降低化学反应活化能的酶课件(共39张ppt).ppt

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,1、酶的概念、作用、化学本质、酶的 特性？2、与无机催化剂催化效率更高的原因？绘出酶具有催化性、高效性的坐标曲线；绘出酶的活性受温度和PH影响的曲线。3、描述温度和PH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,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,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,1、这个实验要解决什么问题？,2、是什么物质使肉块消失了？,3、怎样才能证明你的推测？,鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化,是胃内的化学物质将肉块分解了,收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解了,光合作用：CO2+H2O（CH2O)+O2,酶,酶,酶,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。,2H2O2,2H2O+O2,一、酶在细胞代谢中的作用,加热、催化剂,细胞代谢中的 又是什么呢？,催化剂,酶,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。,催化剂,比较过氧化氢在不同条件下的分解,2 H2O2 2 H2O+O2,加热或Fe3+或过氧化氢酶或常温,实验原理：,新配制的体积分数为3%的H2O2溶液新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液-质量分数为3.5%的FeCl3溶液-Fe离子相对数量25万卫生香等,实验目的：,通过比较H2O2过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。,实验材料：,H2O2酶相对数量1,比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,3%,3%,3%,常温,90,FeCl3,鲜肝研磨液,2滴清水,2滴清水,2滴,2滴,反应条件,对照组,实验组,1.高温可以加快过氧化氢分解,2.FeCl3能催化过氧化氢分解,3.过氧化氢酶能催化过氧化氢分解,4.过氧化氢的催化效率比FeCl3高,【讨论】（1）2号管现象与1号管不同，说明了什么？（2）3号和4号管并未加热，也有大量气泡产生，说明什么？,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，提高反应速率,说明FeCl3中的Fe3+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。,（3）4号比3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关重要？,4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。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反应的顺利进行至关重要。,不能；由于酶具有高效性，若滴入的FeCl3溶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（1）、一定要选用新鲜的肝脏，为什么？（2）、将肝脏制成研磨液有什么意义？（3）、滴入FeCl3溶液和肝脏研磨液时，可否共用一个吸管？为什么？,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。,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,否则可能影响实验效果。,2ml H2O2,0.4ml FeCl3溶液,等量鲜肝研磨液,观察液面高低变化,3号试管,4号试管,酶比氯化铁的催化效率更高,有较多气泡产生,与3号试管相比，气泡大而且产生速度快。,酶并未供给过氧化氢能量，只是降低了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。,为什么在酶的催化作用下,过氧化氢的分解速度加快了呢？,酶降低化学反应活化能的图解,为化学反应提供能量,降低化学反应的活化能,显著降低化学反应的活化能,思考总结：,发酵是纯化学反应，与生命活动无关,发酵与整个细胞的活动有关,发酵与细胞中某些物质有关,酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用,酶是蛋白质,巴斯德之前,巴斯德,李比希,毕希纳,萨姆纳,关于酶本质的探索,切赫、奥特曼,少数RNA也具有生物催化功能,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？,二 酶的特性,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。,二、酶的本质,【例1】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。下列分析错误的是()A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解 B.甲酶不可能是具有催化功能的RNAC.乙酶的化学本质为蛋白质 D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变,B,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？,少量肝脏研磨液,酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。,107 1013,一、酶具有高效性,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？,二、酶具有专一性,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,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,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？,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7.6,1、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。,实验一：探究温度对淀粉酶活性的影响,提出问题：,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。,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？,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。实验中可以选择过氧化氢酶催化过氧化氢吗？提示：不可以。因为过氧化氢在加热条件下会分解。,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。,最适温度,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,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）,探究实验二 PH对酶活性的影响,滴加肝脏研磨液,2滴,2滴,2滴,pH处理,5%HCl 1mL,蒸馏水1mL,5%NaOH1mL,3%过氧化氢,2mL,2mL,2mL,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。,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,最高,活性,空间结构,加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部分浸入60左右的热水中，反应5min,2号试管中加入2mL蔗糖溶液,加入斐林试剂,振荡,约60水浴2min,1号试管中加入2mL淀粉溶液,白色,无变化,棕色,砖红色沉淀,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,2.酶的专一性,思考：实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？提示：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。,【警示】实验中温度和pH的控制在设计酶需要适宜的温度和pH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控制的温度和pH，使反应一开始便达到预设温度和pH，减小实验误差。若先将底物与酶液混合后再控制温度和pH，则会由于酶的高效性，导致酶促反应在达到所控温度和pH条件前发生。,三、酶的作用条件较温和,酶作用需要适宜的温度和PH,小结,1.具有高效性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,疑问：60时，为什么肉块长时间不能被分解？,3.酶的催化需要温和的条件,1.具有高效性2.具有专一性3.作用条件较温和 要有合适的温度 要有合适的pH,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,酶的特性,四、影响酶促反应速率的因素：,1.温度,3.酶的浓度：反应速率随酶浓度的升高而加快,4.底物浓度：在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快；但达到一定浓度后，反应速率不再变化,酶量一定,2.pH,影响酶活性的因素一定影响酶促反应的速率。,【例2】(2013海南高考)关于温度对酶活性影响的叙述,错误的是()A.不同酶的最适温度可能相同B.随着温度降低,酶促反应的活化能下降C.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存D.高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果,B,【解题指南】解答本题时需关注以下两点:(1)温度能影响酶的活性,最适温度时酶的活性最高。(2)高温使酶变性失活,低温使酶活性降低,但不失活,可用于酶的保存。,【解析】本题考查酶的活性与温度的关系。A项,不同酶的最适温度可能相同,也可能不同,故正确。B项,活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,活化能与温度无关,故错误。C项,酶是保存在低温环境下的,酶活性较高时不适合酶的保存,故正确。D项,高温、强酸、强碱破坏酶的空间结构使酶变性失活,故正确。,酶的概念酶的作用原理酶的本质酶的作用特性,1关于酶的特性，下列表述中错误的是（）A.酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力,D,2.下列关于酶的叙述，不正确的是（）A.绝大多数酶的化学本质是蛋白质B.能够催化脂肪酶水解的酶是脂肪酶C.酶的催化效率高是因为其降低活化能的作用显著D.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】绝大多数酶的本质是蛋白质，极少数为RNA；脂肪酶的本质为蛋白质，所以用蛋白酶才能够将其水解；酶能够较大幅度地降低化学反应的活化能；温度、pH等都会对酶的活性产生影响，所以酶催化的化学反应一般在比较温和的条件下进行。,B,3.将唾液淀粉酶先放入沸水中2分钟，再放在37的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是（）A.不断降低 B.先升后降C.先降后升 D.没有变化,D,4.下图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速度关系的是(),B,5.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，对14号试管进行了如下处理，据表回答:,(1)1号、2号试管相比，是实验组，自变量是，因变量是。(2)1号、3号相比，是实验组；3号、4号相比，实验组是。(3)3号和4号未经加热，也有大量的气泡产生，这说明FeCl3溶液和过氧化氢酶都能降低反应的活化能，使反应在常温下快速进行。,2号,温度,产生气泡的多少,3号,3号和4号,