第一节 降低化学反应活化能的酶.ppt

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1、 第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第第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讨论：讨论：1.17831.1783年斯帕兰札尼年斯帕兰札尼的实验要解决什么问的实验要解决什么问题？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.怎样才能证明你的怎样才能证明你的推测？推测？是否只有物理性消化，没有是否只有物理性消化，没有化学性消化化学性消化胃内的化学物质胃内的化学物质收集胃内的化学物质，看看收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否能将肉这些物质在体外是否能将肉块分解块分解细胞代谢为什么离不开酶？细胞代谢为什么离不开酶？酶的本质和特性酶的本质

2、和特性一、细胞代谢一、细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为统称为细胞代谢细胞代谢。细胞代谢是生命活动的基细胞代谢是生命活动的基础础C CCOOHCOOHHHN NR R1 1R R2 2OOH HH HC CNHNH2 2C OHC OHH H+R R1 1C CNHNH2 2C C H HO OCOOHCOOHC CHHN NR R2 2H H6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能光能叶绿体叶绿体C6H12O6+6 H2O+6 O2 6 CO2+12 H2O+能量能量酶酶酶酶酶酶体外体外 2H2O2 2H2O+O2过氧化氢

3、酶过氧化氢酶过氧化氢酶过氧化氢酶2H2O2 2H2O +O2 2H2O2 2H2O +O2 Fe3+2H2O2 2H2O +O2 MnO22H2O2 2H2O +O2 体内体内步骤步骤试管编号试管编号 说明说明1 12 23 34 4 一一 HH2OO2 浓度 剂量剂量 二二 剂量剂量 结结果果气泡产生气泡产生卫生香燃卫生香燃烧烧结论结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温90FeCl3肝脏研肝脏研磨液磨液2 2滴清水滴清水 2 2滴清水滴清水2 2滴滴2 2滴滴不明显不明显不明显不明显少量少量少量少量较多较多较多

4、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过氧化氢在不同条件下的分解速率不过氧化氢在不同条件下的分解速率不过氧化氢在不同条件下的分解速率不过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样一样一样一样,和和和和FeCl3FeCl3相比，过氧化氢酶的催相比，过氧化氢酶的催相比，过氧化氢酶的催相比，过氧化氢酶的催化速率更快，说明酶具有高效性。化速率更快，说明酶具有高效性。化速率更快，说明酶具有高效性。化速率更快，说明酶具有高效性。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对照实验对照实验对照组对照组实验组实验组变量常态常态：在一个化学反应体

5、系中，反应开始时，反应物：在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子平均能量水平较低，称为分子平均能量水平较低，称为“常态常态”。激发态激发态：当反应物分子获得能量参与反应时，其内部当反应物分子获得能量参与反应时，其内部能量高于常态能量时所处的状态称为激发态。能量高于常态能量时所处的状态称为激发态。当分子获得能量的时候，便由常态转变为容易分当分子获得能量的时候，便由常态转变为容易分解的活跃状态，即处于激发态。解的活跃状态，即处于激发态。常态常态 激发态激发态加热加热 活化能：活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃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。状态所需要的能量

6、。无催化无催化剂途径剂途径有催化有催化剂途径剂途径表表 在在20 测得的过氧化氢分解的活化能测得的过氧化氢分解的活化能条件条件活化能活化能/kJmol-1没有催化剂催化没有催化剂催化用用Fe3+催化催化用过氧化氢酶催化用过氧化氢酶催化754329与无机催化剂相比，酶能显著降低化学反与无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应活化能，催化效率更高应活化能，催化效率更高质量分数为质量分数为2020的新鲜肝脏研的新鲜肝脏研磨液磨液1 1滴滴质量分数为质量分数为3.53.5的氯化铁的氯化铁溶液溶液1 1滴滴所含酶的数量（个）所含酶的数量（个）aFeFe3+3+的数量（个）的数量（个）2.5105 a加热：提

7、高分子的能量加热：提高分子的能量Fe3+：降低化学反应的活化能：降低化学反应的活化能酶：更显著地降低化学反应的活化能酶：更显著地降低化学反应的活化能巴斯德之前巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德巴斯德发酵与发酵与活细胞活细胞有关，发有关，发酵是整个细胞而不是细酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用胞中某些物质起作用引起发酵的是引起发酵的是细胞中的某些细胞中的某些物质物质，但这些物质只有在酵，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发母细胞死亡并裂解后才能发挥作用挥作用毕希纳毕希纳酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后酵母细胞中的某些物质能够在酵母细

8、胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳萨姆纳酶是酶是蛋白质蛋白质李比希李比希切赫、奥特曼切赫、奥特曼少数少数RNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能关于酶本质的探索关于酶本质的探索酶是酶是 产生的具有产生的具有 的的 来源来源二、酶的本质二、酶的本质功能功能活细胞活细胞催化作用催化作用有机物有机物 绝大多数的酶是蛋白质绝大多数的酶是蛋白质,少数的酶是少数的酶是RNA。2、酶具有专一性、酶具有专一性 蛋白酶，淀粉酶，蔗糖酶，肽酶，蛋白酶，淀粉酶，蔗糖酶，肽酶，麦芽糖酶麦芽糖酶 1、酶具有高效性、酶具有高效性酶的催化效率是无机催化剂的酶的催化效

9、率是无机催化剂的10107 710101313 倍倍由由这些酶的名字你能想到什么吗？这些酶的名字你能想到什么吗？设计一个实验来验证一下你的推测设计一个实验来验证一下你的推测三、酶的特性三、酶的特性探究淀粉酶对探究淀粉酶对淀粉淀粉和和蔗糖蔗糖的水解作用的水解作用 原理：原理：淀粉淀粉和和蔗糖蔗糖都是都是非还原性糖非还原性糖，淀粉在酶，淀粉在酶的催化作用下能水解为的催化作用下能水解为麦芽糖麦芽糖和和葡萄糖葡萄糖。蔗糖蔗糖在酶的催化作用下能水解为在酶的催化作用下能水解为葡萄糖和果糖葡萄糖和果糖。麦。麦芽糖、葡萄糖、果糖均属芽糖、葡萄糖、果糖均属还原性糖还原性糖。还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧

10、化还原反应，生成砖红能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。色的沉淀。提出问题提出问题 做出假设做出假设 设计实验设计实验 进进行实验行实验分析结果、得出结论。分析结果、得出结论。探究酶具有专一性探究酶具有专一性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

11、色无变化无变化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锁和钥匙学说锁和钥匙学说3 3、酶的作用条件较温和、酶的作用条件较温和推测：如果将肝脏研磨液煮沸后冷却，推测：如果将肝脏研磨液煮沸后冷却，催化效率是否会更高？为什么？催化效率是否会更高？为什么？我们知道口腔的温度和体温差不多，我们知道口腔的温度和体温差不多，而当我

12、们口腔中的唾液淀粉酶进入胃而当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后却发现唾液不再具有催化淀粉中以后却发现唾液不再具有催化淀粉分解的功能，你能给出合理的解释吗分解的功能，你能给出合理的解释吗？探究影响酶活性的条件探究影响酶活性的条件提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验方案设计实验方案进行实验进行实验分析结果分析结果表达交流表达交流材料用具：材料用具：新配置的淀粉酶溶液；淀粉溶液；热水，冰块；新配置的淀粉酶溶液；淀粉溶液；热水，冰块；NaOH，HCL，蒸馏水；，蒸馏水；碘液，斐林试剂碘液，斐林试剂温度温度对酶活性的影响对酶活性的影响 1 1 2 2 3 33 3可溶性淀粉可溶性淀粉 2ml2ml

13、 2ml2ml 2ml2ml 温度温度 唾液淀粉酶唾液淀粉酶(温度温度处理同可溶性淀粉）处理同可溶性淀粉）碘液碘液 颜色颜色 结论结论冰水中冰水中60水浴水浴100浴浴放置放置2min2min1ml1ml1ml1ml1ml1ml1 1滴滴1 1滴滴1 1滴滴摇匀混合，放置反应摇匀混合，放置反应5min5min变蓝变蓝变蓝变蓝不变蓝不变蓝唾液淀粉酶在唾液淀粉酶在60中活性最强中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，

14、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/mmolTpH对酶活性的影响对酶活性的影响 1 1 2 2 3 3 唾液淀粉唾液淀粉酶酶 1ml1ml 1ml1ml 1ml1ml pHpH3 3可溶性淀可溶性淀粉粉 结果结果 结论结论蒸馏水蒸馏水1mL5%NaOH1mL5%HCL1mL摇匀混合，放置在摇匀混合，放置在60下反应下反应5min5min有砖红色沉淀有砖红色沉淀无无无无 唾液淀粉酶在中性条件中活性最强唾液淀粉酶在中性条件

15、中活性最强自变量自变量因变量因变量加入斐林试剂，水浴加热加入斐林试剂，水浴加热在一定范围内，随着在一定范围内，随着pH的升高，酶的活性的升高，酶的活性逐渐增强；逐渐增强；达到最适达到最适pH时，酶时，酶的活性最高；的活性最高；超过最适超过最适pH时，随时，随着着pH的继续升高，的继续升高，酶的活性逐渐下降。酶的活性逐渐下降。过酸、过碱过酸、过碱会使酶的会使酶的空间结构遭到破坏，空间结构遭到破坏，使使酶永久失活酶永久失活酶活性受酶活性受pH影响示意图影响示意图 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？不同，过酸、过碱或温度过高，会不同，过酸

16、、过碱或温度过高，会使酶的使酶的空间结构遭到破坏空间结构遭到破坏，使酶永久失，使酶永久失活；活；低温使酶活性明显下降低温使酶活性明显下降，但在适宜，但在适宜温度下其活性可以恢复。温度下其活性可以恢复。影响酶促反应速率的因素：影响酶促反应速率的因素：1 1、温度、温度3 3、酶的浓度：、酶的浓度：反应速率随反应速率随 酶浓度的升高而加快。酶浓度的升高而加快。4 4、底物浓度：、底物浓度：在一定浓度在一定浓度 范围内，反应速率随底范围内，反应速率随底 物浓度的升高而加快，物浓度的升高而加快，但达到一定浓度，反应但达到一定浓度，反应 速率不再变化速率不再变化酶酶促促反反应应速速率率酶的浓度酶的浓度酶

17、酶促促反反应应速速率率底物浓度底物浓度酶数量一定酶数量一定2 2、pHpH底物不限底物不限底物有限底物有限酶数量无限酶数量无限酶为生酶为生活添姿活添姿添彩添彩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专一性专一性作用条件温和作用条件温和课堂练习：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

18、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 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（

19、）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CD5.5.加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：（1 1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的 奶渍和血渍？奶渍和血渍？（2 2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？）使用这种洗衣粉为什么要用温水？（3 3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些 衣料？（衣料？（）A.A.化纤化纤 B.B.纯毛纯毛 C.C.纯棉纯棉 D.D.真丝真丝（4 4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中 还可以加入什么酶？还可以加入什么酶？B D脂肪酶脂肪酶思考？哪种酶能够水解脂肪酶？思考？哪种酶能够水解脂肪酶？蛋白酶蛋白酶