人教版新版高中生物必修一第五章第一节--降低化学反应活化能的酶课件.ppt

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1、第五章 细胞的能量供应和利用5.1 5.1 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶1.为什么要将肉块放在金属笼内？2.是什么物质使肉块消失了？3.怎样才能证明你的推测？便于取出肉块，排除物理性便于取出肉块，排除物理性消化对肉块的影响消化对肉块的影响胃内的化学物质胃内的化学物质收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否能将肉块分解。否能将肉块分解。问题探讨叶绿体：叶绿体：CO2+H2O （CH2O)+O2光能光能 酶酶线粒体线粒体:C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量能量氧气氧气酶酶核糖体：核糖体：氨基酸氨基酸 多肽多肽缩合脱水

2、缩合脱水酶酶细胞代谢细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应许多化学反应，统称为统称为细胞代谢细胞代谢。思考：化学中如何提高化学反应速率？加热、催化剂加热、催化剂细胞代谢中的催化剂又是什么呢？细胞代谢比较比较过氧化氢过氧化氢在不同条件下的分解在不同条件下的分解实验目的：了解过氧化氢酶的作用和意义酶在细胞代谢中的作用实验原理：2H2O2 2H2O+O21、常温下反应2、加热3、Fe3+做催化剂4、过氧化氢酶猪肝研磨液加入试管直接观察酒精灯、水浴加热滴加FeCl3溶液1、为什么要选用新鲜的猪肝？2、为什么要将猪肝制成研磨液？3、滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能否共用

3、一个吸管？4、氧气的多少可以通过哪些途径观察？新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶使肝细胞破裂从而释放出过氧化氢酶使肝细胞破裂从而释放出过氧化氢酶不能，影响实验的准确性不能，影响实验的准确性气泡的数量、带火星木条复燃情况气泡的数量、带火星木条复燃情况 比较比较过氧化氢过氧化氢在不同条件下的分解在不同条件下的分解酶在细胞代谢中的作用步骤试管编号1234 一 H2O2 浓度 剂量 二 剂量 结果气泡产生卫生香燃烧结论2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90FeCl3肝脏研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃反应条件比较比较过氧化氢过氧化氢在

4、不同条件下的分解在不同条件下的分解酶在细胞代谢中的作用P77 P77 讨论：讨论：1 1、2 2号试管放出的气泡多，说明加热能促进过氧化氢号试管放出的气泡多，说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率；的分解，提高反应速率；2 2、不能；、不能；3 3、说明、说明FeClFeCl3 3和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解速率；氧化氢分解速率；4 4、4 4号，说明过氧化氢酶的催化效率高得多；号，说明过氧化氢酶的催化效率高得多；细胞内每时每刻都在进行中多种化学反应，这些化学反应都在常温、常压下高效进行，只有酶能满足需求。酶在细胞代谢中的作用1、通过刚才的

5、实验中1号和2号管现象的比较，发现加热可以加速化学反应速率，为什么呢？活化能：分子从常态变为易发生化学反应的活跃状态所需的能量。常温下反应速率较慢，这是因为反应物分子的能常温下反应速率较慢，这是因为反应物分子的能量较低，温度升高后，部分量较低，温度升高后，部分分子获得了能量，所分子获得了能量，所以较易发生化学反应以较易发生化学反应。2 2号管就是因为加热使号管就是因为加热使H H2 2O O2 2分子获得了能量，所以容易分解产生氧气。分子获得了能量，所以容易分解产生氧气。酶在细胞代谢中的作用2、3号和4号并未加热，为什么反应速率也会提高呢？条 件活化能/kJmol-没有催化剂催化75用无机催化

6、剂催化54用过氧化氢酶催化291、从表格所示数据推测出催化剂的作用原理？2、为什么酶比无机催化剂催化效率更高？降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能降低化学反应活化能的作用更显著降低化学反应活化能的作用更显著各条件使反应加快的本质：各条件使反应加快的本质：酶在细胞代谢中的作用加热：加热：FeFe3+3+：酶：酶：提高分子的能量提高分子的能量降低化学反应的降低化学反应的活化能活化能显著地降低化学反应的活化能显著地降低化学反应的活化能，催化效率，催化效率更高。更高。正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行。酶在细胞代谢中的作用自变量自变量：因变量因变量：对照实验：除了一个因素

7、以外，其余因素都保持对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。不变的实验。对照组对照组：实验组实验组：不同的催化条件不同的催化条件过氧化氢的分解速率过氧化氢的分解速率无关变量：无关变量：过氧化氢的浓度、用量等（过氧化氢的浓度、用量等（相同且相同且适宜适宜）变量变量控制变量和设计对照实验控制变量和设计对照实验过氧化氢在过氧化氢在常温常温条件下分解条件下分解过氧化氢分别在加过氧化氢分别在加肝脏研磨液、肝脏研磨液、加加FeClFeCl3 3溶液、加热溶液、加热条件下分解条件下分解发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德李比希引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后

8、才能发挥作用发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起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继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳萨姆纳脲酶是脲酶是蛋白质蛋白质切赫、奥特曼切赫、奥特曼少数少数RNARNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能酶的本质酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。其中绝大多数酶是蛋白质，少数是其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNARNA。酶的来源酶的来源酶的功能酶的功能酶的化学成分酶的化学成分酶的本质具有分泌功能的细胞才能产生酶。酶都是蛋白质。酶只在细胞内有催化作用。酶具有调节、催化等多种功能。酶可以从食物中获取。？化学本质合成原料合成场所来源生理功能

9、作用原理多数是蛋白质多数是蛋白质少数是少数是RNARNA氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖体核糖体细胞核（真核生物）细胞核（真核生物）活细胞都能产生酶（不考虑活细胞都能产生酶（不考虑成熟红细胞）成熟红细胞）生物催化作用生物催化作用显著降低化学反应的活化能显著降低化学反应的活化能酶的本质酶的特性-高效性过氧化氢酶比过氧化氢酶比FeFe3+3+的催的催化效率高得多。化效率高得多。1 1、酶的催化效率一般是无机催化剂的、酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。倍。107 10132 2、上述实验说明了：、上述实验说明了：酶的具有酶的具有高效性高效性3 3、酶具有高效性的意义：、酶具有高效性的意义：（1

10、 1）、保证了细胞内化学反应的顺利进行）、保证了细胞内化学反应的顺利进行 ；（2 2）、保证了细胞内能量供应的稳定）、保证了细胞内能量供应的稳定 。1、无机催化剂既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。2、蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。3、口腔里有唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化。由上述资料大胆的提出问题，作出你的假设。酶的特性-专一性一种酶是否只催化一种或一类化学反应？一种酶是否只催化一种或一类化学反应？酶的特性-专一性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 现有实验材料：淀粉酶溶液现有实验材料：淀粉酶溶液 淀粉溶液淀粉

11、溶液 蔗糖溶液蔗糖溶液1.1.如何设计实验探究淀粉酶催化哪一种糖分解？如何设计实验探究淀粉酶催化哪一种糖分解？2.2.如何确定淀粉酶催化了淀粉的水解呢？如何确定淀粉酶催化了淀粉的水解呢？酶的特性-专一性1 1号试管号试管2 2号试管号试管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2滴，振荡，试管下半部浸入60左右的热水中，反应5min2mL蔗糖溶液加入斐林试剂 振荡约60水浴2min2mL淀粉溶液无明显变化砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解酶的特性-专一性每一种酶只能催化每一种酶只能催化 化学反应。化学反应。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的细胞代谢能够有条

12、不紊地进行，与酶的 是是分不开的。分不开的。专一性专一性（例如，二肽酶可以水解由任意两种氨基酸（例如，二肽酶可以水解由任意两种氨基酸组成的二肽。）组成的二肽。）一种或一类一种或一类 酶的特性-专一性从上面进行的实验我们看出实验需要一定的条件，从上面进行的实验我们看出实验需要一定的条件，比如淀粉酶比如淀粉酶6060左右最好。左右最好。能不能设计一个实验，能不能设计一个实验，来来探究温度如何影响酶的活性探究温度如何影响酶的活性？探究温度对酶活性的影响探究温度对酶活性的影响实验设计思路：实验设计思路：各自在所控制的温度下处各自在所控制的温度下处理一段时间理一段时间淀粉淀粉淀粉酶淀粉酶淀粉与相应温度的

13、淀粉酶淀粉与相应温度的淀粉酶混合并保温一段时间混合并保温一段时间滴加碘液，观察颜色变化滴加碘液，观察颜色变化淀粉淀粉t t1 1温度温度+淀粉酶淀粉酶t t1 1温度温度淀粉淀粉t t2 2温度温度+淀粉酶淀粉酶t t2 2温度温度淀粉淀粉t tn n温度温度+淀粉酶淀粉酶t tn n温度温度本实验能否用过氧化氢的分解来探究？检测能否用斐林试剂？酶的特性-作用条件温和实验操作内容实验操作内容试管试管1 1试管试管2 2试管试管3 3试管试管11试管试管22试管试管331 1注入可溶性淀粉溶液注入可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml2ml2ml2ml2 2注入新鲜淀粉酶溶液注入新鲜淀粉酶溶液1ml1

14、ml1ml1ml1ml1ml3 3放置温度放置温度6060100100006060100100004 4保温时间保温时间5 5分钟分钟5 5分钟分钟5 5分钟分钟5 5分钟分钟5 5分钟分钟5 5分钟分钟5 5混合混合试管试管11试管试管22试管试管33探究温度对酶活性的影响探究温度对酶活性的影响酶的特性-作用条件温和淀粉、淀粉酶各自在所控制的温度下处理一段时间淀粉、淀粉酶各自在所控制的温度下处理一段时间探究温度对酶活性的影响探究温度对酶活性的影响0最适温度最适温度/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t/1.1.在一定范围内，随着温度在一定范围内，随

15、着温度的升高，酶的活性逐渐增强；的升高，酶的活性逐渐增强；2.2.达到达到最适温度最适温度时，酶的活时，酶的活性最高；性最高；3.3.超过最适温度时，随着温超过最适温度时，随着温度的继续升高，酶的活性逐度的继续升高，酶的活性逐渐下降。渐下降。4.4.温度温度过高过高会使酶的空间结会使酶的空间结构遭到破坏，使构遭到破坏，使酶永久失活酶永久失活酶的特性-作用条件温和探究探究pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响实验实验步骤步骤一一二二三三实验现象实验现象结论结论2 2号试管号试管3 3号试管号试管试管各加入2mL过氧化氢溶液，一段时间后将点燃的卫生香分别放入试管中无明显变化蒸馏水1m

16、L2-3min5%NaOH溶液1mL 2-3min5%HCL溶液1mL 2-3min加入等量的过氧化氢酶溶液在适合的在适合的pHpH下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好复燃无明显变化1 1号试管号试管酶的特性-作用条件温和/mmol.s/mmol.s-1-1最适最适pH0pH酶活性受酶活性受pHpH影响示意图影响示意图1.1.在一定范围内，随着在一定范围内，随着pHpH的升高的升高，酶的活性逐渐增强；，酶的活性逐渐增强；2.2.达到最适达到最适pHpH时，酶的活性最时，酶的活性最高；高；3.3.超过最适超过最适pHpH时，随着时，随着pHpH的继的继续升高，酶的活性逐渐下降。续升高，酶的活性逐

17、渐下降。4.4.过酸、过碱过酸、过碱会都使酶的空间结会都使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活构遭到破坏，使酶永久失活探究探究pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响酶的特性-作用条件温和酶的最适酶的最适pHpH一般都一般都接近中性接近中性，但有少数例外，如，但有少数例外，如胃蛋白酶胃蛋白酶酶的名称酶的名称最适最适pHpH过氧化氢酶（肝）过氧化氢酶（肝）6.86.8唾液淀粉酶唾液淀粉酶6.86.8脂肪酶脂肪酶8.38.3胰蛋白酶胰蛋白酶8.08.98.08.9胃蛋白酶胃蛋白酶1.52.21.52.2探究探究pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响酶的特性-作用条件温和酶的

18、特性小结酶的特性小结酶的高效性酶的高效性酶的专一性酶的专一性每一种酶只能催化每一种酶只能催化一种化合物一种化合物或一类化合物或一类化合物的化学反应的化学反应酶的催化效率是无机催化剂酶的催化效率是无机催化剂的的107 1013倍倍酶的作用条件较温和酶的作用条件较温和需要适宜的需要适宜的温度温度和和pHpH 高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？相同吗？过酸、过碱或温度过高，会使过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构酶的空间结构遭到破坏，使遭到破坏，使酶永久失活酶永久失活；低温使低温使酶活性明显下降酶活性明显下降，但在适宜温度下其，但在适宜温度

19、下其活性可以恢复。活性可以恢复。酶的特性小结酶的特性小结影响酶促反应速率的因素：影响酶促反应速率的因素：温度温度pHpH酶抑制剂酶抑制剂酶激活剂酶激活剂酶浓度酶浓度底物浓度等底物浓度等通过影响通过影响酶活性酶活性来影响来影响影响酶促反应速率影响酶促反应速率酶的特性小结酶的特性小结酶浓度度反反应速速率率反应速率与酶浓度关系反应速率与酶浓度关系在在底物充足、其他条件适宜底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。应速率与酶浓度成正比。（底物充足）（底物充足）底物底物浓度度反反应速速率率反应速率与底物浓度关系反应速率与底物浓度关系A1.A1.A点前：点前：2.A2.A

20、点：点：反应速率反应速率不再随不再随底物浓度增加而增加底物浓度增加而增加 反应速率反应速率随随底物浓度增底物浓度增加而增加加而增加限制因素：限制因素：底物底物浓度浓度3.A3.A点后：点后：最适底物浓度最适底物浓度限制因素：限制因素：酶酶浓度浓度（酶量一定）（酶量一定）时间生生成成物物量量生成物量与时间的关系生成物量与时间的关系A1.A1.A点前：点前：2.A2.A点：点：生成量生成量不再随不再随时间增加而增加时间增加而增加生成量生成量随随时间增加而时间增加而增加增加限制因素：限制因素：时间时间3.A3.A点后：点后：反应完成反应完成限制因素：限制因素：底物底物浓度（底物已经消耗完）浓度（底物已经消耗完）1.酶的概念（来源、功能、化学本质）酶的概念（来源、功能、化学本质）2.酶的特点酶的特点3.影响酶促反应速率的因素影响酶促反应速率的因素 酶的作用条件较温和酶的作用条件较温和 酶具有专一性酶具有专一性 酶具有高效性酶具有高效性酶是酶是活细胞活细胞产生的产生的具有具有催化作用催化作用的的有机有机物物，其中绝大，其中绝大多数多数酶酶是是蛋白质蛋白质,少数少数酶酶是是RNA。温度温度 pH 酶的浓度酶的浓度 底物浓度底物浓度 抑制剂、激活剂抑制剂、激活剂酶酶-小结小结The end,thank you!