第1节_降低化学反应活化能的酶--讲课.ppt

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1、酶为生酶为生活添姿活添姿彩彩第第1 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 问问 题题 探探 讨：讨：1.这个实验要解决什么问题？这个实验要解决什么问题？讨论：讨论： 斯帕兰札尼在研斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用究鹰的消化作用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 在化学反应里能改变其它物质的化学反应在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本

2、身的质量和化学性质在反应前后速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫做都没有变化的物质叫做 。催化剂催化剂（1）高温（）高温（2）高压）高压（3）强酸（）强酸（4）强碱（）强碱（5）催化剂）催化剂细胞内外的环境：细胞内外的环境： 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？化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有适合的生物催化剂 酶酶很温和很温和一一 酶的作用和本质酶的

3、作用和本质 细胞代谢：细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着细胞中每时每刻都进行着许多化学反应。许多化学反应。1 1、酶在细胞代谢中的作用（板书）、酶在细胞代谢中的作用（板书）实验实验: : 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方法步骤方法步骤: :1.1.取取4 4支洁净试管，编上序号，并且支洁净试管，编上序号，并且各注入各注入2mL2mL过氧化过氧化氢溶液氢溶液，按序号依次放置在试管架上。，按序号依次放置在试管架上。2.2.将将2 2号试管放在号试管放在9090左右的水浴中加热左右的水浴中加热，观察气泡冒，观察气泡冒出的情况，并与出的情况，并与1 1号试管作比较。

4、号试管作比较。3.3.向向3 3号试管内滴入号试管内滴入2 2滴氯化铁溶液滴氯化铁溶液，向，向4 4号试管内滴入号试管内滴入2 2滴肝脏研磨液滴肝脏研磨液。轻轻地振荡两只试管，使试管内的物。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的气泡多。质混合均匀。仔细观察哪支试管产生的气泡多。4.4.将点燃但无火焰的卫生香分别放入将点燃但无火焰的卫生香分别放入3 3、4 4号试管内液号试管内液面的上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。面的上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。4343讨讨 论论:提示提示1. 2号试管放出的气泡多。这一现象说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，

5、提高反应速率。明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。提示提示2.不能。不能。提示提示3. 说明说明FeCl3中的中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶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。都能加快过氧化氢分解的速率。提示提示4. 4号试管的反应速率比号试管的反应速率比3号试管快得多。说明号试管快得多。说明过氧化过氧化氢酶比氢酶比Fe3+的催化效率高得多的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行成。细胞内每时每刻都在进行成百上千的化学反应百上千的化学反应, 需要在需要在常温、常压常温、常压下下高效率高效率地进行，只有地进行，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酶

6、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。利进行至关重要。 分子从常态变为容易发生化学反应的活跃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。状态所需要的能量。 催化剂可以降低化学反应的活化能，而且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与无机催化剂相比较，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，因而酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。催化效率更高。条件活化能/kJ?mol没有催化剂催化75用胶态铂催化54用过氧化氢酶催化29在在20度测得的过氧化氢分解的活化能度测得的过氧化氢分解的活化能2 2、酶的

7、本质、酶的本质资料分析资料分析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

8、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，就像在能够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。活酵母细胞中一样。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不含酵母细胞的提取液不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185

9、7年巴斯德和李比希的争论年巴斯德和李比希的争论1926年美国科学家萨姆纳从刀豆中提年美国科学家萨姆纳从刀豆中提取脲酶实验，并证明脲酶是蛋白质取脲酶实验，并证明脲酶是蛋白质20世纪世纪80年代美国科学家切赫和奥特年代美国科学家切赫和奥特曼发现少数曼发现少数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小结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。2 2、酶的本质、酶的本质 （板书）（板书）少量肝脏少量肝脏研磨液研磨液为什么为什么4 4号试管的反应速率比号试管

10、的反应速率比3 3号试管快得多？号试管快得多？二二 酶的特性酶的特性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 事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的的 倍。倍。107 1013上述实验说明了：上述实验说明了： 酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行能量供应的稳定。是细胞内的化学反应能在常行能量供应的稳定。是细胞内的化学反应能在常温、常压、中性水溶液环境中进行的关键因素。温、常压、中性水溶液环境中进行的关键因

11、素。 酶具有高效性的意义：酶具有高效性的意义：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淀粉溶液淀粉溶液白色白色无变化无变化棕色棕色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

12、不开的。分不开的。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。 （例如，二肽酶可以水解由任意两种氨基酸组（例如，二肽酶可以水解由任意两种氨基酸组成的二肽。）成的二肽。） 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，比如淀粉酶定的条件，比如淀粉酶60左右最好。左右最好。能不能设计能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的活性？一个实验，来证明温度会影响酶的活性？1号试管号试管淀粉溶液淀粉溶液实验实验步骤步骤一一二二三三四四实验现象实验现象结论结论2号试管号试

13、管3号试管号试管加入淀粉酶加入淀粉酶2滴，振荡滴，振荡试管各加入试管各加入2mL淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色保持保持0冰水中冰水中反应约反应约5min加热至加热至100，反应约反应约5min加热至加热至60，反应约反应约5min各加入两滴碘液各加入两滴碘液振荡振荡无明显现象无明显现象蓝色蓝色在最适温度的两侧，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 遭到破坏而遭到破坏而失去失去 较低的温度则较低的温度则 了酶的活性了酶的活性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抑制抑制1号试管号试管过氧化氢过氧化氢溶液溶液实验实验

14、步骤步骤一一二二三三四四实验现象实验现象结论结论2号试管号试管3号试管号试管加入加入2ml水水试管各加入试管各加入1mL淀粉酶溶液淀粉酶溶液砖红色沉淀砖红色沉淀加入加入2ml淀粉溶液，并在淀粉溶液，并在60度下水浴度下水浴3支试管分别加入支试管分别加入2ml斐林试剂，边加入斐林试剂，边加入边振荡，沸水浴边振荡，沸水浴1min，观察颜色变化，观察颜色变化无明显变化无明显变化无明显变化无明显变化加入加入2mlHCl加入加入2mlNaOH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

15、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？酶的特性：酶的特性：具有高效性具有高效性具有专一性具有专一性作用条件较温和作用条件较温和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1. 同一个体内的各类活细胞所含有的酶（同一个体内的各类活细胞所含有的酶（ ） A、种类有差异，数量相同、种类有差异，数量相同 B、种类有差异，数量不同、种类有差异，数量不同 C、种类无差异，数量相同、种类无差异，数量相同 D、种类无差异，数量不同、种类无差异，数量不同B B2.细

16、胞内合成酶的主要的场所是（细胞内合成酶的主要的场所是（ ） A.细胞质细胞质 B. 线粒体线粒体 C.核糖体核糖体 D. 内质网内质网C C课堂练习课堂练习:3.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 4.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.

17、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CA5.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 6.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