第1节_降低化学反应活化能的酶.pptx

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1、 教学重点：教学重点：酶的作用、本质和特性酶的作用、本质和特性 教学难点教学难点1.1.酶能够降低化学反应的活化能酶能够降低化学反应的活化能2.2.控制变量的科学方法控制变量的科学方法第1节 降低化学反应活化能的酶第1页/共45页 食物进入生物体内食物进入生物体内发生了怎样的变化？发生了怎样的变化？第2页/共45页第3页/共45页第4页/共45页斯帕兰札尼鹰的消化作用实验斯帕兰札尼鹰的消化作用实验1.1.斯帕兰札尼设计的实验要解斯帕兰札尼设计的实验要解决什么问题？实验设计的巧妙决什么问题？实验设计的巧妙之处在哪里？之处在哪里？2.2.根据肉块消失的现象你能作出怎样的假设？根据肉块消失的现象你能

2、作出怎样的假设？3.3.怎样才能证明你的推测？怎样才能证明你的推测？鸟类的胃是否只有物理性消化、没有化学性消化？胃液中有某种化学物质，该物质能将肉块分解（消化）收集该物质，看看其在体外是否能将肉块分解。问题探讨（教材问题探讨（教材P78）第5页/共45页细胞中每时每刻都进行着许多化学细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为反应，统称为细胞代谢细胞代谢一、细胞代谢（新陈代谢）一、细胞代谢（新陈代谢）第6页/共45页叶绿体：CO2+H2O （CH2O)+O2光能 酶线粒体:C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量酶核糖体：氨基酸 多肽酶缩合脱水细胞代谢是细胞生命活动的基础，外界

3、能量输入细胞，并为细胞所利用，都要经过复杂的化学反应。这些化学反应发生的环境条件是什么？常温常压下第7页/共45页化学上的化学反应都很容易顺利进行吗？化学上采用什么方式解决这一问题的？第8页/共45页二、酶在细胞代谢中的催化作用1.比较过氧化氢在不同条件下的分解第9页/共45页2 H2O2 2 H2O +O2高温高温/Fe3/过氧化氢酶过氧化氢酶 通过比较过氧化氢在通过比较过氧化氢在不同条件不同条件下分解下分解的快慢，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。实验目的：实验目的：实验原理：实验原理：第10页/共45页试管编号试管编号1 12 23 34 4第一步第一步每支

4、试管加每支试管加2ml2ml过氧化氢溶液过氧化氢溶液第二步第二步不处不处理理9090水浴水浴滴入滴入2 2 滴滴FeClFeCl3 3溶溶液液滴入滴入2 2滴肝滴肝脏研磨液脏研磨液实验现象实验现象实验结论实验结论1min1min分钟后，将分钟后，将点燃的卫生香放在点燃的卫生香放在液面的上方液面的上方单一变量原则单一变量原则对照实验对照实验对照组对照组实验组实验组无关变量无关变量自变量自变量因变量因变量第11页/共45页对照原则实验设计遵循原则：实验设计遵循原则：可重复性原则 等量原则单一变量原则检测因变量，观察记录实验结果。第12页/共45页注意问题：实验时要选用新鲜的肝脏肝脏要制成研磨液滴加

5、肝脏研磨液和FeCl3溶液时，不可共用同一个吸管第13页/共45页结论：结论：酶能催化生物化学反应，催化效率比无机催化剂高得多。研究发现，酶的催化效率是无机催化剂催化效率的1071013倍。因此，酶具有高效性高效性第14页/共45页同无机催化剂相比较又有哪些相同点？同无机催化剂相比较又有哪些相同点？生生生生 成成成成 物物物物 量量量量时间时间时间时间加加入入酶酶无无机机催催化化剂剂未未加加酶酶0 0第15页/共45页加速化学反应的进行，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点改变化学反应速率，本身不被消耗只催化已经存在的化学反应都可以在生物体外发挥作用降低活化能，使反应速率加快为什么酶的催化效率会比

6、无机催化剂更高呢？第16页/共45页分子从常态转变为容易发生化学反分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量称为应的活跃状态所需的能量称为活化活化能能。2.2.活化能活化能H2O2(常态常态)H2O2(活跃状态活跃状态)能量能量第17页/共45页思考：*1mol H2O2由常态变为活跃的状态时需要吸收75 KJ的热量，这75 KJ就是每mol H2O2的活化能。*但加入过氧化氢酶时，H2O2只要吸收29 KJ的热量就可以转变为活跃的状态。少了的46 KJ的热量。第18页/共45页第19页/共45页 酶和一般催化剂的作用就是降低化酶和一般催化剂的作用就是降低化学反应所需的活化能，从而使

7、活化分子学反应所需的活化能，从而使活化分子数增多，反应速度加快。数增多，反应速度加快。第20页/共45页从动画中我们可以看出，同无机催化从动画中我们可以看出，同无机催化剂相比，剂相比，酶酶降低活化能的作用更显降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。著，因而催化效率更高。正是由于酶的催化作用，细正是由于酶的催化作用，细胞代谢能在胞代谢能在温和温和条件下条件下快速快速进行。进行。第21页/共45页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

8、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酶本质的探索第22页/共45页酶的化学本质 酶的来源 酶的功能活细胞活细胞活细胞活细胞产生的产生的产生的产生的具有生物催化作用具有生物催化作用具有生

9、物催化作用具有生物催化作用的的的的1.定义：有机物有机物有机物有机物。一类一类2.本质：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。三、酶的本质第23页/共45页四、酶的特性四、酶的特性1.高效性：高效性：酶的催化效率是无机催化剂催化效率的1071013倍。2.专一性：专一性：每一种酶只能催化每一种酶只能催化每一种酶只能催化每一种酶只能催化一种一种一种一种或或或或一类一类一类一类化学反应。化学反应。化学反应。化学反应。第24页/共45页每一种酶只能催化每一种酶只能催化每一种酶只能催化每一种酶只能催化一种一种一种一种或或或或一类一类一类一类化学反应。化学反应。化学反应。

10、化学反应。酶具有专一性酶具有专一性例子：例子：例子：例子：酶具有专一性的意义：酶具有专一性的意义：酶具有专一性的意义：酶具有专一性的意义：使细胞代谢有条不紊的进行使细胞代谢有条不紊的进行使细胞代谢有条不紊的进行使细胞代谢有条不紊的进行一种一种一种一种H H2 2OO2 2酶：酶：酶：酶：H H2 2OO2 2脲酶：尿素脲酶：尿素脲酶：尿素脲酶：尿素淀粉酶：淀粉淀粉酶：淀粉淀粉酶：淀粉淀粉酶：淀粉一类一类一类一类蛋白酶：蛋白质蛋白酶：蛋白质蛋白酶：蛋白质蛋白酶：蛋白质多肽多肽多肽多肽肽酶：多肽肽酶：多肽肽酶：多肽肽酶：多肽氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸第25页/共45页第26页/共45页细胞中几乎所有

11、的化学反应都是由酶来催化的。酶对化学反应的催化效率称为酶活性第27页/共45页3.酶的作用条件较温和酶的作用条件较温和酶一般在酶一般在比较温和的条件比较温和的条件下催下催化化学反应的进行。化化学反应的进行。第28页/共45页酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的最适温度最适温度0最适温度最适温度t/mmol.s/mmol.s-1-1酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响在最适温度的两侧，反应速率在最适温度的两侧，反应速率都比较都比较较高的温度容易使酶较高的温度容易使酶 遭到破坏而失去遭到破坏而失去 。低

12、低空间结构空间结构活性活性第29页/共45页反应溶液反应溶液pHpH会对酶的活性有影响会对酶的活性有影响/mmol.s/mmol.s-1-1最适pH0pH酶活性受酶活性受pHpH影响示意图影响示意图pHpH对酶活性的影响对酶活性的影响在最适在最适pHpH下，下，酶的活性酶的活性 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 。最高最高空间结构空间结构活性活性第30页/共45页pH值：在极端的酸性或碱性条件下会变性而完全失去活性。（1）动物体内的酶最适宜pH大多在6.58之间。唾液pH为6.27.4，胃液的pH为0.91.5，小肠液的pH为7.6。（

13、2）植物体内的酶最适pH大多在4.56.5之间。第31页/共45页 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？不同，过酸、过碱或温度过高，会不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的使酶的空间结构空间结构遭到破坏，使酶永久失遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。温度下其活性可以恢复。第32页/共45页影响酶促反应速率的因素：1 1、温度3 3、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：在一定浓度在一定浓度 范围内，反应速率

14、随浓范围内，反应速率随浓 度的升高而加快，但达度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率到一定浓度，反应速率 不再变化不再变化酶促反应速率酶的浓度酶促反应速率底物浓度酶量一定2 2、pHpH第33页/共45页 化学本质产生来源 生理作用酶是活细胞酶是活细胞酶是活细胞酶是活细胞产生的产生的产生的产生的具有生物催化作用具有生物催化作用具有生物催化作用具有生物催化作用的的的的1.酶的概念：有机物有机物有机物有机物。一类一类2.酶的本质：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是大多数酶是蛋白质，少数酶是RNARNA。归纳总结3.酶的特性高效性:酶的催化效率是无机催化剂的107 1013 倍专一性:每一种酶只能催化

15、每一种酶只能催化一种一种或或一类一类化学反应。化学反应。酶的作用条件较温和:需要适宜的温度和pH值4.影响酶促反应速率的因素：温度、PH（低温使酶活性降低；高温、过酸或过碱使酶空间结构破环，失去活性）第34页/共45页课堂练习：课堂练习：1.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是 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 2.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（）A.pHA.pH不适合不适合B.B.胃中已经起了消化作用，

16、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CA第35页/共45页3.3.在过氧氢酶和在过氧氢酶和FeFe3+3+的催化效率比较实验中，把肝脏制成的催化效率比较实验中，把肝脏制成研磨液的目的是（双选）研磨液的目的是（双选）（）有利于过氧化氢酶的释放有利于过氧化氢酶的释放保护过氧化氢酶保护过氧化氢酶 提高过氧化氢酶的活性提高过氧化氢酶的活性增大酶与反应底物的接触机会增大酶与反应底物的接触机会4.4.酶具有极强的催化功能，最根本的原因是酶具有极强

17、的催化功能，最根本的原因是 （）（）增加了反应物之间的接触增加了反应物之间的接触 降低了反应物分子的活降低了反应物分子的活化能化能 提高了反应物分子的活化能提高了反应物分子的活化能 降低了反应物降低了反应物分子的自由能分子的自由能 本身的数量和性质不改变，可反复利本身的数量和性质不改变，可反复利用用A.B.C.D.A.B.C.D.ADD第36页/共45页科学探究的程序科学探究的程序设计设计实验实验提出提出问题问题作出作出假设假设进行进行实验实验分析分析结果结果得出得出结论结论其中其中实验实验是是实施探究实施探究的的重要方式重要方式。表达表达交流交流预测实验结果第37页/共45页设计实验：完成本

18、实验设计表 ：因因变变量量无关变量无关变量用何用何种酶种酶完成完成实验实验如何检测如何检测因变量因变量如何如何设置设置对照对照实验实验自变量自变量其他其他变量变量温度温度酶酶活活性性改改变变反应物的反应物的量、反应量、反应时间、时间、pH等等淀淀粉粉酶酶淀粉酶在温度淀粉酶在温度改变时水解淀改变时水解淀粉的作用减弱，粉的作用减弱，可用碘液检测可用碘液检测淀粉的存在，淀粉的存在，检测酶活性的检测酶活性的强弱强弱常温常温为对为对照组照组第38页/共45页设计实验：完成本实验设计表 ：因因变变量量无关变量无关变量用何用何种酶种酶完成完成实验实验如何检测如何检测因变量因变量如何如何设置设置对照对照实验实

19、验自变量自变量其他其他变量变量pH酶酶活活性性改改变变反应物的反应物的量、反应量、反应时间、温时间、温度等度等过过氧氧化化氢氢酶酶过氧化氢酶在过氧化氢酶在pH改变时水改变时水解过氧化氢的解过氧化氢的作用减弱，作用减弱，用用带火星的卫生带火星的卫生香复燃程度检香复燃程度检测单位时间内测单位时间内氧气的产生量氧气的产生量pH=7为为对照对照组组第39页/共45页z取三只大小相同的干净试管(1 1、2、3号)，各加入2滴管淀粉(保证淀粉的量相等)。z取三只大小相同的干净试管(4 4、5、6号)，各加入1滴管淀粉酶(保证淀粉酶的量相等)。z将1号和4号试管放在试管架上，将2号和5号试管放在95恒温水浴

20、箱中，将3号和6号试管放在冰水中。z2min后，将4 4、5、6号试管中的淀粉酶分别倒入1 1、2、3号试管，振荡摇匀后，分别放在试管架上、95恒温水浴箱中、冰水中。z2min后，分别向1 1、2、3号试管中滴加3滴碘液，观察并记录实验结果。具体实验步骤：第40页/共45页第41页/共45页z取三只大小相同的干净试管(1 1、2、3号)，各加入2滴管H2O2(保证H2O2的量相等)。z取三只大小相同的干净试管(4 4、5、6号)，各加入1滴管肝脏研磨液(保证肝脏研磨液的量相等)z向4号试管中滴加5滴蒸馏水，向5号试管中滴加5滴5%的HCl，向6号试管中滴加5滴5%NaOH，振荡摇匀。z将4 4、5、6号试管中的肝脏研磨液分别倒入1 1、2、3号试管，振荡摇匀，观察实验现象。z1min后，将带火星的卫生香分别伸入1 1、2、3号试管内(注意不要使卫生香熄灭)，检验带火星的卫生香复燃的程度。具体实验步骤：第42页/共45页记录实验结果(现象)：试管试管1 12 23 3温度温度室温室温高温高温（9595）低温低温（冰水）（冰水）结果结果颜色颜色第43页/共45页记录实验结果(现象)：试管试管1 12 23 3pH中性中性（7 7）酸性酸性（7 7）碱性碱性（7 7）结果结果气泡量气泡量复燃程度复燃程度第44页/共45页感谢您的观看！第45页/共45页