人教版高一生物必修一(课件)：51降低化学反应活化能的酶 (共50张PPT)

1、华说：降低化学反应活化能的酶华说：降低化学反应活化能的酶 青青子衿青青子衿酶结构酶结构 一般洗衣粉不易清除衣物上的奶渍一般洗衣粉不易清除衣物上的奶渍,但生物但生物活性洗衣粉则可以活性洗衣粉则可以,一生物活性洗衣粉包装盒上一生物活性洗衣粉包装盒上印有以下资料印有以下资料: 成分成分:蛋白酶蛋白酶0.2%,清洁剂清洁剂15%.用法用法:洗涤前洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内一段时间先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内一段时间,使用温水效果最佳。切勿用使用温水效果最佳。切勿用60度以上的热水。度以上的热水。注意注意,切勿用于丝质及羊毛衣料切勿用于丝质及羊毛衣料;用后须彻底清洗用后须彻底清洗双手。双

2、手。 请根据以上资料探究有关问题请根据以上资料探究有关问题:1.为什么该生物活性洗衣粉能较易清除衣物上的为什么该生物活性洗衣粉能较易清除衣物上的奶渍奶渍?2.为什么洗涤前须先将衣物浸于有这种洗衣粉的为什么洗涤前须先将衣物浸于有这种洗衣粉的水内一段时间水内一段时间?3.试提供一个方法以缩短衣物浸水的时间试提供一个方法以缩短衣物浸水的时间,并加以并加以解释。解释。4.为什么包装盒上的用法指明切勿在为什么包装盒上的用法指明切勿在60度以上的度以上的热水中使用此洗衣粉热水中使用此洗衣粉?5.试解释为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣试解释为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料。料。第第1 1节节 降低化学

3、反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质一、酶的作用和本质二、酶的特性二、酶的特性问题探讨问题探讨 1773年，意大利科学家斯帕年，意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验：将兰札尼做了一个巧妙的实验：将肉放进金属笼内，然后让鹰把肉肉放进金属笼内，然后让鹰把肉吞下去。过一段时间后，他把小吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出后，发现笼内的肉块消笼子取出后，发现笼内的肉块消失了。失了。1.这个实验要解决什么问题？这个实验要解决什么问题？2.是什么物质使肉块消失了？是什么物质使肉块消失了？3.怎样才能证明你的猜测？怎样才能证明你的猜测？第一节第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活

4、化能的酶 细胞代谢细胞代谢 ( (新陈代谢新陈代谢) ) 就是就是活细胞活细胞中中全部有序的化学变化全部有序的化学变化的总称。的总称。 细胞能量的获得和利用都要通过细胞代谢。细胞能量的获得和利用都要通过细胞代谢。因此，细胞代谢是生命活动的基础。因此，细胞代谢是生命活动的基础。一、酶的作用和本质一、酶的作用和本质酶的作用酶的作用 细胞代谢中会产生许多对细胞有害的物质，细胞代谢中会产生许多对细胞有害的物质，如过氧化氢，会引起细胞衰老。为了应对有害如过氧化氢，会引起细胞衰老。为了应对有害的过氧化氢，细胞中有一种物质，能将其分解的过氧化氢，细胞中有一种物质，能将其分解为氧和水，这种物质就是过氧化氢酶。

5、为氧和水，这种物质就是过氧化氢酶。实验 新鲜肝脏中有较多过氧化氢酶，新鲜肝脏中有较多过氧化氢酶，Fe3+是一是一种无机催化剂，都可以催化过氧化氢分解成水种无机催化剂，都可以催化过氧化氢分解成水和氧。质量分数为和氧。质量分数为3.5%的的FeCl3溶液和质量分溶液和质量分数为数为20%的肝脏研磨液相比，每滴的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶中的溶中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的数的25万倍。万倍。根据实验现象讨论根据实验现象讨论: 1.与与1号试管相比，号试管相比，2号出现不同的现象号出现不同的现象.这这一现象说明什么一现象说明什么? 答案

6、：答案：2号试管分解速度大于号试管分解速度大于1号试管，表号试管，表明加热促使过氧化氢分解。明加热促使过氧化氢分解。 引伸：这是因为加热会使过氧化氢分子得引伸：这是因为加热会使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为活跃状态，活跃状态即到能量，从常态转变为活跃状态，活跃状态即为易分解状态。为易分解状态。 常态：常态：在一个化学反应体系中，反应开始在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子平均能量水平较低，称为时，反应物分子平均能量水平较低，称为“常常态态”。 激发态：当反应物分子获得能量参与反应激发态：当反应物分子获得能量参与反应时，其内部能量高于常态能量时所处的状态称时，其内部能量高于常态能量时

7、所处的状态称为激发态。当分子获得能量的时候，便由常态为激发态。当分子获得能量的时候，便由常态转变为容易分解的活跃状态，即处于激发态。转变为容易分解的活跃状态，即处于激发态。 活化能：分子从常态转变为容易发生化活化能：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。学反应的活跃状态所需要的能量。 2. 3号和号和4号未经加热，也有大量气泡产生号未经加热，也有大量气泡产生,这说明什么这说明什么?答案：答案：Fe3+和过氧化氢酶促使过氧化氢分解。和过氧化氢酶促使过氧化氢分解。 引伸：引伸： Fe 3+和过氧化氢酶不能供给过氧化和过氧化氢酶不能供给过氧化氢能量，但它们可以降低过氧化氢分解反应的

8、活氢能量，但它们可以降低过氧化氢分解反应的活化能。化能。有催化剂有催化剂无催化剂无催化剂 3. 3号与号与4号相比，号相比，4号试管中的反应速率号试管中的反应速率快快.这说明什么这说明什么? 与无机催化剂相比，酶（与无机催化剂相比，酶（enzyme)降低活化降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。能的作用更显著，因而催化效率更高。Enzyme:Enzyme:酶酶 4. 在细胞内能通过加热提高反应速率吗在细胞内能通过加热提高反应速率吗?为为什么说酶对于细胞内化学反应顺利进行至关重要什么说酶对于细胞内化学反应顺利进行至关重要? 细胞内不能加热，正是因为有酶的作用，细细胞内不能加热，正是因为有酶的

9、作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。胞代谢才能在温和的条件下快速进行。 讨论：讨论：实验中为什么要选用新鲜的肝脏？为实验中为什么要选用新鲜的肝脏？为什么要将肝脏制成研磨液？滴入肝脏研磨液和氯什么要将肝脏制成研磨液？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？化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？酶本质的探究酶本质的探究阅读教材阅读教材P81页页,关于酶本质的探索关于酶本质的探索 19世纪，酿酒业在欧洲经济中占世纪，酿酒业在欧洲经济中占重要地位，但酿出的葡萄酒经常变重要地位，但酿出的葡萄酒经常变酸，因此，科学界非常重视对发酵酸，因此，科学界非常重视对发酵过程的研究。过程的研究。

10、 当时，人们已经知道，酿酒就是让当时，人们已经知道，酿酒就是让糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳。糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳。但糖类是怎么变成酒精的呢？但糖类是怎么变成酒精的呢？ 巴斯德在显微镜下观察到酵母细胞巴斯德在显微镜下观察到酵母细胞, ,他的他的观点哪些是正确的观点哪些是正确的, ,哪些是错误的哪些是错误的? ?李毕希的观李毕希的观点呢点呢? ? 毕希纳实验示意图毕希纳实验示意图, ,从中可得出什么结论从中可得出什么结论? ?为为什么当时只能推测酶是蛋白质什么当时只能推测酶是蛋白质, ,而不能证明酶是蛋而不能证明酶是蛋白质白质? ?酶是蛋白质酶是蛋白质巴斯德之前巴斯德之前发酵是纯化学反

11、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毕希纳毕希纳萨姆纳萨姆纳李比希李比希少数少数RNARNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能切郝、奥特曼切郝、奥特曼 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 发酵与活细胞有关，发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用细胞中某些物质起作用 引起发酵的是细胞中引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用解后

12、才能发挥作用 从前人的探索中，我们可以得从前人的探索中，我们可以得出出结论：结论：酶是活细胞产生的具有催酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。是蛋白质。 在科学上没有平坦的大道，只有不在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。望达到光辉的顶点。马克思马克思 萨姆纳历时萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质年才证明脲酶是蛋白质,并因此获得诺贝尔奖并因此获得诺贝尔奖.你认为他成功的主你认为他成功的主要原因是什么要原因是什么?二、酶的特性二、酶的特性（1）酶具有高效性）酶具有高效

13、性 上节课所讲述的实验说明，过氧化氢酶和上节课所讲述的实验说明，过氧化氢酶和 Fe 3+ 的催化效率不同。与无机催化剂的催化效率不同。与无机催化剂 Fe3+ 相比，相比，过氧化氢酶的催化效率要高许多。酶的催化效率过氧化氢酶的催化效率要高许多。酶的催化效率一般是无机催化剂的一般是无机催化剂的107 -1013 倍。倍。这对于细胞有什么意义呢？这对于细胞有什么意义呢？ 当我们打球或赛跑时，相关的酶迅速催化相当我们打球或赛跑时，相关的酶迅速催化相应代谢，产生大量能量，供给肌细胞。如果酶催应代谢，产生大量能量，供给肌细胞。如果酶催化效率不高，那么功能反应只能缓慢进行，我们化效率不高，那么功能反应只能缓

14、慢进行，我们就只能缓慢运动了。就只能缓慢运动了。（2）酶具有专一性）酶具有专一性 过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解，不能催过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解，不能催化其他化学反应。蛋白酶只能催化蛋白质分解，化其他化学反应。蛋白酶只能催化蛋白质分解，对其他化学反应也不起作用。对其他化学反应也不起作用。 一种酶只能催化一种或一类化学反应。就如一种酶只能催化一种或一类化学反应。就如同一把钥匙开一把锁一样。同一把钥匙开一把锁一样。酶的专一性对于细胞有什么意义？酶的专一性对于细胞有什么意义？ 不同的细胞需要不同的化学反应。同一细胞不同的细胞需要不同的化学反应。同一细胞在不同时期需要的反应不同，同一反应的强度也

15、在不同时期需要的反应不同，同一反应的强度也不相同。这些都需要酶的专一性来保证，才能使不相同。这些都需要酶的专一性来保证，才能使细胞代谢有条不紊地进行。细胞代谢有条不紊地进行。酶对化学反应的催化效率称为酶对化学反应的催化效率称为酶活性酶活性。 细胞都生活在一定的环境中，环境条件的改细胞都生活在一定的环境中，环境条件的改变会不会影响酶活性呢？变会不会影响酶活性呢？酶活性的条件酶活性的条件 初中做消化酶实验时，需要控制温度等条件。初中做消化酶实验时，需要控制温度等条件。加酶洗衣粉的使用说明中，通常会注明使用的温度加酶洗衣粉的使用说明中，通常会注明使用的温度范围。范围。根据上述文字提出问题，分小组进行

16、讨论。根据上述文字提出问题，分小组进行讨论。唾液的唾液的pH为为6.2-7.4，胃液的，胃液的pH为为0.9-1.5，小肠，小肠液的液的pH为为7.6。 提出假设提出假设温度和温度和pH会影响酶活性。会影响酶活性。 仔细阅读教材仔细阅读教材84页所给出的实验材料，思页所给出的实验材料，思考其中的问题，设计实验。考其中的问题，设计实验。设计实验设计实验应该用水浴控制温度，不可直接加热。应该用水浴控制温度，不可直接加热。使用酸、碱溶液时，务必注意安全。使用酸、碱溶液时，务必注意安全。酶需要适宜的条件酶需要适宜的条件 高温、低温以及过酸和过碱，都影响淀粉酶的高温、低温以及过酸和过碱，都影响淀粉酶的活

17、性，淀粉酶的催化作用需要适宜的温度和活性，淀粉酶的催化作用需要适宜的温度和 pHpH。如图所示：如图所示：0 最适温度最适温度 t / OC V / mmols-1酶的活性受温度影响酶的活性受温度影响示意图示意图0 6 最适最适 pH 10 pHV / mmols-1酶的活性受酶的活性受pH影响影响示意图示意图结论：结论： 在最适宜的温度和最适宜的在最适宜的温度和最适宜的pH下，酶的活性下，酶的活性最高。温度和最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。过酸、过碱和高温，都能使酶的分子结构降低。过酸、过碱和高温，都能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性，且不可逆。

18、遭到破坏而失去活性，且不可逆。细胞代谢与酶细胞代谢与酶细胞代谢细胞代谢的概念：的概念：酶的发现：酶的发现：酶的概念酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是物，绝大多数是蛋白质，少数是RNARNA。酶的特性：酶的特性：专一性专一性高效性高效性作用条件较温和作用条件较温和细胞内每时每刻进行着许多化学细胞内每时每刻进行着许多化学 反应，统称为细胞代谢。反应，统称为细胞代谢。发现过程发现过程发现的意义发现的意义发现过程中的科学探究思想发现过程中的科学探究思想（2009 重庆理综）下列有关酶的叙述，正确的是（重庆理综）下列有关酶的叙述，正

19、确的是（ ） A. 高温和低温都能破坏酶的结构使其失去活性高温和低温都能破坏酶的结构使其失去活性 B. 酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质 C. 细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶 D. 细胞质中没有作用于细胞质中没有作用于DNA的解旋酶的解旋酶C 解析：本题主要考察酶的化学本质，影解析：本题主要考察酶的化学本质，影响酶活性是因素，酶的种类及分布等知识。响酶活性是因素，酶的种类及分布等知识。酶是活细胞产生并具有催化作用的有机物，酶是活细胞产生并具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA

20、；高温；高温使酶失去活性，低温降低酶的活性，有氧呼使酶失去活性，低温降低酶的活性，有氧呼吸的第一步在细胞质中进行，第二三步在线吸的第一步在细胞质中进行，第二三步在线粒体中进行，因而细胞质基质中有催化葡萄粒体中进行，因而细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶；糖分解的酶；DNA主要存在于细胞核内，在主要存在于细胞核内，在细胞质的线粒体和叶绿体中也存在，所以细细胞质的线粒体和叶绿体中也存在，所以细胞质中存在解旋酶。胞质中存在解旋酶。 （2009 上海）上海） 将刚采摘的甜玉米立即放入沸水将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。这是因为加热会（中片刻，可保持其甜味。这是因为加热会（ ） A. 提

21、高淀粉酶活性提高淀粉酶活性 B. 改变可溶性糖分子的结构改变可溶性糖分子的结构 C. 防止玉米粒发芽防止玉米粒发芽 D. 破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶D 解析：经沸水处理后，玉米细胞内的酶失活，解析：经沸水处理后，玉米细胞内的酶失活，使可溶性糖（有甜味）不能正常转化为淀粉。使可溶性糖（有甜味）不能正常转化为淀粉。 （2008 广东）关于蛋白酶的叙述，不正确的是（广东）关于蛋白酶的叙述，不正确的是（ ） A. 蛋白酶是蛋白质蛋白酶是蛋白质 B. 蛋白酶可以作为药品治疗某些疾病蛋白酶可以作为药品治疗某些疾病 C. 蛋白酶可以水解所有的肽键蛋白酶可以水解所有的肽键 D.

22、利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性 解析：蛋白酶可以水解特定的肽键；利用解析：蛋白酶可以水解特定的肽键；利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性，固体化酶比酶工程可以提高蛋白酶的稳定性，固体化酶比液体的稳定性高。液体的稳定性高。C1. 下列有关酶的叙述中，哪项是错误的（下列有关酶的叙述中，哪项是错误的（ ）A. 酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物B. 分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶C. 一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应D. 从化学成分看，酶就是蛋白质从化学成分看

23、，酶就是蛋白质2. 最早证明鸟胃既有物理性消化又有化学性消化的是最早证明鸟胃既有物理性消化又有化学性消化的是 ( )A. 德国科学家施旺德国科学家施旺 B. 意大利科学家斯帕兰札尼意大利科学家斯帕兰札尼C. 英国生物学家达尔文英国生物学家达尔文 D. 德国科学家施莱登德国科学家施莱登DB 3. 下列功能特征中与酶无直接关系的是（下列功能特征中与酶无直接关系的是（ ） A. 消化功能消化功能 B. 渗透吸水渗透吸水 C. 蛋白质合成蛋白质合成 D. DNA的转录与的转录与mRNA的翻译的翻译 4. 活细胞内大多数酶的形成部位在（）活细胞内大多数酶的形成部位在（） A. 叶绿体叶绿体 B. 线粒体

24、线粒体 C. 核糖体核糖体 D. 高尔基体高尔基体 5. 活细胞内合成酶的原料是（）活细胞内合成酶的原料是（） A. 脂肪酸脂肪酸 B. 氨基酸氨基酸 C. 核糖核苷酸核糖核苷酸 D. 氨基酸和核糖核苷酸氨基酸和核糖核苷酸BCD 6. 下列关于酶的叙述，不正确的（下列关于酶的叙述，不正确的（ ） A. 酶是活细胞产生的一类具有生物催化作酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的用的 有机物有机物 B. 酶的催化作用具有专一性和高效性酶的催化作用具有专一性和高效性 C. 酶的合成场所都是核糖体酶的合成场所都是核糖体 D. 过酸、过碱的外界条件能使酶的分子结过酸、过碱的外界条件能使酶的分子结构遭到破坏

25、而失去活性构遭到破坏而失去活性 7. 下列叙述中错误的是（）下列叙述中错误的是（） A. 酶是活细胞产生的催化剂酶是活细胞产生的催化剂 B. 多数酶是蛋白质，少数是多数酶是蛋白质，少数是RNA C. 酶的催化需要适宜的温度和酶的催化需要适宜的温度和pH D. 酶在起催化作用的同时，自身也被消耗酶在起催化作用的同时，自身也被消耗CD 8. 在不损坏高等植物细胞内部结构的情况下，下列在不损坏高等植物细胞内部结构的情况下，下列物质适用于除去其细胞壁的是（物质适用于除去其细胞壁的是（ ） A. 盐酸盐酸 B. 蛋白质蛋白质 C. 淀粉酶淀粉酶 D. 纤维素酶纤维素酶 9. 蛋白质代谢在多种酶的参与下完

26、成的，使肽键断蛋白质代谢在多种酶的参与下完成的，使肽键断裂的酶是（裂的酶是（ ） A. 呼吸酶呼吸酶 B. 蛋白酶蛋白酶 C. 转氨酶转氨酶 D. 脱氨基酶脱氨基酶 10. 下列关于生物体细胞代谢的说法中，正确的是下列关于生物体细胞代谢的说法中，正确的是（ ） A. 每时每刻都在进每时每刻都在进 B. 冬眠和夏眠时暂停进行冬眠和夏眠时暂停进行 C. 偶然进行偶然进行 D. 间歇式进行间歇式进行DBA第一小节练习第一小节练习基础题基础题 1. 巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。 李比希：

27、引起发酵的是细胞中的某些物质，李比希：引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。发挥作用。 毕希纳：酵母细胞中的某些物质能够在酵母毕希纳：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，就像在活酵母细胞细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。中一样。 萨姆纳：酶是蛋白质。萨姆纳：酶是蛋白质。2. 提示：提示：（1）细胞内每时每刻都在进行着成千上万种）细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要高效率地进行，化学反应，这些化学反应需要高效率地进行，酶的催化效率比无机催化剂高得多。酶的催化效率比无机催化剂高得多。（2）细胞内的化学反应需要在常温、常压、）细胞内的化学反应需要在常温、常压、酸碱度适中等温和条件下进行，无机催化