制抑制酶的酶的活性活性，酶的，酶的结构未结构未 被破坏被破坏，温度升高时酶的活性，温度升高时酶的活性可恢复可恢复。（如图。（如图3 3）反应溶液反应溶液酸碱度酸碱度的变化的变化不影响不影响酶促反应的酶促反应的最适温度最适温度。（如图。（如图5 5）第36页，此课件共37页哦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4 4 底物（反应物）浓度对酶促反应的影响底物（反应物）浓度对酶促反应的影响在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而加快，反应速率与底物在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而加快，反应速率与底物 浓度近乎成浓度近乎成正比正比。在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速率也随之加快，但不显著。在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速率也随之加快，但不显著。当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到一个最大值，此时当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到一个最大值，此时 即使再增加底物浓度，反应速率几乎即使再增加底物浓度，反应速率几乎不再改变不再改变。第37页，此课件共37页哦