降低化学反应活化能的酶（含形象动画）ppt课件.ppt

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1、物理性消化物理性消化是指牙齿的咀嚼、舌的搅拌、胃肠的蠕动、胆汁对脂肪的乳化等，它将食物磨碎，改变食物的形态，但不改变食物的分子结构和化学性质的一个物理过程。化学消化化学消化是指通过消化酶的作用，将不溶于水的淀粉、蛋白质和脂肪分解成可溶于水的小分子有机物的过程。 斯帕兰札尼对鹰的消化研究斯帕兰札尼对鹰的消化研究问题探讨问题探讨讨论一讨论一：这个实验要解决什么问题？这个实验要解决什么问题？答：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化。答：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化。讨论二：是什么物质使肉块消失了讨论二：是什么物质使肉块消失了？ 答：是胃内的化学物质将肉块分解了。答：是胃内的化学物

2、质将肉块分解了。讨论三：怎样才能证明你的推测？讨论三：怎样才能证明你的推测？答：收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是答：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。否也能将肉块分解。 自学课本自学课本78827882页的内容，完成页的内容，完成下列问题：下列问题：一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用二、酶的本质和作用原理二、酶的本质和作用原理三、关于酶本质的探索历程三、关于酶本质的探索历程 细胞中每时每刻都进行着许多化细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢学反应，统称为细胞代谢。你能想到的细胞中的化学反应有哪些呢？你能想到的细胞中的化学反应有哪些呢？思

3、考思考光合作用光合作用叶绿体：叶绿体：CO2+H2O 有机物 +O2光能光能 酶酶思考思考线粒体线粒体: 有机物+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量能量氧气氧气酶酶有氧呼吸作用有氧呼吸作用思考思考合成蛋白质合成蛋白质核糖体：核糖体： 氨基酸氨基酸 多肽多肽酶酶脱水缩合脱水缩合核糖体核糖体叶绿体：叶绿体：COCO2 2+H+H2 2O O 有机物有机物 +O +O2 2光能光能 酶酶线粒体线粒体: : 有机物有机物+ +6H6H2 2O O+ +O O2 2 6CO 6CO2 2+ +12H12H2 2O O+ +能量能量氧气氧气酶酶核糖体：核糖体： 氨基酸氨基酸 蛋白质蛋白质酶酶缩合脱

4、水缩合脱水C CCOOHCOOHH HN NR R1 1R R2 2O OH HHHC CNHNH2 2C OHC OHHH+R R1 1C CNHNH2 2C C H HO OCOOHCOOHC CHHN NR R2 2HH 对于细胞来说，能量的获得和利用都必须通过化学对于细胞来说，能量的获得和利用都必须通过化学反应，反应，细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。为细胞代谢。细胞代谢细胞代谢是细胞生命活动的基础。是细胞生命活动的基础。 细胞内的化学反应大都需要在一种特殊的催化剂细胞内的化学反应大都需要在一种特殊的催化剂酶酶的催化下才能顺利地

5、进行，因此，的催化下才能顺利地进行，因此，细胞代谢实质上细胞代谢实质上是细胞内高度有序的酶促反应的总称。是细胞内高度有序的酶促反应的总称。 动植物在代谢中产生的过氧化氢，动植物在代谢中产生的过氧化氢，对机体是有毒的。机体通过过氧对机体是有毒的。机体通过过氧化氢酶，催化过氧化氢迅速分解化氢酶，催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。铁离子也可成水和氧气而解毒。铁离子也可催化这一反应。催化这一反应。一、酶的作用和本质一、酶的作用和本质1、酶在细胞代谢中的作用、酶在细胞代谢中的作用2 2 HH2 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、Fe

6、Fe3+3+做催化剂做催化剂4 4、过氧化氢酶、过氧化氢酶加入试管直接观察加入试管直接观察酒精灯水浴加热酒精灯水浴加热滴加滴加FeClFeCl3 3溶液溶液猪肝研磨液猪肝研磨液1.常温常温 2.加热加热 3.FeCl3 4.加肝液加肝液无机催化剂无机催化剂细胞中的生细胞中的生物催化剂物催化剂细胞为什么选择过氧化氢酶做催细胞为什么选择过氧化氢酶做催化剂呢？化剂呢？22 浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液 1滴质量分数为3.5%的氯 化铁溶液 1滴生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1无机催化剂： Fe3+Fe3+的相对数量：25万加热、

7、加热、FeclFecl3 3、过氧化氢酶促进了、过氧化氢酶促进了过氧化氢的分解吗？过氧化氢的分解吗？ 是的是的它们的作用原理相同吗？它们的作用原理相同吗？酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用（2）酶在细胞代谢中的作用）酶在细胞代谢中的作用活化能：活化能： 分子从常态转变为容易发生化学分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。能。各条件使反应加快的本质：加热： Fe3+：酶：提高分子的能量降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能正是酶的催化作用，细胞代谢才正是酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。能在温和的条件下快

8、速进行。 （1）酶的发现）酶的发现2、酶的本质酶的探索历程酶的探索历程（2）酶的定义）酶的定义 酶酶是是活活细胞细胞产生的一类具有产生的一类具有催化作用催化作用的的有有机物机物，其中绝大多数是，其中绝大多数是蛋白质蛋白质，少数是，少数是RNA。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

9、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（）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

10、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。实验讨论：1、巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？各有什么局限性？ 巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认巴斯德认

11、为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的；李比希认为引起发酵的细胞中的某些物是不正确的；李比希认为引起发酵的细胞中的某些物质是合理的，但认为这些物质只有在酵母细胞死亡并质是合理的，但认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的。裂解后才能发挥作用是不正确的。2、科学发展中出现争论是正常的。试分析巴斯、科学发展中出现争论是正常的。试分析巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么，这一德和李比希之间出现争论的原因是什么，这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作争论对后人进一步研究酶的本质

12、起到了什么作用？用？ 巴斯德是生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；巴斯德是生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在他们争们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有放矢。论的焦点上，使科学研究更加有放矢。3、从毕希纳的实验可以得出什么结论？从毕希纳的实验可以得出什么结论？ 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，就像在活细胞中一样。催化作用，就像在活细胞中一样。4、萨姆纳历

13、时九年才证明脲酶是蛋白质，并因、萨姆纳历时九年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原此荣获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原因是什么？因是什么？ 用正确的科学方法，坚持不懈，百折不挠的科学精神，用正确的科学方法，坚持不懈，百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。2 22 2 浓度浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量对照实验对照实验对照组对照组实验组实验组实验操作：实验操作：对照实验：对照实验：除了一个因素以外，其余因素都除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。保持不

14、变的实验。人为改变的变量人为改变的变量随着自变量的变化而变化的变量。随着自变量的变化而变化的变量。指与自变量同时影响指与自变量同时影响因变量因变量的变化、的变化、但与研究目的无关的变量。但与研究目的无关的变量。二、酶的特性一、一、酶一、酶能能催化生物化学反应催化生物化学反应，催化效率比无机，催化效率比无机催化剂高得多。研究发现，酶的催化效率是催化剂高得多。研究发现，酶的催化效率是无无机催化剂机催化剂催化效率的催化效率的1071013倍。因此，酶倍。因此，酶具有高效性。具有高效性。二、酶具有专一性二、酶具有专一性三、酶的特性三、酶的特性提出问题提出问题 做出假设做出假设 设计实验设计实验 进行实

15、验进行实验分析结果、得出结论。分析结果、得出结论。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加入淀粉酶淀粉酶2 2滴滴，振荡，试管下半部浸入，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5 5minmin2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淀粉溶液淀粉溶液白色白色无变化无变化棕色棕色砖红色沉淀砖红色沉淀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

16、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 是分不开的。是分不开的。 酶具有专一性酶具有专一性一种或一类一种或一类 专一性专一性锁和钥匙学说锁和钥匙学说 从上面进行的实验我们看出进行实验需要一从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件，比如唾液定的条件，比如唾液淀粉酶淀粉酶3737左右最好。左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶酶的活性？的活性？科学探究步骤科学探究步骤提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验分析结果分析结果表达与交流表达与交流（温度（温度/pH 会影响酶的活性吗？）会影响酶的活性

17、吗？）（温度（温度/pH 会影响酶的活性）会影响酶的活性）（设计方案、预期结果（设计方案、预期结果）（按预定方案进行实验）（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：分析实验结果，得出结论：）（总结，写实验报告并适当交流）（总结，写实验报告并适当交流）影响酶活性的条件影响酶活性的条件温度温度对酶活性的影响对酶活性的影响试管编号试管编号 1 1 2 2 3 32%淀粉酶淀粉酶1ml1ml1ml3%可溶性淀粉可溶性淀粉2ml2ml2ml水浴水浴3分钟分钟 冰水冰水 60 沸水沸水 对应试管对应试管混合均匀混合均匀水浴水浴5分钟分钟 冰水冰水 60 沸水沸水斐林试剂斐林试剂 1ml 1ml 1m

18、l摇匀混合，摇匀混合， 60水浴水浴1min预期结果预期结果无砖红色无砖红色沉淀沉淀砖红色沉砖红色沉淀淀无砖红色无砖红色沉淀沉淀实验结果实验结果实验结论实验结论淀粉酶在淀粉酶在60时活性最强时活性最强自变量自变量因变量因变量温度温度对酶活性的影响对酶活性的影响试管编号试管编号 1 1 2 2 3 32%淀粉酶淀粉酶2ml2ml2ml3%可溶性淀粉可溶性淀粉2ml2ml2ml水浴水浴3分钟分钟 冰水冰水 60 沸水沸水 对应试管对应试管混合均匀混合均匀水浴水浴5分钟分钟 冰水冰水 60 沸水沸水滴加碘液滴加碘液 2滴滴 2滴滴 2滴滴预期结果预期结果蓝色蓝色不变蓝不变蓝蓝色蓝色实验结果实验结果蓝

19、色蓝色不变蓝不变蓝蓝色蓝色实验结论实验结论淀粉酶在淀粉酶在60时活性最强时活性最强自变量自变量因变量因变量在在一定范围一定范围内，随着温度的升高，酶的活内，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强；性逐渐增强；达到最适温度时，酶达到最适温度时，酶的活性最高；的活性最高；超过最适温度时，随超过最适温度时，随着温度的继续升高，着温度的继续升高，酶的活性逐渐下降。酶的活性逐渐下降。酶活性受温度酶活性受温度影响示意图影响示意图温度过高温度过高会使酶的空会使酶的空间结构遭到破坏，使间结构遭到破坏，使酶永久失活酶永久失活v/mmolTpHpH对酶活性的对酶活性的影响影响影响酶活性的因素：如影响酶活性的因素：如PH

20、值值pH对酶活性的影响对酶活性的影响试管编号试管编号 1 1 2 2 3 3 2 2淀粉酶淀粉酶 1ml1ml 1ml1ml 1ml1ml pHpH蒸馏水蒸馏水1mLNaOH1mLHCL1mL3 3可溶性淀粉可溶性淀粉2ml2ml2ml 摇匀混合，放置在摇匀混合，放置在60水浴中反应水浴中反应5min滴加碘液滴加碘液2滴滴2滴滴2滴滴预期结果预期结果不变蓝不变蓝蓝色蓝色蓝色蓝色实验结果实验结果 结论结论淀粉酶在中性条件中活性最强淀粉酶在中性条件中活性最强自变量自变量因变量因变量pH对酶活性的影响对酶活性的影响试管编号试管编号 1 1 2 2 3 3 2 2淀粉酶淀粉酶 1ml1ml 1ml1m

21、l 1ml1ml pHpH3 3可溶性淀粉可溶性淀粉 斐林试剂斐林试剂 预期结果预期结果 实验结果实验结果 结论结论蒸馏水蒸馏水1mL5%NaOH1mL5%HCL1mL2ml2ml2ml2ml2ml2ml1mL1mL摇匀混合，放置在摇匀混合，放置在6060水浴中反应水浴中反应5min5min砖红色沉淀砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀淀粉酶在中性条件中活性最强淀粉酶在中性条件中活性最强1mL1mL1mL1mL摇匀摇匀混合，混合， 6060水浴水浴1min1min自变量自变量因变量因变量/ /mmolmmol. s . s-1 -1最适最适pH0pH酶活性受酶活性受pHp

22、H影响示意图影响示意图 一般地，动物体内的酶最一般地，动物体内的酶最适适pHpH在在6.56.58.08.0之间；但是之间；但是胃蛋白酶的最适胃蛋白酶的最适pHpH为为1.51.5; ; 植物体内的酶最适植物体内的酶最适pHpH在在4.54.56.56.5之间；之间；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环境酶促反应速率最快时的环境pH称为该酶促反应称为该酶促反应的的最适最适pH。PHPH过高、过低酶失活过高、过低酶失活 高温高温、低温低温、过酸过酸和和过碱过碱对酶活性对酶活性的影响其本质相同吗？的影响其本质相同吗？酶的酶的特性：特性：具有高效性具有高效性具有专一性具有专一性作

23、用条件较温和作用条件较温和 要有合适的温度要有合适的温度 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 温度对温度对淀粉酶淀粉酶活性的影响活性的影响pHpH对过对过氧化氢酶氧化氢酶活性的影响活性的影响 酶在细胞代谢酶在细胞代谢中的作用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的具有催化作用的活细胞产生的具有催化作用的有机物有机物，其中绝大多数酶是蛋，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是白质，少数酶是RNARNA。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 比较过氧化氢

24、酶和比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率的催化效率专一性专一性 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作用条件温和：作用条件温和： 适宜的温度和适宜的温度和PH值值思考：思考：因为温度对因为温度对唾液淀粉酶唾液淀粉酶活性的影响较大，活性的影响较大，pHpH对对过氧过氧化氢酶化氢酶的影响较大。这样做实验的现象才明显。的影响较大。这样做实验的现象才明显。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

25、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CDB D脂肪酶脂肪酶