降低化学反应活化能的酶.ppt

细胞内有机物的合成需要能量，细胞的主动运输需要能量， 肌细胞的收缩需要能量 这些能量哪里来？ 细胞是如何利用的？,第五章 细胞的能量供应和利用,结合前面学的知识，你知道细胞中会发生哪些化学反应呢？,脱水缩合,叶绿体,线粒体,核糖体,仔细观察以上反应，有何共同点呢？,什么是酶？又是怎样发现的呢？,细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。,第一节 降低化学反应活化能的酶,提问,什么叫酶？ 酶的化学本质是什么| 酶有什么作用？,1、这个实验要解决什么问题？为何要将肉放在金属笼子里？,2、是什么物质使肉块消失了？,3、怎样才能证明你的推测？,问题探讨,斯帕兰札尼的实验,讨论：1、这个实验要解决什么问题？,2、是什么物质使肉块消失了？,3、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,是胃内的化学物质将肉块分解了,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了,2.酶的本质,阅读教材P81页,关于酶本质的探索,阅读P81页, 关于酶本质的探索,发酵是纯化学反应，与生命活动无关,巴斯德,发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用,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才能发挥作用,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,脲酶是蛋白质,李比希,切赫、奥特曼,少数RNA也具有生物催化功能,？,酶,归纳,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。,根据签名的分析，你能得出酶的概念吗？,酶,来源,功能,化学本质,活细胞产生,催化作用,绝大多数是蛋白质，少数可为RNA,蛋白质,RNA,氨基酸,核糖核苷酸,核糖体,核仁,降低化学反应的活化能,生物催化作用,活细胞,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,一、酶的概念,酶只是起催化作用，本身不改变，反应前与反应后质与量都不改变,1.按功能:合成酶（如：ATP合成酶、 DNA 连接酶、RNA聚合酶） 分解酶（如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、肽酶）,2.按存在部位:胞内酶（细胞内起作用） 如:氧化呼吸酶 胞外酶（分泌到细胞外起作用) 如:消化酶,酶只能在细胞内合成,但能在细胞内外起作用,也能在生物体内或生物体外起催化作用,注意:,酶的命名,位置底物名酶；某种反应酶,酶的分类,酶与激素、蛋白质、维生素、脂质的关系：,能产生激素的细胞一定能产生酶吗？能产生酶的细胞一定能产生激素吗？,用数学集合怎样表示？,酶为什么具有催化作用呢？,如何解决这个问题呢？,实验：探究过氧化氢在不同条件下的分解,背景资料,新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶，经计算，质量分数为3.5%的三氯化铁溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴三氯化铁溶液中的三价铁离子数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。,1材料 新鲜的质量分数为20%的肝脏（如猪肝、鸡肝）研磨液。 2用具 量筒，试管，滴管，试管架，卫生香，火柴，酒精灯，试管夹，大烧杯，三脚架，石棉网，温度计。 3试剂 新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为35%的FeCl3溶液。,假如告诉你以下材料和用具，如何来设计实验呢？,对实验进行分析：,过氧化氢有什么用处？3.5%的三氯化铁和20%的肝脏研磨液起什么作用？ 酒精灯等加热用具和温度计这些用具对实验设计有没有启发呢？ 根据材料分析思考：实验可分为几组？方法步骤怎么写呢？ 实验观察的指标应该是什么？实验现象会怎样？可能得出什么结论？,有了前面的分析，你能完成该实验了吗？,2 H2O2 2 H2O + O2,高温 /Fe3 /过氧化氢酶,实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作 用和意义,实验原理：过氧化氢在高温或铁离子或过氧化氢酶的作用下都可分解 成水和氧气,探究过氧化氢在不同条件下的分解,实验步骤：,1、取4支洁净的试管，分别编上1、2、3、4，向各试管内分别加入2ml过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。 2、奖2号试管放在90摄氏度水浴中加热，观察气泡冒出的情况，并与1号试管作比较。 3、向3号试管内滴入2滴三氯化铁溶液，向4号试管内滴入2滴肝脏研磨液，仔细观察哪支试管产生的气泡多。 4、23分钟后，将点燃的卫生香分别放入3号和4号试管内液面上方，观察哪支试管中的卫生香燃烧猛烈。,实验现象：,实验结论,(1)与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？ 2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 (2)在细胞中，能通过加热来提高反应速率吗？ 不能 (3)3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？ 在一定催化剂和较温和的条件下，过氧化氢就可以被分解。 (4)3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？ 4号试管中的反应速率快，可以说明，与无机催化剂Fe3+相比，过氧化氢的催化效率要高出很多 (5)这个实验为什么要选择新鲜的肝脏？为什么要研磨？ 因为过氧化氢酶是蛋白质，放置久了会受到细菌的作用，使组织中的酶分子数量减少或活性降低。研磨目的是使细胞内的过氧化氢酶充分释放出来，加大过氧化氢酶与过氧化氢的接触面积，加速分解。 (6)滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？ 不能。否则滴入的氯化铁溶液中因含有少量肝脏研磨液而影响实验结果的准确性,比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,3%,3%,3%,常温,90,FeCl3 （常温）,肝脏研磨液常温,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,过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样,反应条件,H2O2 浓度,剂量,剂量,气泡产生,卫生香燃烧,对照组,实验组,实验,对实验总结： 1、加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率； 2、FeCl3中的Fe3+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； 3、过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多； 细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。,4、要控制好变量,4、要控制好变量,变量：实验过程中可以变化的因素,自变量：其中人为改变的变量。 如：2号 90度水浴加热 3号 加两滴 氯化铁 4号 加肝脏研磨液,因变量：随着自变量的变化而变化的量 如：实验中的过氧化氢的分解率 （用产生 氧的气泡多 少来表示）,无关变量：除了自变量外。实验过程中可能还会存 在一些可变因素，对实验造成影响，这 些变量称为无关变量。如：加入过氧化氢 量 实验室的温度 氯化铁和肝脏的研磨液的新鲜程度,5、遵循对照原则,除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。,对照组和实验组,上述实验中的1号试管就是对照组， 2号3号4号试管就是实验组，实验组之间进行着对比,在对照实验中，除了要观察的变量外， 其他变量（无关变量）都应当始终保持不变,6、遵循单一变量的原则,该实验的变量是： 90摄氏度、三氯化铁、过氧化氢酶，其余的是无关变量，在实验中无关变量是不变的。,实验的注意事项：,1 必须用新鲜肝脏做实验材料。 2 实验使用肝脏的研磨液时,加大肝脏内过氧化氢酶与 试管中过氧化氢分子的接触面积，从而加速过氧化氢 的分解。 3 不能共用一个试管吸取肝脏研磨液和氯化铁溶液。 4 过氧化氢有腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。 5 观察产生氧气多少的途径： （1）、观察产生气泡的数目的多少。 （2）、用无火焰的卫生香来鉴定，氧气多会使无火焰 的卫生香复燃。,思考,加过氧化氢酶为什么能加快过氧化氢的分解？酶的催化效率为什么要比无极催化剂高？,酶的作用,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的热量是不是由过氧化氢酶提供的呢？ 如果不是由过氧化氢提供的，那么如何解释为何少了46 KJ的热量呢？,思考：,2.作用机理：,催化剂可以降低化学反应的活化能，从而使活化分子数增多，反应速度加快，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越性酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。,加热：提高分子的能量,Fe3+：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,酶在细胞代谢中的作用,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能,酶的作用：显著降低化学反应活化能,与生活联系： 日常生活中加酶洗衣粉 为什么比普通洗衣粉有 更强的去污能力？你还 能举出其他有关酶的例 子吗？,加酶洗衣粉对特定污垢（如果汁、墨水、 血渍、奶渍、肉汁、牛乳、酱油渍等） 的祛除具有特殊功能，同时其中的一些 特定酶还能起到杀菌、增白、护色增艳 等作用。,1下列关于过氧化氢的叙述中，正确的是( )。 A在没有催化剂时过氧化氢不会分解成水和氧气 B过氧化氢和水一样无色无味，对细胞无害 CFe3+和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解 D从最终结果看，在有催化剂存在时，过氧化氢分解反应会进行得更彻底,课堂练习,C,2下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是( )。 A要设置对照组和实验组 B自变量要始终保持相同 C无关变量要始终相同且适宜 D要遵循单因子变量原则 3同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率 的原因是( )。 A降低反应的活化能的作用更显著 B. 能供给反应物能量 C改变了反应的途径 D能降低反应活化能,4关于