降低化学反应活化能的酶课件-高一上学期生物人教版必修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

1773年，意大利科学家斯帕兰札尼进行了实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。斯帕兰札尼：食物在胃中被胃液中的某种物质消化科学家：胃酸使食物分解施旺：某种胃腺分泌物与盐酸混合，使食物被分解01酶在细胞代谢中的作用细胞代谢1.定义:2.条件:3.意义：4.特点：细胞每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢离不开酶细胞的生活需要物质和能量，能量的释放、储存和利用，都必须通过化学反应进行。复杂、有序、温和、高效比较过氧化氢在不同条件下的分解2H2O2

2H2O+O2细胞代谢是细胞生命活动的基础，但代谢过程中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。幸而细胞中含有另一种物质，能将过氧化氢及时分解为氧气和水。这种物质就是过氧化氢酶。过氧化氢酶FeCl33%的H2O2水浴FeCl3肝脏研磨液2mL2mL2mL2mL90℃2滴2滴现象试管内液面的上方点燃的卫生香卫生香气泡不明显少量最多快速复燃步骤12

3

4较多复燃比较过氧化氢在不同条件下的分解

过氧化氢酶是普遍存在的，实验中动物肝脏研磨液需保持新鲜。3%的H2O2水浴FeCl3肝脏研磨液2mL2mL2mL2mL90℃2滴2滴现象试管内液面的上方点燃的卫生香卫生香气泡不明显少量最多快速复燃步骤12

3

4较多复燃比较过氧化氢在不同条件下的分解

1和2比较：加热能加快H2O2分解

1和3、4比较：铁离子和过氧化氢酶具有催化作用

3和4比较：过氧化氢酶比铁离子的效率高1.实验对象:2.变量:3.自变量：4.因变量：5.无关变量：实验中要接受某种因素处理的实验材料在实验中可以变化的因素在实验中，由实验操作者人为改变的变量在实验中，随着自变量的改变而变化的变量，因变量一般都应有容易检测的指标实验设计的基础知识除自变量以外，能使因变量产生变化的其他因素实验设计的基础知识自变量实验对象因变量无关变量对照试验除了一个因素外，其余因素都保持相同的实验对照组不经自变量处理实验组经过自变量处理（对照组±自变量）

过氧化氢的量和浓度、滴入的催化剂的量

过氧化氢分解速率

温度、催化剂的种类3%的H2O2水浴FeCl3肝脏研磨液2mL2mL2mL2mL90℃2滴2滴现象试管内液面的上方点燃的卫生香卫生香气泡不明显少量最多快速复燃步骤12

3

4较多复燃比较过氧化氢在不同条件下的分解

实验对象：

过氧化氢

自变量：

因变量：

无关变量：反应过程能量反应物的平均能量生成物的平均能量容易发生化学反应的活跃状态分子的平均能量活化能加热：直接给过氧化氢分子提供能量，使更多的过氧化氢分子达到活跃态分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量催化剂：降低化学反应的活化能，与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高02酶的本质发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德*法国发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用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发挥作用毕希纳*德国酵母细胞中的某些物质（酿酶）能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萨姆纳*美国从刀豆种子中提取出能使尿素分解成氨和二氧化碳的脲酶，证明酶是蛋白质李比希*德国切赫、奥尔特曼*美国少数RNA也具有生物催化功能酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。酶的来源活细胞产生酶的本质酶的作用具有催化作用酶的本质有机物（绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA）酶在反应中降低化学反应的活化能，但酶本身不被消耗，也不为化学反应提供物质和能量，不改变化学反应的方向和生成物的量。概念化学本质合成原料合成场所生理功能作用机理

活细胞产生的具有催化作用的有机物绝大多数是蛋白质氨基酸核糖体生物催化剂降低化学反应的活化能少数是RNA核糖核苷酸细胞核（真核生物）03酶的特性催化效率3443少量肝脏研磨液

每滴氯化铁溶液中铁离子数量是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶的20万倍酶的催化效率是无机催化剂的10^7-10^13倍，酶具有高效性。催化范围

无机催化剂：催化范围广泛，比如酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。活性中心编号1号试管2号试管实验步骤一二三现象结论每管各加入淀粉酶2滴，置于60℃左右的热水中，保温5min2mL蔗糖溶液加入斐林试剂，振荡混匀，放进盛有热水的大烧杯中，用酒精灯加热，煮沸1min2mL淀粉溶液无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

材料用具：淀粉酶（最适温度约60℃）溶液、可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液、斐林试剂、各种所需仪器。探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用一种酶只能催化一种或一类物质，酶具有专一性所需条件无机催化剂：能在高温、高压、强酸、强碱的条件下起作用。酶：溶液的温度和pH都对酶活性有影响，与无机催化剂相比，酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的细胞中几乎所有的化学反应都是由酶催化的。酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。酶促反应速率：单位时间内，单位体积中底物的消耗量或产物的增加量课题名称用淀粉酶探究温度对酶活性的影响用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响实验材料自变量自变量的设置方法因变量因变量的观察指标无关变量淀粉溶液、唾液淀粉酶肝脏研磨液、H2O2溶液设置系列温度梯度设置系列pH梯度温度pH酶活性酶活性加碘液后溶液变化的程度氧气产生的速率pH相同且适宜等温度相同且适宜等探究酶活性的适宜条件

溶液的温度和pH都对酶活性有影响，酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行最适温度最适PH酶活性受温度影响示意图酶活性受pH影响示意图温度tυ/mmol.s-1影响酶活性的因素温度tυ/mmol.s-1

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。在0℃左右时，酶活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性升高。因此，酶制剂适宜在低温保存动物体内的酶最适温度在35～40℃最适pH大多在6.5～8.0植物体内的酶最适温度在40～50℃最适pH大多为4.5～6.5细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达70℃1.生物种类不同，其体内酶的最适温度不同2.生物种类不同，其体内酶的最适pH不同3.同种生物，不同部位酶的最适pH不同生物种类与其体内酶的最适条件胃蛋白酶的最适pH为1.5，胰蛋白酶的最适pH为8细胞内的各类化学反应之所以能有序进行，还与酶在细胞中的分布有关。1.酶具有高效性2.酶具有专一性3.酶的作用条件较温和酶的特性底物充足酶浓度υ/mmol.s-1底物浓度υ/mmol.s-1加入重金属酶量一定增加一定量酶时间物质的量生成物酶量增加降温底物浓度υ/mmol.s-1酶量一定增加一定量酶抑制剂（竞争性）增加一定量酶抑制剂（非竞争性）1.溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强其疗效。2.果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮。3.加酶洗衣粉(例如，加入蛋白酶用于去除血渍，加入脂肪酶用于去除油渍等)比普通洗衣粉有更强的去污能力。加酶洗衣粉中的酶不是直接来自生物体的，而是经过酶工程改造的产品，比一般的酶稳定性强。4.残留在牙缝里的食物残渣是细菌的美食，也是导致龋齿的祸根。含酶牙膏可以分解细菌，使我们的牙齿亮洁。酶为生活添姿彩