降低化学反应活化能的酶ppt课件

第五章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低反应活化能的酶,1,教学目标：,1、说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性（教学重点和难点） 2、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的 3、进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验（教学难点）,2,1.这个实验要解决什么问题？,阅读并思考：,问题探讨: 斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用（课本P78）,2.是什么物质使肉块消失了？,鸟类的胃是否只有物理性消化, 没有化学消化。,胃内的化学物质将肉块分解了。,3.怎样才能证明你的推测？,3,一、酶的作用及化学本质 细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应。,细胞在代谢中也会产生一些有害的物质，如过氧化氢，幸好细胞中含有一种物质，能将过氧化氢及时分解，变成水和氧气。这种物质就是过氧化氢酶。,氨基 酸 的 脱水 缩 合,4,可不可以利用过氧化氢来探究酶的作用？,过氧化氢在什么条件下可以分解？,加热、无机催化剂,如何设计实验才能说明酶与其它过氧化氢分解 方法的区别呢？,通过对比不同条件下过氧化氢的分解速度,设计实验时应该注意什么问题？,对照、等量原则,5,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,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,过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样,反应条件,8滴,大量,复燃,H2O2 浓度,剂量,剂量,气泡产生,卫生香燃烧,6,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,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,过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样,反应条件,无关变量,对照组,实验组,7,1,思考： 与1号试管相比，2 号试管出现的不同现象是？这一现象说明什么？,2号试管放出气泡多。这一现象说明加热能促进过H2O2的分解，提高反应速率。,比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,8,4,3,3号和4号试管未加热，也有大量气泡产生，这说明什么问题？,FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的H2O2酶都能降低H2O2的活化能，加快H2O2分解的速率。,比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,9,资料：质量分数为3.5%的FeCl3溶液与质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数大约是每滴研磨液中H2O2酶分子数的25万倍。,4,3,相比3号和4号试管，哪支试管的反应速率快？这说明什么问题？,4号试管的反应速率比3号试管快的多。说明过H2O2酶比Fe3+降低该反应活化能的能力更强，说明酶催化效率更高。,比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,10,活化能,活化能：分子从常态转化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。,回顾上述实验，为什么加热可以提高反应速度？,1、酶催化作用本质,11,加 热,提高分子能量,Fe3+,降低活化能,酶,显著降低活化能,正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行！,1、酶催化作用本质,12,酶降低化学反应活化能,1、酶催化作用本质,13,2、关于酶本质的探索,1857年，法国微生物学家巴斯德提出：酿酒中的发酵是由于 的存在，没有 的参与，糖类不可能变成酒精。,活酵母细胞,活细胞,酵母细胞死亡并裂解, 德国化学家李比希坚持认为：引起发酵的是 但这些物质只有在 后才能发挥作用。, 德国化学家毕西纳得到 ，加入葡萄糖后变成酒，他将引起发酵的物质称为 。,酵母细胞提取液,酿酶,14, 美国科学家萨姆纳用 作溶剂，得到 的结晶，这种结晶溶于水后能够催化 分解成 ，然后他用多种方法证明该物质是 。,丙酮,脲酶,尿素,氨和二氧化碳,蛋白质, 后来，科学家又相继获得 、 等许多酶的结晶，并证明这些酶都是 。,胃蛋白酶,胰蛋白酶,蛋白质,RNA, 20世纪80年代,美国科学家切赫和奥特曼发现少数 也具有生物催化功能。,酶是活细胞产生的一类具有催化功能的有机物 大多数为蛋白质,少数为RNA,2、关于酶本质的探索,15,1、酶具有高效性,说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。,比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率,为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多？,二、酶的特性,16,酶的具有高效性,事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。,107 1013,酶的高效性保证了细胞内 化学反应的顺利进行和能量供应的稳定,意义：,二、酶的特性,17,探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖、果糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。,现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解，应该如何设计这个实验？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？,2、酶具有专一 性,18,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5min,2号试管中加入2mL 蔗糖溶液,加入斐林试剂,振荡,约60水浴2min,1号试管中加入2mL 淀粉溶液,无变化,砖红色沉淀,淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。,探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,19,每一种酶只能催化 化学反应。,细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 是分不开的。,2、酶具有专一 性,一种或一类,4000,专一性,目前发现的酶有 多种,它们分别催化不同 的化学反应。,二、酶的特性,20,3.酶需要适宜的条件,(1).温度对酶活性的影响,原理： 设计思路： 结果分析及结论：,根据是否出现蓝色及蓝色的深浅可判断酶的活性,达到相应的温度后，在一定量的淀粉溶液中加入适量酶，相应温度下保温一段时间后滴加碘液,蓝色越深说明酶的活性越低,看溶液是否变蓝及其深浅,二、酶的特性,21,低,活性,最适温度,空间结构,动物体内的酶最适温度在35-40度之间，植物的是40-50度，低温会降低酶活性，高温可使酶完全失活。,3.酶需要适宜的条件,22,(2).PH对酶活性的影响,原理： 设计思路： 结果分析及结论：,分别加入等量的3%的H2O2溶液,用盐酸或NaOH溶液调整PH后分别滴加等量的新鲜肝脏研磨液.,H2O2在过氧化酶催化下分解产生氧气会形成气泡,观察气泡的多少或是用带火星的木条,气泡越多或使木条燃烧越旺则酶活性越高,3.酶需要适宜的条件,23,过氧化氢酶,最高,空间结构,活性,动物体内的酶最适PH在6.5-8之间(胃蛋白酶例外是1.5，植物的在4.5-6.5之间，过酸过碱都会使酶完全失活。,3.酶需要适宜的条件,24,高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？,不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。,25,思考：,1.课本建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，为什么？,因为温度对淀粉酶活性的影响较大，pH对过氧化氢酶的影响较大。这样做实验的现象才明显。,2.在测定淀粉酶的专一性时，为什么要用到蔗糖溶液？,设置对照实验。,26,影响酶促反应速率的因素：,1、温度,3、酶的浓度：反应速率随 酶浓度的升高而加快。,4、底物浓度：在一定浓度 范围内，反应速率随浓 度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率 不再变化,酶量一定,2、pH,5.激活剂和抑制剂,底物充足,相关拓展：,27,1.通过以上实验总结生物实验设计应遵循的一般原则.,小结：,2.酶和一般催化剂的比较.,对照原则,单一变量原则(自变量,因变量,无关变量),用量少而催化效率高,反应前后其性质和数量均不发生变化,可降低反应的活化能,高效性,专一性,在温和的条件下发挥作用,28,1.将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，（pH值为2.0），保存于37的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是( ) A淀粉、胃蛋白酶、多肽、水 B唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水 C唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水 D唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水,A,课堂反馈：,29,2.图中能正确反映某种动物消化酶的催化反应速度与温度之间关系的曲线是( ),课堂反馈：,30,3.下列有关酶的叙述，正确的是（ ） 是有分泌功能的细胞产生的 有的从食物中获得，有的从体内转化而来 凡是活细胞都能产生酶 绝大多数酶是蛋白质 有的酶是蛋白质，有的是固醇 酶在代谢中有多种功能 在新陈代谢和生殖发育中起调控作用酶只是起催化作用酶只在细胞内发挥作用 A. B. C. D.,C,课堂反馈：,31,4.用加酶洗衣粉洗衣服时，（ ）水洗衣效果好。 A.热 B.温 C.冷,B,5.人患感冒发烧时，常常不想饮食，其原因是什么？,体温升高，消化酶活性降低,低温会降低酶的活性，但不破坏酶的分子结构，温度适宜时，酶