_降低化学反应活化能的酶课件

1、第第1 1节节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶斯帕兰札尼的实验斯帕兰札尼的实验讨论：讨论：1 1、这个实验要解决什么问题？、这个实验要解决什么问题？2 2、是什么物质使肉块消失了？、是什么物质使肉块消失了？3 3、怎样才能证明你的推测？、怎样才能证明你的推测？鸟类的胃是否只有物理性消化，鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化没有化学性消化是胃内的化学物质将肉块分解了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体外是否也能将肉块分解了活细胞活细胞中中全部有序的化学反应全部有序的化学反应的总称的总称.1

2、1、细胞代谢、细胞代谢 ( (新陈代谢新陈代谢) )（是细胞生命活动的基础）（是细胞生命活动的基础）这些化学反应发生的环境条件是什么？这些化学反应发生的环境条件是什么？5.有适合的生物催化剂有适合的生物催化剂酶酶一、酶的作用和本质细胞内外的环境细胞内外的环境是很温和的是很温和的1.常温常温 2.常压常压 3.水溶液环境水溶液环境4.pH接近中性接近中性巴斯德之前巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德巴斯德发酵与活细胞有关发酵与活细胞有关，发，发酵是整个细胞而不是细酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用胞中某些物质起作用引起发酵的是细胞中的某些引起发酵的

3、是细胞中的某些物质物质，但这些物质只有在酵，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发母细胞死亡并裂解后才能发挥作用挥作用毕希纳毕希纳酵母酵母细胞中的某些物质细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后能够在酵母细胞破碎后继续继续起催化作用起催化作用，就像在活酵母细胞中一样，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳萨姆纳脲酶是脲酶是蛋白质蛋白质李比希李比希切赫、奥特曼切赫、奥特曼少数少数RNARNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能（1 1）概念：酶）概念：酶(Enzyme)(Enzyme)是活细胞产生的一类是活细胞产生的一类具有生物催化作用的具有生物催化作用的有机物有机物. .2. 2.酶的本质和作用酶的本质

4、和作用（2 2）酶在细胞代谢中的作用：催化作用）酶在细胞代谢中的作用：催化作用（3 3）酶的本质：）酶的本质： 绝大多数为蛋白质，少数为绝大多数为蛋白质，少数为RNARNA(各种消化酶都是蛋白质各种消化酶都是蛋白质)2 2 HH2 2O O2 2 2 2 H2 2O + O2 21 1、常温下反应、常温下反应2 2、加热、加热3 3、FeFe3+3+做催化剂做催化剂4 4、过氧化氢酶、过氧化氢酶猪肝研磨液猪肝研磨液加入试管直接观察加入试管直接观察酒精灯加热酒精灯加热滴加滴加FeClFeCl3 3溶液溶液质量分数为质量分数为20%20%的新鲜肝的新鲜肝脏研磨液脏研磨液1 1滴滴 质量分数为质量分

5、数为3.5%3.5%的氯化的氯化铁溶液铁溶液1 1滴滴 生物催化剂：过氧化氢生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：酶所含酶的相对数量：1 1无机催化剂：无机催化剂：Fe3+Fe3+的相对数量：的相对数量：25万万22 浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3讨论讨论1、与与1 1号试管相比，号试管相比，2 2号试管出现什么不同的现象？号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？这一现象说明什么？ 2 2、在细胞内能通过加热提高反应速度吗？、在细胞内能通过加热提高反应速度吗？3 3、3 3号和号和4 4号试管未经加热，也有大量气泡产生说明什号试管未经加热，也有大量气泡产生说明

6、什么？么？4 4、3 3号和号和4 4号试管相比，哪支试管中的反应速度快？说号试管相比，哪支试管中的反应速度快？说明什么？为什么酶对于细胞内的化学反应的顺利进行至明什么？为什么酶对于细胞内的化学反应的顺利进行至关重要？关重要？酶具有高效性酶具有高效性实验中的变量：实验中的变量：变量：变量：实验中可以变化的因素统称为变量实验中可以变化的因素统称为变量1、自变量（实验变量）自变量（实验变量）由实验者操纵的变量叫自变量由实验者操纵的变量叫自变量2、因变量（反应变量）因变量（反应变量）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3、无关变量（控制变量）无关变量（控制变量）实验过程中出自变量以外

7、，对实验结果有影响实验过程中出自变量以外，对实验结果有影响其他变量其他变量4、额外变量额外变量 由无关变量的变化而引起变化的量由无关变量的变化而引起变化的量22 浓度2ml2ml2ml2ml3%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实验设计原则实验设计原则:1、对照原则、对照原则:设计对照实验设计对照实验,既要有对照既要有对照组又要有实验组。组又要有实验组。 对照组对照组：除一个因素以外，其余因素都保持除一个因素以外，其余因素都保持 不变得实验。不变得实验。实验组：实验组：指接受自变量处理的对象组。指接受自变量处理的对象组。思考：如果只用试管思考：如果只用试

8、管4 4能否证明酶具有高效性？能否证明酶具有高效性？22 浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量对照组对照组实验组实验组对照实验对照实验设计对照实验的意义：设计对照实验的意义： 排除无关变量的干扰，增强实验结果的可排除无关变量的干扰，增强实验结果的可信度和说服力信度和说服力思考：思考：3 3 、4 4两支试管的唯一区别是催化剂不同，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，对实验结果有影响如果两试管的温度也不同，对实验结果有影响吗？吗？2、单一变量原则：、单一变量原则：在对照实验中在对照实验中,除了要观察的变量发除了要观

9、察的变量发生变化外生变化外,其他变量都应保持相同。其他变量都应保持相同。3、等量原则、等量原则：加入的试剂的量相等：加入的试剂的量相等为什么加热能促使过氧化氢分解呢？为什么加热能促使过氧化氢分解呢？加热使过氧化氢分子加热使过氧化氢分子得到能量得到能量, ,从从常态常态转转变为容易分解的变为容易分解的活跃状态（激发态）活跃状态（激发态）. .分子从分子从常态常态变为容易发生化学反应的变为容易发生化学反应的活跃状态活跃状态所需要的能量。所需要的能量。为什么为什么Fe3+和过氧化氢酶能促使过氧化氢和过氧化氢酶能促使过氧化氢分解呢分解呢降低降低了过氧化氢分解反应的活化能了过氧化氢分解反应的活化能为什么

10、酶的催化效率会比无机催化剂更高？为什么酶的催化效率会比无机催化剂更高？催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与无机催催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越性化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越性酶酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温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。和的条件下快速进行。各条件使反应加快的本质：各条件使反应加快的本质：加热：加热： FeFe3+3+：酶：酶：提高分子的能量提高分子的能量降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能更显

11、著地降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能第第1 1节节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶说明过氧化氢酶比说明过氧化氢酶比FeFe3+3+的催化效率的催化效率( (活性活性) )高得多高得多。 比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率为什么为什么4 4号号试管的反应速率比试管的反应速率比3 3号号试管快得多？试管快得多？3443少量肝脏少量肝脏研磨液研磨液 酶的催化效率一般是无机催化剂的酶的催化效率一般是无机催化剂的10 107 7 10 1013 13倍。倍。 酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行、酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行

12、、能量供应的稳定能量供应的稳定 。酶具有高效性的意义：酶具有高效性的意义：上述实验说明了：上述实验说明了：(一一)酶具有高效性酶具有高效性你能用其他更简捷的方法来验证酶的高效性吗？你能用其他更简捷的方法来验证酶的高效性吗？思考思考1：酶的催化效率是如此的高效，那么酶是：酶的催化效率是如此的高效，那么酶是不是就是万能的了？就一种酶是不是就可以催不是就是万能的了？就一种酶是不是就可以催化所有的化学反应了呢？化所有的化学反应了呢？思考思考2：口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝：口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化里的肉丝两天后还没被消化?原来酶还有原来酶还有专一性专一性材料：材

13、料： 1、研究发现淀粉酶只能催化淀粉分解成、研究发现淀粉酶只能催化淀粉分解成 麦芽糖，而不能分解别的物质。麦芽糖，而不能分解别的物质。 2、二肽酶能将二肽分解成氨基酸、二肽酶能将二肽分解成氨基酸我给你实验材料，你能设计实验，并自己动手做吗？我给你实验材料，你能设计实验，并自己动手做吗？实验设计原则：实验设计原则： 对照原则对照原则单一变量原则单一变量原则友情提示友情提示说说看，你的实验思路？说说看，你的实验思路？ 试验原理：试验原理： 淀粉和蔗糖都淀粉和蔗糖都是非还原性糖是非还原性糖，淀粉在酶的催化作，淀粉在酶的催化作用下能用下能水解为麦芽糖和葡萄糖水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下。

14、蔗糖在酶的催化作用下能水解为能水解为葡萄糖和果糖葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖、果糖均属还麦芽糖、葡萄糖、果糖均属还原性糖原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成生成砖红色的沉淀。砖红色的沉淀。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淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液实实验验步步骤骤一一二二三三实验实验现象现象结论结论分别加入淀粉酶分别加入淀粉酶2 2滴，振荡，试管下半部浸入滴，振荡，试管下半部浸入6060左左右的热水中，反应右的热水中，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

15、林试剂加入斐林试剂 振荡振荡约约6060水浴水浴2min2min1 1号试管中加入号试管中加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液无变化无变化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实实验验步步骤骤一一二二1 1号加入号加入 淀粉酶淀粉酶2 2号加入号加入 蛋白酶蛋白酶三三 碘液碘液碘液碘液实验实验现象现象不变蓝不变蓝变蓝变蓝结论结论1 1、2 2号试管中分别加入号试管中分别加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液（两试管中（两试管中PHPH和温度正常且相同）和温度正常且相同）淀粉酶能催

16、化淀粉水解，蛋白酶不能催化淀粉淀粉酶能催化淀粉水解，蛋白酶不能催化淀粉水解水解探究淀粉酶和蛋白酶对淀粉的水解作用探究淀粉酶和蛋白酶对淀粉的水解作用 每一种酶只能催化每一种酶只能催化 化学反应。化学反应。意义：使细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行意义：使细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行 (二二)酶具有专一酶具有专一 性性一种或一类一种或一类 (三三)酶的作用条件比较温和酶的作用条件比较温和1、温度对酶活性的影响设计探究试验1 1、选择淀粉酶还是、选择淀粉酶还是H H2 2O O2 2酶作为实验材料？酶作为实验材料？三组，高温，低温和常温！三组，高温，低温和常温！2 2、我要设计几组实验？选

17、择几个温度？、我要设计几组实验？选择几个温度？淀粉酶。因为淀粉酶。因为 HH2 2OO2 2受温度影响也会分解受温度影响也会分解3 3、观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定试剂？、观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定试剂？碘液，看是否变蓝碘液，看是否变蓝问题聚焦问题聚焦序号项目试管1231淀粉溶液 1ml2ml1ml2淀粉酶1ml1ml1ml3温度60 沸水冰水4碘液12滴12滴12滴5实验现象以上设计有两点错误:一是加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则;二是试剂加入的顺序错误2、3步应互换。 以上设计是否有错误？1 1号试管号试管淀粉溶液淀粉溶液实验实验步骤步骤一一二二三三四四实验现象实验现象结

18、论结论2 2号试管号试管3 3号试管号试管加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振荡滴，振荡试管各加入试管各加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色保持保持00冰水冰水中中约约5min5min加热至加热至100100，约约5min5min加热至加热至6060，约约5min5min各加入两滴碘液各加入两滴碘液振荡振荡无明显现象无明显现象只有在一定温度下酶的催化效率最好只有在一定温度下酶的催化效率最好蓝色蓝色探究温度对淀粉酶活性的影响探究温度对淀粉酶活性的影响每种酶都有自己的每种酶都有自己的最适温度最适温度动物：动物：35-4035-40摄氏度摄氏度植物植物 40-5040-50摄氏度摄氏度细菌、真菌细菌

19、、真菌 差别较大差别较大低温和高温都能低温和高温都能抑制抑制酶的活性，酶的活性，高温使酶失活高温使酶失活，但，但低低温不会破坏酶的分子结构温不会破坏酶的分子结构，酶的活性在适宜的温度下，酶的活性在适宜的温度下可以恢复可以恢复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：60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？如何找到酶活性最高时的温度？如何找到酶活性最高时的温度？通过以上实验可以知道，酶在最适温度下活性最高。通过以上实验可以知道，酶在最适温度下活性最高。 那么那么PHPH值不同，对酶的活性有没有影响呢？值不同，对酶的活性有没有影

20、响呢？设计一个实验，设计一个实验， 来探究来探究pHpH会影响酶的催化效率（活性）？会影响酶的催化效率（活性）？2、PH对酶活性的影响以上设计缺少对照组。以上设计缺少对照组。 以上设计是否科学？以上设计是否科学？序号项目试管121淀粉酶溶液 1ml1ml2PH NaOH 1ml Hcl 1ml 3可溶性淀粉溶液 2ml 2ml 4温度 60 60 5斐林试剂 2ml 2ml 6实验现象 1 1号试管号试管过氧化氢过氧化氢溶液溶液实验实验步骤步骤一一二二三三四四实验现象实验现象结论结论2 2号试管号试管3 3号试管号试管加入过氧化氢酶加入过氧化氢酶2 2滴，振荡滴，振荡23min23min试管各

21、加入试管各加入2mL2mL过氧化氢溶液过氧化氢溶液无明显变化无明显变化pHpH7 7pH=12pH=12pHpH2 2将带火星的卫生香分别放入试管中将带火星的卫生香分别放入试管中只有在适合的只有在适合的pHpH下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好复燃复燃无明显变化无明显变化探究探究pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响过氧化氢酶过氧化氢酶在最适合的在最适合的pHpH下，下，酶的活性酶的活性 最高最高动物体里的酶最适动物体里的酶最适PHPH大大多在多在6.5-8.06.5-8.0之间之间（但胃蛋白酶为但胃蛋白酶为1.51.5，胰液中的酶为胰液中的酶为8-98-9）植物体里的酶最适植

22、物体里的酶最适PHPH大大多在多在4.5-6.54.5-6.5之间之间过酸、过碱的，会使酶的过酸、过碱的，会使酶的空间结构空间结构遭到破坏遭到破坏, ,蛋白质蛋白质变性变性，使酶永久失活。，使酶永久失活。1.1.酶浓度对酶促反应速率的影响酶浓度对酶促反应速率的影响三、三、影响影响酶促反应速率酶促反应速率的因素的因素甲图说明：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶浓度与甲图说明：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶浓度与酶促反应速率成正比。酶促反应速率成正比。乙图说明：乙图说明：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平酶只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。衡点。2.2.反应底物浓度对酶促反应速率的影响反应底物浓度对酶促反应速率的影响酶促反应速率酶促反应速率底物浓度底物浓度酶量一定酶量一定在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快，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，反应速率但达到一定浓度，反应速率 不再变化不再变化甲图说明：甲图说明：在最适在最适pHpH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pHpH，酶的催化作用将减弱。酶的催化作用将减弱。过酸过碱都会使酶过酸过碱都会使酶失活失活。不同的酶最适不同的