降低化学反应活化能的酶整节.ppt

什么是能量 很抽象 看不见 摸不着 它要以物质作为载体 能量变化伴随着物质变化 细胞中每时每刻都在进行着的化学反应 细胞代谢 细胞内的化学反应的环境条件 条件温和 常温常压 酸碱度适中 有适合的生物催化剂 酶 储存能量 储存能量 释放能量 第1节降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 第5章细胞的能量供应和利用 2酶的特性 一 酶的发现和本质 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 鸟类的胃中是否只有物理消化 无化学消化 胃内的化学物质 收集胃内的化学物质 体外是否能将肉分解 胃内起消化作用的物质主要是什么 对于细胞来说 能量的获得和利用都必须通过化学反应 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应 统称为细胞代谢 细胞代谢是细胞生命活动的基础 细胞内的化学反应大都需要在一种特殊的催化剂 酶的催化下才能顺利地进行 因此 细胞代谢实质上是细胞内高度有序的酶促反应的总称 那么 细胞代谢中起关键作用的酶是怎样的物质呢 一 酶的作用和本质 过氧化氢可以分解产生水和氧气 以过氧化氢为例探讨酶在细胞代谢中的作用 过氧化氢在不同条件下的分解实验 实验原理 1 新鲜猪肝或萝卜细胞等活细胞中均含有过氧化氢酶 FeCl3是一种无机催化剂 他们都可以催化过氧化氢分解成水和氧 分别用一定数量的过氧化氢酶和FeCl3催化过氧化氢分解成水和氧 可以比较两者催化效率 2 经计算 用质量分数为3 5 的氯化铁溶液和质量分数为20 的肝脏研磨液做实验 每滴氯化铁溶液中的FeCl3数 大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍 酶在细胞代谢中的作用 阅读教材78页 回答相关问题 1 实验中比较过氧化氢在不同条件下的分解 这里的 不同条件 指哪些 2 为什么要设计四组实验 1号组有什么作用 3 实验变量 自变量 反应变量 因变量 无关变量各是什么 比较过氧化氢在不同条件下的分解 每支试管加过氧化氢溶液 90 水浴 滴入2滴FeCl3溶液 滴入2滴肝脏研磨液 不处理 结果 第二步 第一步 2ml 实验步骤 实验 每支试管加2ml过氧化氢溶液 90 水浴 滴入2滴FeCl3溶液 滴入2滴肝脏研磨液 空白 1min分钟后 将点燃的卫生香放在液面的上方 检验方法 结果预测 2ml 2ml 2ml 2ml 3 3 3 3 常温 90 FeCl3 肝脏研磨液 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过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快 反应条件 H2O2浓度 剂量 剂量 气泡产生 带火星的卫生香 对照组 实验组 实验步骤 2号试管为什么能产生气泡 加热提供了使H2O2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 使H2O2分解为水和O2 活化能 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 3号和4号试管相比 哪支试管中的反应速率快 这说明什么 结论 同无机催化剂相比 酶降低活化能的作用更显著 因而催化效率更高 两支试管的唯一区别是催化剂不同 如果两试管的温度也不同 对实验结果有影响吗 讨论 1 与1号试管相比 2号出现不同的现象 这一现象说明什么 2 在细胞内能通过加热提高反应速率吗 3 3号和4号未经加热 也有大量气泡产生 这说明什么 4 3号与4号相比 4号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顺利进行至关重要 1 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 提高反应速度 2 不能3 说明三氯化铁中的铁离子和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢的分解速度4 4号度管的反应速度比3号试管快得多 说明过氧化氢酶比铁离子的催化速度高得多 细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应 这些化学反应都要在常温常压下高效率地进行 只有酶能满足这样的要求 所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要 实验过程的理论分析 控制变量 实验过程的理论分析 对照实验 酶降低化学反应活化能 酶降低化学反应活化能 活化能 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能 如加热促使过氧化氢分解 是因为促使过氧化氢分子得到能量 从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态 铁离子和过氧化氢酶能促使过氧化氢分解 但它们并没有供给过氧化氢能量 而是降低过氧化氢分解反应的活化能 同无机催化剂相比酶降低活化能的作用更显著 因而催化效率更高 2 酶的本质 阅读教材P81页 关于酶本质的探索 酶的本质 巴斯德在显微镜下观察到酵母细胞 他的观点哪些是正确的 哪些是错误的 李比希的观点呢 巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的 但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的 李比希认为引起发酵是细胞中的某些物质是合理的 但是认为这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的 巴是微生物学家 特别强调生物体或细胞的作用 李是化学家 倾向于从化学角度考虑问题 毕希纳实验示意图 从中可得出什么结论 为什么当时只能推测酶是蛋白质 而不能证明酶是蛋白质 酶的本质 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 酶的本质 请思考 1 萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质 并因此获得诺贝尔奖 你认为他成功的主要原因是什么 正确的科学方法 坚持不懈 百折不挠的科学精神 将酶提纯出来 成功属于不畏艰苦的人 2 请给酶下一个较完整的定义 酶是由活细胞产生具有催化作用的有机物 发酵是纯化学反应 与生命活动无关 巴斯德 李比希 毕希纳 萨姆纳 VS 其他科学家 切赫和奥特曼 发酵与死细胞中的物质有关 发酵与活细胞有关 死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵 脲酶是蛋白质 胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质 少数酶是RNA 五 酶及其本质的发现过程 小结 关于酶本质的探索 巴斯德以前 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的物质在起作用 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才能起作用 比希纳 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞裂解后继续起催化作用 就像在活酵母细胞中一样 萨姆纳 提取脲酶并确定其为蛋白质 奥特曼 少数RNA也是酶 目前已有发现DNA具有催化活性的报道 结论 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 酶 二 酶的特性 1 高效性 一般地说 酶的催化效率是无机催化剂的107 1013倍 酶的高效性是细胞代谢顺利进行的保证 每一种酶只能催化一种或一