《降低化学反应活化能的酶》.ppt

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1、第1节 降低化学反应活化能的酶,第五章 细胞的能量供应和利用,一 酶的作用和本质,斯帕兰札尼的实验,讨论：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,一、细胞代谢,细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。,二、酶在细胞代谢中的作用,2 H2O2 2 H2O+O2,1、常温下反应2、加热3、Fe3+做催化剂4、过氧化氢酶,一、细胞代谢,比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,

2、3%,3%,3%,常温,90,FeCl3,肝脏研磨液,2滴清水,2滴清水,2滴,2滴,不明显,少量,较多,大量,不复燃,不复燃,变亮,复燃,加热可以促进H2O2分解，提高反应速率，Fe3+和过氧化氢酶都能加快H2O2分解，但过氧化氢酶的催化效率更高,反应条件,对照组,实 验 组,对照实验,对照原则:设计对照实验,既要有对照组又要有实验组。,单一变量原则：在对照实验中,除了要观察的变量发生变化外,其他变量都应保持相同。等量原则：各组加入的试剂要等量,实验设计原则:,巴斯德之前,发酵是纯化学反应，与生命活动无关,巴斯德,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

3、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,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,萨姆纳,脲酶是蛋白质,李比希,切赫、奥特曼,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，其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。,三、酶的本质,二、酶在细胞代谢中的作用,一、细胞代谢,第1节 降低化学反应活化能的酶,第五章 细胞的能量供应和利用,二 酶的特性,说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率(活性)高得多。,比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率,为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多？,酶的催化效率一般是无机催化剂的10

4、7 1013倍。,酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利 进行。,酶具有高效性的意义：,上述实验说明了：,一、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？,淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖、果糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。,现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解，应该如何设计这个实验？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？,探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,分别加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60左右的热水中，反应5min,2号试管中加

5、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,无变化,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,1、2号试管中分别加入2mL淀粉溶液（两试管中PH和温度正常且相同）,淀粉酶能催化淀粉水解，蛋白酶不能催化淀粉水解,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 化学反应。,细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行，与酶的 是分不开的。,二、酶具有专一 性,一种或一类,4000,专一性,目前发现的酶有 多种,它们分别催化不同的化学反应。,一、酶具有高效性,分别加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60左右的热水

6、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,探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,从上面进行的实验我们看出进行实验需要比较温和的条件，比如淀粉酶在60左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的催化效率（活性）？,1、选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料？,三组，高温，低温和常温！,2、我要设计几组实验？选择几个温度？,淀粉酶。因为 H2O2受温度影响也会分解,3、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,问题聚焦,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

7、、3步应互换。,以上设计是否有错误？,1号试管,2号试管,3号试管,加入淀粉酶2滴，振荡,试管各加入2mL淀粉溶液,蓝色,保持0冰水中约5min,加热至100，约5min,加热至60，约5min,各加入两滴碘液,振荡,无明显现象,只有在一定温度下酶的催化效率最好,蓝色,探究温度对淀粉酶活性的影响,除了注意对照实验设计，还要注意实验的顺序，如果有时间，实验组可等梯度多做几组，得出的结果更准确。,低,活性,最适温度,空间结构,动物：35-40摄氏度植物 40-50摄氏度细菌、真菌 差别较大,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？,如何找到酶活性最高时的温度

8、？,通过以上实验可以知道，酶在最适温度下，活性最高。那么PH值不同，对酶的活性有没有影响呢？,设计一个实验，来探究pH会影响酶的催化效率（活性）？,以上设计缺少对照组。,以上设计是否科学？,1号试管,2号试管,3号试管,加入过氧化氢酶2滴，振荡23min,试管各加入2mL过氧化氢溶液,无明显变化,pH7,pH=12,pH2,将带火星的卫生香分别放入试管中,只有在适合的pH下酶的催化效率最好,复燃,无明显变化,探究pH对过氧化氢酶活性的影响,过氧化氢酶,最高,动物体里的酶最适PH大多在6.5-8.0之间，（但胃蛋白酶为1.5，胰液中的酶为8-9）植物体里的酶最适PH大多在4.5-6.5之间,过酸、过碱的，会使酶的空间结构遭到破坏,蛋白质变性，使酶永久失活。,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，反应速率 不再变化,酶量一定,2、pH,课堂小结,