第1節(jié)_降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶PPTPPT課件

1、 教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：酶的作用、本質(zhì)和特性酶的作用、本質(zhì)和特性 教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)1.1.酶能夠降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶能夠降低化學(xué)反應(yīng)的活化能2.2.控制變量的科學(xué)方法控制變量的科學(xué)方法第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第1頁/共45頁 食物進(jìn)入生物體內(nèi)食物進(jìn)入生物體內(nèi)發(fā)生了怎樣的變化？發(fā)生了怎樣的變化？第2頁/共45頁第3頁/共45頁第4頁/共45頁斯帕蘭札尼鷹的消化作用實(shí)驗(yàn)斯帕蘭札尼鷹的消化作用實(shí)驗(yàn)1.1.斯帕蘭札尼設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)要解斯帕蘭札尼設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)要解決什么問題？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙決什么問題？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處在哪里？之處在哪里？2.2.根據(jù)肉塊消失的現(xiàn)象你能作出怎樣的假設(shè)？根據(jù)肉塊消失的現(xiàn)象你能

2、作出怎樣的假設(shè)？3.3.怎樣才能證明你的推測(cè)？怎樣才能證明你的推測(cè)？鳥類的胃是否只有物理性消化、沒有化學(xué)性消化？胃液中有某種化學(xué)物質(zhì)，該物質(zhì)能將肉塊分解（消化）收集該物質(zhì)，看看其在體外是否能將肉塊分解。問題探討（教材問題探討（教材P78）第5頁/共45頁細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝細(xì)胞代謝一、細(xì)胞代謝（新陳代謝）一、細(xì)胞代謝（新陳代謝）第6頁/共45頁葉綠體：CO2+H2O （CH2O) +O2光能 酶線粒體: C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量酶核糖體： 氨基酸 多肽酶縮合脫水細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)

3、，外界能量輸入細(xì)胞，并為細(xì)胞所利用，都要經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境條件是什么？常溫常壓下第7頁/共45頁化學(xué)上的化學(xué)反應(yīng)都很容易順利進(jìn)行嗎？化學(xué)上采用什么方式解決這一問題的？第8頁/共45頁二、酶在細(xì)胞代謝中的催化作用1.比較過氧化氫在不同條件下的分解第9頁/共45頁2 H2O2 2 H2O + O2高溫高溫 /Fe3 /過氧化氫酶過氧化氫酶 通過比較過氧化氫在通過比較過氧化氫在不同條件不同條件下分解下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用和意義。的快慢，了解過氧化氫酶的作用和意義。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理：第10頁/共45頁試管編號(hào)試管編號(hào)1 12 23 34 4第一

4、步第一步每支試管加每支試管加2ml2ml過氧化氫溶液過氧化氫溶液第二步第二步不處不處理理9090水浴水浴滴入滴入2 2 滴滴FeClFeCl3 3溶溶液液滴入滴入2 2滴肝滴肝臟研磨液臟研磨液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論1min1min分鐘后，將分鐘后，將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香放在點(diǎn)燃的衛(wèi)生香放在液面的上方液面的上方單一變量原則單一變量原則對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照組對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組無關(guān)變量無關(guān)變量自變量自變量因變量因變量第11頁/共45頁對(duì)照原則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循原則：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循原則：可重復(fù)性原則 等量原則單一變量原則檢測(cè)因變量，觀察記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。第12頁/共45頁注意問題：實(shí)驗(yàn)時(shí)要選用新鮮的肝臟肝臟要制

5、成研磨液滴加肝臟研磨液和FeCl3溶液時(shí)，不可共用同一個(gè)吸管第13頁/共45頁酶能催化生物化學(xué)反應(yīng)，催化效率比無機(jī)催化劑高得多。研究發(fā)現(xiàn)，酶的催化效率是無機(jī)催化劑催化效率的1071013倍。因此，酶具有高效性高效性第14頁/共45頁第15頁/共45頁加速化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，縮短達(dá)到平衡時(shí)間，但不改變平衡點(diǎn)改變化學(xué)反應(yīng)速率，本身不被消耗只催化已經(jīng)存在的化學(xué)反應(yīng)都可以在生物體外發(fā)揮作用降低活化能，使反應(yīng)速率加快為什么酶的催化效率會(huì)比無機(jī)催化劑更高呢？第16頁/共45頁分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量稱為應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量稱為。2.2.活化能活化能

6、H2O2 ( (常態(tài)常態(tài)) ) H2O2( (活躍狀態(tài)活躍狀態(tài)) )能量能量第17頁/共45頁思考：*1mol H2O2由常態(tài)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)時(shí)需要吸收75 KJ的熱量，這75 KJ就是每mol H2O2的活化能。*但加入過氧化氫酶時(shí)，H2O2只要吸收29 KJ的熱量就可以轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)。少了的46 KJ的熱量。第18頁/共45頁第19頁/共45頁 酶和一般催化劑的作用就是降低化酶和一般催化劑的作用就是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，從而使活化分子學(xué)反應(yīng)所需的活化能，從而使活化分子數(shù)增多，反應(yīng)速度加快。數(shù)增多，反應(yīng)速度加快。第20頁/共45頁從動(dòng)畫中我們可以看出，同無機(jī)催從動(dòng)畫中我們可以看出，同無機(jī)

7、催化劑相比，化劑相比，酶酶降低活化能的作用更降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。顯著，因而催化效率更高。正是由于酶的催化作用，細(xì)正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝能在胞代謝能在溫和溫和條件下條件下快速快速進(jìn)行。進(jìn)行。第21頁/共45頁巴斯德之前巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān)發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān)巴斯德巴斯德發(fā)酵與發(fā)酵與活細(xì)胞活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)有關(guān)，發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些細(xì)胞中的某些物質(zhì)物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用揮

8、作用畢希納畢希納酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣薩姆納薩姆納酶是酶是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)李比希李比希切赫、奧特曼切赫、奧特曼少數(shù)少數(shù)RNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能酶本質(zhì)的探索第22頁/共45頁酶的化學(xué)本質(zhì) 酶的來源 酶的功能1.定義：2.本質(zhì)：大部分酶是蛋白質(zhì)，也有少數(shù)是大部分酶是蛋白質(zhì)，也有少數(shù)是RNARNA。三、酶的本質(zhì)第23頁/共45頁四、酶的特性四、酶的特性1. 高效性：高效性：酶的催化效率是無機(jī)催化劑催化效率的1071013倍。 2. 專一性：專一性：第24

9、頁/共45頁第25頁/共45頁第26頁/共45頁細(xì)胞中幾乎所有的化學(xué)反應(yīng)都是由酶來催化的。酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率稱為酶活性第27頁/共45頁3.酶的作用條件較溫和酶的作用條件較溫和酶一般在酶一般在比較溫和的條件比較溫和的條件下催下催化化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。化化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。第28頁/共45頁 酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境溫度稱為該酶促反應(yīng)的酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境溫度稱為該酶促反應(yīng)的最適溫度最適溫度0最適溫度最適溫度t/mmol. s/mmol. s-1 -1酶活性受溫度影響示意圖酶活性受溫度影響示意圖溫度對(duì)酶活性的影響溫度對(duì)酶活性的影響在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較都比較較

10、高的溫度容易使酶較高的溫度容易使酶 遭到破壞而失去遭到破壞而失去 。低低空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)活性活性第29頁/共45頁 反應(yīng)溶液反應(yīng)溶液pHpH會(huì)對(duì)酶的活性有影響會(huì)對(duì)酶的活性有影響/mmol. s/mmol. s-1 -1最適pH0pH酶活性受酶活性受pHpH影響示意圖影響示意圖pHpH對(duì)酶活性的影響對(duì)酶活性的影響在最適在最適pHpH下，下，酶的活性酶的活性 在過酸過堿的條件下，都會(huì)使酶的在過酸過堿的條件下，都會(huì)使酶的 遭到破壞而失去遭到破壞而失去 。最高最高空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)活性活性第30頁/共45頁pH值：在極端的酸性或堿性條件下會(huì)變性而完全失去活性。 （1）動(dòng)物體內(nèi)的酶最適宜pH大多在6.58

11、之間。唾液pH為6.27.4，胃液的pH為0.91.5，小腸液的pH為7.6。 （2）植物體內(nèi)的酶最適pH大多在4.56.5之間。第31頁/共45頁 高溫、低溫、過酸和過堿對(duì)酶活高溫、低溫、過酸和過堿對(duì)酶活性性 的影響其本質(zhì)相同嗎？的影響其本質(zhì)相同嗎？第32頁/共45頁影響酶促反應(yīng)速率的因素：1 1、溫度3 3、酶的濃度：反應(yīng)速率隨反應(yīng)速率隨 酶濃度的升高而加快。酶濃度的升高而加快。4 4、底物濃度：在一定濃度在一定濃度 范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃 度的升高而加快，但達(dá)度的升高而加快，但達(dá) 到一定濃度，反應(yīng)速率到一定濃度，反應(yīng)速率 不再變化不再變化酶促反應(yīng)速率酶的濃度酶促反應(yīng)速率

12、底物濃度酶量一定2 2、pHpH第33頁/共45頁 化學(xué)本質(zhì)產(chǎn)生來源 生理作用1.酶的概念：2.酶的本質(zhì)：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNARNA。歸納總結(jié)3.酶的特性高效性:酶的催化效率是無機(jī)催化劑的107 1013 倍專一性:酶的作用條件較溫和:需要適宜的溫度和pH值4.影響酶促反應(yīng)速率的因素：溫度、PH（低溫使酶活性降低；高溫、過酸或過堿使酶空間結(jié)構(gòu)破環(huán)，失去活性）第34頁/共45頁課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：1.人在發(fā)高燒時(shí)，常常食欲大減，最根本的原因是 A.A.所吃食物不能消化所吃食物不能消化 （ ） B.B.胃沒有排空胃沒有排空C.C.體溫超過合適溫度，消化酶的活

13、性下降體溫超過合適溫度，消化酶的活性下降D.D.吃藥使人沒有了胃口吃藥使人沒有了胃口 2.胃蛋白酶在進(jìn)入小腸后就幾乎沒有了催化作用，主要原因是（ ）A.pHA.pH不適合不適合B.B.胃中已經(jīng)起了消化作用，不能再起作用了胃中已經(jīng)起了消化作用，不能再起作用了C.C.被小腸中的物質(zhì)包裹起來，所以起不到催化作用被小腸中的物質(zhì)包裹起來，所以起不到催化作用D.D.小腸中沒有蛋白質(zhì)可被消化小腸中沒有蛋白質(zhì)可被消化CA第35頁/共45頁3.3.在過氧氫酶和在過氧氫酶和FeFe3+3+的催化效率比較實(shí)驗(yàn)中，把肝臟制成的催化效率比較實(shí)驗(yàn)中，把肝臟制成研磨液的目的是（雙選）研磨液的目的是（雙選） （ ）有利于過氧化氫酶的釋放有利于過氧化氫酶的釋放保護(hù)過氧化氫酶保護(hù)過氧化氫酶 提高過氧化氫酶的活性提高過氧化氫酶的活性增大酶與反應(yīng)底物的接觸機(jī)會(huì)增大酶與反應(yīng)底物的接觸機(jī)會(huì)4.4.酶具有極強(qiáng)的催化功能，最根本的原因是酶具有極強(qiáng)的催化功能，最根本的原因是 （）（）增加了反應(yīng)物之間的接觸增加了反應(yīng)物之間的接觸 降低了反應(yīng)物分子的活降低了反應(yīng)物分子的活化能化能 提高了反應(yīng)物分子的活化能提高了反應(yīng)物分子的活化能 降低了反應(yīng)物降低了反應(yīng)物分子的自由能分子的自由能 本身的數(shù)量和性質(zhì)不改變，可反復(fù)利本身的數(shù)量和性質(zhì)不改變，可