降低化学反应活化能的酶.PPT

1、第5章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶.21、酶的概念、作用、化学本质、酶的酶的概念、作用、化学本质、酶的 特性？特性？2、与无机催化剂催化效率更高的原因？、与无机催化剂催化效率更高的原因？绘出酶具有催化性、高效性的坐标曲绘出酶具有催化性、高效性的坐标曲线；绘出酶的活性受温度和线；绘出酶的活性受温度和PH影响的曲影响的曲线。线。3、描述温度和、描述温度和PH如何影响酶的活性；如何影响酶的活性；影响酶活性的因素有哪些？影响酶促反应速影响酶活性的因素有哪些？影响酶促反应速.3率的率的因素有哪些？4、既影响活性又影响速率的因素是？不影响 活性但影响速率的因素是？酶的高效性的实验对

2、照是？5、温度对淀粉酶活性的影响实验中要注意：要先将酶和反应物分别置于？再将其混合在实验中应该设置哪几个对照实验说明温.4度对酶活性的影响？如何根据实验结果来确定酶的最适温度？检测试剂不能用斐林试剂的原因是？过氧化氢酶不能进行该试验的理由是？6、PH对酶活性的影响实验中要注意：要先将酶置于？再将其与反应物混合。此实验中不宜用淀粉淀粉酶的理由是？不能用碘液检测蔗糖是否被水解的理由是？斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用1 1、这个实验要解决什、这个实验要解决什么问题？么问题？2 2、是什么物质使肉块、是什么物质使肉块消失了？消失了？3 3、怎样才能证明你的、怎样才能证明你的推

3、测？推测？鸟类的胃是否只有物理性鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化消化，没有化学性消化是胃内的化学物质将肉是胃内的化学物质将肉块分解了块分解了收集胃内的化学物质，看收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也看这些物质在体外是否也能将肉块分解了能将肉块分解了.6光合作用：光合作用：CO2+H2O （CH2O) +O2光能光能 酶酶细胞呼吸细胞呼吸: C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能能量量氧气氧气酶酶核糖体：核糖体： 氨基酸氨基酸 多肽多肽脱水缩合脱水缩合酶酶 细胞中每时每刻都进行着许多细胞中每时每刻都进行着许多化学反应化学反应，统称为，统称为细胞代谢细胞代谢。细

4、胞代谢是细胞生命活动的基础。细胞代谢是细胞生命活动的基础。2H2H2 2O O2 22H2H2 2O+OO+O2 2一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用加热、催化剂加热、催化剂细胞代谢中的细胞代谢中的 又是什么呢？又是什么呢？在化学反应里能改变其化学反应速率，而本身的质量和化学在化学反应里能改变其化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫做性质在反应前后都没有变化的物质叫做 。催化剂催化剂.8 2 H 2 H2 2O O2 2 2 H 2 H2 2O + OO + O2 2新配制的体积分数为新配制的体积分数为3%3%的的H H2 2O O2 2溶液溶液新鲜的质

5、量分数为新鲜的质量分数为20%20%的的肝脏研磨液肝脏研磨液-质量分数为质量分数为3.5%3.5%的的FeClFeCl3 3溶液溶液-Fe-Fe离子相对数量离子相对数量2525万万卫生香等卫生香等通过比较通过比较H H2 2O O2 2过氧化氢在过氧化氢在不同条件不同条件下分解的快慢，了下分解的快慢，了解酶的作用和意义。解酶的作用和意义。H H2 2O O2 2酶相对数量酶相对数量1 1.92ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量变量变量对照实验对照实验等量性原则等量性原则单一变量原则单一变量原则等量性原则等量性原则无关变量无关变量人为改变

6、的变量人为改变的变量随自变量的变化而变化的变量随自变量的变化而变化的变量.10【讨论讨论】（1 1）2 2号管现象与号管现象与1 1号管不同，说明了什么？号管不同，说明了什么？（2 2）3 3号和号和4 4号管并未加热，也有大量气泡产生，说明号管并未加热，也有大量气泡产生，说明什么？什么？ 2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能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，提高反应速率促进过氧化氢的分解，提高反应速率 说明说明FeCl3中的中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶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。都能加快过氧化氢分解的速率。.11（3 3）4 4号比

7、号比3 3号气泡更多，说明什么？体现了酶的什么号气泡更多，说明什么？体现了酶的什么特点？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至特点？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？关重要？ 4号试管的反应速率比号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧号试管快得多。说明过氧化氢酶比化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。的催化效率高得多。体现了酶的高效性。体现了酶的高效性。细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这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

8、反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。应的顺利进行至关重要。.12 不能；由于酶具有高效性，若滴入的不能；由于酶具有高效性，若滴入的FeCl3溶溶液中混有少量的过氧化氢酶，会影响实验准确性液中混有少量的过氧化氢酶，会影响实验准确性注意的问题注意的问题（1 1）、一定要选用新鲜的肝脏，为什么？）、一定要选用新鲜的肝脏，为什么？（2 2）、将肝脏制成研磨液有什么意义？）、将肝脏制成研磨液有什么意义？（3 3）、滴入）、滴入FeClFeCl3 3溶液和肝脏研磨液时，可否共用一溶液和肝脏研磨液时，可否共用一个吸管？为什么？个吸管？为什么？ 新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶

9、，如果肝脏不新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶，如果肝脏不新鲜，在微生物的作用下，过氧化氢酶可能被分解。新鲜，在微生物的作用下，过氧化氢酶可能被分解。 肝脏一定要充分研磨，以保证肝细胞破裂，使肝细肝脏一定要充分研磨，以保证肝细胞破裂，使肝细胞内的过氧化氢酶释放出来，增加酶与底物的接触面积胞内的过氧化氢酶释放出来，增加酶与底物的接触面积,否则可能影响实验效果。否则可能影响实验效果。.132ml H2O20.4ml FeCl3溶液溶液等量鲜肝等量鲜肝研磨液研磨液观察液面高低变化观察液面高低变化.143号试管号试管4号试管号试管酶比氯化铁的催化效率更高酶比氯化铁的催化效率更高有较多气泡产生有较多气泡产生

10、与与3号试管号试管相比，气泡相比，气泡大而且产生大而且产生速度快速度快。活化能活化能 酶酶并未供给过氧化氢能量，只是并未供给过氧化氢能量，只是降低降低了过氧化氢了过氧化氢分解反应的分解反应的活化能活化能。 同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，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。因而催化效率更高。为什么在酶的催化作用下为什么在酶的催化作用下, ,过氧化氢的分解速度加过氧化氢的分解速度加快了呢？快了呢？酶降低化学反应活化能的图解酶降低化学反应活化能的图解.17为化学反应提供为化学反应提供能量能量降低降低化学反应的化学反应的活化能活化能显著降低显著降低化学反应的化学

11、反应的活化能活化能发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵与发酵与整整个细个细胞的活动有关胞的活动有关发酵与细胞中发酵与细胞中某些某些物质有关物质有关酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用酶是蛋白质酶是蛋白质巴斯德之前巴斯德之前巴斯德巴斯德李比希李比希毕希纳毕希纳萨姆纳萨姆纳关于酶本质的探索关于酶本质的探索切赫、奥特曼切赫、奥特曼少数少数RNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能.19思考 1、什么叫细胞代谢？ 2、酶是怎样加快反应速度的？ 3、酶的概念及化学本质？ .20 酶是酶是活细胞产生活细胞产生的具有的具有催化作用催化作用的的有

12、机物。有机物。二、酶的本质二、酶的本质绝大多数是蛋白质，绝大多数是蛋白质，少数是少数是RNARNA来源来源功能功能化学本质化学本质活细胞产生的活细胞产生的催化剂催化剂 酶酶【例例1 1】甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是是( )( )A.A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解甲酶能够抗该种蛋白酶降解 B.B.甲酶不可能是具有催化功能的甲酶不可能是具有催化功能的RNARNAC.C.乙酶的化学本质为蛋白质乙酶的化学本质为蛋白质 D.D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变乙酶活性的改变

13、是因为其分子结构的改变B B.23过氧化氢酶与铁离子对过氧化氢的催化产生的气泡的情况怎样？这说明了什么？3443少量肝脏研磨液.24酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。 107 1013酶具有高效性的意义： （1）保证了细胞内化学反应的顺利进行。 （2）保证了细胞内能量供应的稳定 。 这对细胞有什么意义？.25酶具有专一性的意义： 保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。 这对细胞有什么意义？每一种酶只能催化一种或一类化学反应如：脲酶只能催化尿素分解。 过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解。 二肽酶可以催化所有的二肽分解.26练习一 (P86)2.下图表示的某类酶作用的模型。尝试用文字描述。这个模型能解释

14、酶的什么特性？1.能够促使唾液淀粉酶水解的酶是（ ）A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.麦芽糖酶 B酶反应底物反应产物.27 许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件催化化学反应。酶起催化作用需要怎样的条件呢？.28资料一:实验证明用加酶洗衣粉时，温水的洗涤效果要比冷水好。资料二: 唾液的PH为6.27.4 胃液的PH为0.91.5 小肠液的PH为7.61、酶的催化效率可能受温度影响。2、酶的催化效率可能受PH值的影响。并且不同的酶需要不同的PH 条件。阅读上述材料 ，得出什么？探究：影响酶活性的条件酶活性：指酶对化学反应的催化效率。.29实验一：探究温度对淀粉酶活性的影响提出问题：

15、温度会影响酶的活性吗？作出假设： 温度会影响酶的活性。设计实验：淀粉麦芽糖和葡萄糖碘液 碘液蓝色 不形成蓝色 实验原理： 本实验能否选择斐林试剂代替碘液作鉴定试剂？不能，因为斐林试剂需要加热而该实验需要严格控制温度。.30探究温度对淀粉酶活性的影响自变量因变量自变量、因变量分别是？.31探究探究 影响酶活性的条件影响酶活性的条件酶活性：指酶对化学反应的催化效率。实验中可以选择过氧化氢酶催化过氧化氢吗？实验中可以选择过氧化氢酶催化过氧化氢吗？提示：提示：不可以。因为过氧化氢在加热条件下会分解。不可以。因为过氧化氢在加热条件下会分解。.32分析实验结果：实验结论： 1号试管中，淀粉被唾液淀粉酶分解

16、成麦芽糖，后者遇碘不变蓝；2、3试管所处温度过低或过高，酶无催化活性或丧失活性，淀粉不被分解，遇碘液变蓝。温度对酶的催化活性有很大影响，酶的催化作用应具备适宜的温度。.33每种酶都有自己的最适温度在最适温度的两侧，反应速率都比较 较高的温度容易使酶的 遭到破坏而 。在0左右酶活性很低，但 ，在适宜温度下酶活性可以升高。低空间结构失去活性尝试构建数学模型：绘制温度影响酶的活性函数曲线，并用语言来描述温度变化与酶活性的关系。空间结构稳定酶活性受温度影响示意图.34小组合作 以68人为一个小组，合作设计PH对酶活性的影响，写出实验步骤（3分钟）.35探究实验二 PH对酶活性的影响滴加肝脏研磨液2滴2

17、滴2滴pH处理5%HCl 1mL蒸馏水1mL5%NaOH1mL3%过氧化氢2mL2mL2mL气泡几乎无较多几乎无结论：PH对酶的催化活性有很大影响，酶的催化作用应具备适宜的PH。.36在最适合的pH下，酶的活性 胃蛋白酶：1.52.2唾液淀粉酶:6.8胰蛋白酶:810过氧化氢酶: 6.8在过酸过碱的条件下，都会使酶的 遭到破坏而失去 。最高活性空间结构加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振荡，试管下半部分浸入滴，振荡，试管下半部分浸入6060左右的热水中，反应左右的热水中，反应5min5min2 2号试管中加入号试管中加入2mL2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林试剂加入斐林试剂 振荡振荡约约6060水浴

18、水浴2min2min1 1号试管中加入号试管中加入2mL2mL淀淀粉溶液粉溶液白色白色无变化无变化棕色棕色砖红色沉淀砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。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探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用2.2.酶的专一性酶的专一性.38思考：思考：实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？提示：提示：不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗糖分子是否被水解不能用碘液检测。糖分子是否被水解不能用碘液检测。.39【警示警示】实验中温度和实验中

19、温度和pHpH的控制的控制在设计酶需要适宜的温度和在设计酶需要适宜的温度和pHpH的实验中，每一组实的实验中，每一组实验都必须事先将底物、酶液分别处理到各自所需要验都必须事先将底物、酶液分别处理到各自所需要控制的温度和控制的温度和pHpH，使反应一开始便达到预设温度和，使反应一开始便达到预设温度和pHpH，减小实验误差。若先将底物与酶液混合后再控，减小实验误差。若先将底物与酶液混合后再控制温度和制温度和pHpH，则会由于酶的高效性，导致酶促反应，则会由于酶的高效性，导致酶促反应在达到所控温度和在达到所控温度和pHpH条件前发生。条件前发生。 .40 酶作用需要适宜的温度和PH.411.具有高效

20、性2.具有专一性3.作用条件较温和 要有合适的温度 比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用温度对淀粉酶活性的影响pH对过氧化氢酶活性的影响要有合适的pH酶的特性在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起疑问：疑问：6060时，为什么肉块长时间不能被分解？时，为什么肉块长时间不能被分解？3.3.酶的催化需要温和的条件酶的催化需要温和的条件1.1.具有高效性具有高效性2.2.具有专一性具有专一性3.3.作用条件较温和作用条件较温和 要有合适的温度要有合适的温度 要有合适的要有合适的pHpH比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3 3的催化效率的

21、催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用温度对淀粉酶活性的影响温度对淀粉酶活性的影响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酶的特性四、影响酶促反应速率的因素：四、影响酶促反应速率的因素：1.1.温度温度3.3.酶的浓度：酶的浓度：反应速率随酶反应速率随酶浓度的升高而加快浓度的升高而加快4.4.底物浓度：底物浓度：在一定浓度范在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升围内，反应速率随浓度的升高而加快；但达到一定浓度高而加快；但达到一定浓度后，反应速率不再变化后，反应速率不再变化酶促反应速率酶促反应速率酶的浓度酶的浓度酶促反应速率酶促反应速率底物浓度底物浓度

22、酶量一定酶量一定2.pH2.pH影响酶活性的影响酶活性的因素一定影响因素一定影响酶促反应的速酶促反应的速率。率。【例例2 2】(2013(2013海南高考海南高考) )关于温度对酶活性影响的关于温度对酶活性影响的叙述叙述, ,错误的是错误的是( () )A.A.不同酶的最适温度可能相同不同酶的最适温度可能相同B.B.随着温度降低随着温度降低, ,酶促反应的活化能下降酶促反应的活化能下降C.C.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存酶活性最高时的温度不适合该酶的保存D.D.高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果B B【解题指南解题指南】解答本题时需关注以下两点解答本题时

23、需关注以下两点: :(1)(1)温度能影响酶的活性温度能影响酶的活性, ,最适温度时酶的活性最高。最适温度时酶的活性最高。(2)(2)高温使酶变性失活高温使酶变性失活, ,低温使酶活性降低低温使酶活性降低, ,但不失活但不失活, ,可用于酶的保存。可用于酶的保存。【解析解析】本题考查酶的活性与温度的关系。本题考查酶的活性与温度的关系。A A项项, ,不同不同酶的最适温度可能相同酶的最适温度可能相同, ,也可能不同也可能不同, ,故正确。故正确。B B项项, ,活活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃化能是指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状态所需要的能量, ,活

24、化能与温度无关活化能与温度无关, ,故错误。故错误。C C项项, ,酶是保存在低温环境下的酶是保存在低温环境下的, ,酶活性较高时不适合酶的保酶活性较高时不适合酶的保存存, ,故正确。故正确。D D项项, ,高温、强酸、强碱破坏酶的空间结构高温、强酸、强碱破坏酶的空间结构使酶变性失活使酶变性失活, ,故正确。故正确。 酶的概念酶的概念酶的作用原理酶的作用原理酶的本质酶的本质酶的作用特性酶的作用特性酶酶1 1关于酶的特性，下列表述中错误的是（关于酶的特性，下列表述中错误的是（ ）A.A.酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物B.B.化学反应前后，酶的化学性质和数

25、量不变化学反应前后，酶的化学性质和数量不变C.C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响D.D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力一旦离开活细胞，酶就失去催化能力D D2.2.下列关于酶的叙述，不正确的是（下列关于酶的叙述，不正确的是（ ）A.A.绝大多数酶的化学本质是蛋白质绝大多数酶的化学本质是蛋白质B.B.能够催化脂肪酶水解的酶是脂肪酶能够催化脂肪酶水解的酶是脂肪酶C.C.酶的催化效率高是因为其降低活化能的作用显著酶的催化效率高是因为其降低活化能的作用显著D.D.酶催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的酶催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的【解析解析】