5.1降低化學反應(yīng)活化能的酶(上課)課件

1、新葉伸向和煦的陽光蚱蜢覬覦綠葉的芬芳我一定要好好地飽餐一頓！我就要抓住你了！他們都在為生存而獲取？第1節(jié) 降低化學反應(yīng)活化能的酶第五章 細胞的能量供應(yīng)和利用一 酶的作用和本質(zhì) 生物要生存必須要獲取能量，植物吸收光能，動物（植食，肉食）攝取有機物中的能量斯帕蘭札尼的實驗討論：1、這個實驗要解決什么問題？2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3、怎樣才能證明你的推測？鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學性消化是胃內(nèi)的化學物質(zhì)將肉塊分解了收集胃內(nèi)的化學物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解了 在19世紀，隨著對釀酒中發(fā)酵過程的深入研究，科學家才逐漸揭開酶的面紗酶到底是什么物質(zhì)？巴斯德之前發(fā)酵是純化學反應(yīng)，

2、與生命活動無關(guān)巴斯德發(fā)酵與活細胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣薩姆納脲酶是蛋白質(zhì)李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能一、酶的本質(zhì)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)的酶是RNA.酶是 活細胞 產(chǎn)生的一類具有生物催化作用 的 有機物。來源功能本質(zhì)一、酶的概念和本質(zhì)酶在活細胞中產(chǎn)生，但可以在細胞內(nèi)，細胞外甚至在體外起作用二、細胞代謝 細胞中每時每刻都進行著許多化學反應(yīng)，統(tǒng)稱為細胞代謝。CCOOHHNR1R2OHHCNH2C

3、OHH+R1CNH2C HOCOOH +H2OCHNR2H 復雜高效溫和有序 CO2+H2O 有機物 +O2光能葉綠體: 氨基酸 多肽(蛋白質(zhì)）脫水縮合核糖體：線粒體:有機物 +O2 CO2+H2O+能量酶酶酶細胞內(nèi)的化學反應(yīng)的環(huán)境條件：條件溫和: 常溫常壓，酸堿度適中，有適合的生物催化劑酶（儲存能量）（儲存能量）（釋放能量）三、酶在細胞代謝中的作用2 H2O2 2 H2O + O21、常溫下反應(yīng)2、加熱3、Fe3+做催化劑4、過氧化氫酶豬肝研磨液加入試管直接觀察酒精燈水浴加熱滴加FeCl3溶液二、細胞代謝比較H2O2 在不同條件下的分解 2號試管1號試管2號試管3號試管滴加2滴FeCl34號

4、試管滴加2滴肝臟研磨液1號試管2號試管3號試管滴加2滴FeCl34號試管滴加2滴肝臟研磨液1和2比較：加熱能加快H2O2分解1和3、1和4比較：Fe3+和過氧化氫酶具有催化作用3和4比較：過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多步驟試管編號 說明1234一 H2O2 濃度 劑量 二 劑量 結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結(jié)論比較過氧化氫在不同條件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90FeCl3肝臟研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明顯少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃加熱可以促進H2O2分解，提高反應(yīng)速率，F(xiàn)e3+和過氧化氫酶都能加快H2O2分解，但過氧化氫酶的催化效率更高反應(yīng)條件自變量因

5、變量無關(guān)變量對照組實 驗 組對照實驗1號試管2號試管3號試管滴加2滴FeCl34號試管滴加2滴肝臟研磨液實驗對象：過氧化氫的分解反應(yīng)自變量：催化劑的種類H2O2的分解速度，可觀測指標：產(chǎn)生氣泡的多少、大小或衛(wèi)生香的復燃程度。因變量：溫度不同的條件無關(guān)變量：H2O2的量和濃度、滴入的催化劑的量對照原則:設(shè)計對照實驗,既要有對照組又要有實驗組。 單一變量原則：在對照實驗中,除了要觀察的變量發(fā)生變化外,其他變量都應(yīng)保持相同。 等量原則：各組加入的試劑要等量實驗設(shè)計原則: 分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能為什么加熱能使過氧化氫分解加快呢？加熱使過氧化氫分子得到能量，容易

6、分解。但加Fe和過氧化氫酶時并沒有加熱，但反應(yīng)比加熱更快，為什么？酶使活化能降低能量反應(yīng)過程沒有酶催化有酶的催化活化能 酶并未供給過氧化氫能量，而是降低了過氧化氫分解反應(yīng)的活化能。 同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更明顯，因而催化效率更高。酶的作用原理：降低反應(yīng)的活化能作用：催化作用 原理：降低化學反應(yīng)的活化能三、酶在細胞代謝中的作用第1節(jié) 降低化學反應(yīng)活化能的酶第五章 細胞的能量供應(yīng)和利用二 酶的特性3443少量肝臟研磨液說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率(活性)高得多。 比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率為什么4號試管的反應(yīng)速率比3號試管快得多？ 酶的催化效率一般是無機催化劑的107

7、1013倍。 酶的高效性保證了細胞內(nèi)化學反應(yīng)的順利 進行。 酶具有高效性的意義：上述實驗說明了：一、酶具有高效性你能用其他更簡捷的方法來驗證酶的高效性嗎？ 淀粉和蔗糖都是非還原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解為麥芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解為葡萄糖和果糖。麥芽糖、葡萄糖、果糖均屬還原性糖。還原性糖能夠與斐林試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色的沉淀。 現(xiàn)在給你淀粉酶溶液，要觀察淀粉酶能催化哪種糖水解，應(yīng)該如何設(shè)計這個實驗？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用淀粉溶液蔗糖溶液實驗步驟一二三實驗現(xiàn)象結(jié)論分別加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60左右的熱水中

8、，反應(yīng)5min2號試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑 振蕩約60水浴2min1號試管中加入2mL淀粉溶液無變化磚紅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對淀粉和蔗糖的水解作用實驗步驟一二1號加入 淀粉酶2號加入 蛋白酶三碘液碘液實驗現(xiàn)象不變藍變藍結(jié)論1、2號試管中分別加入2mL淀粉溶液（兩試管中PH和溫度正常且相同）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對淀粉的水解作用每一種酶只能催化 化學反應(yīng)。細胞代謝能夠有條不紊，互不干擾地進行，與酶的 是分不開的。 二、酶具有專一 性一種或一類 4000專一性目前發(fā)現(xiàn)的酶有 多種,它們分別催化不同的化學反應(yīng)。一

9、、酶具有高效性淀粉溶液蔗糖溶液實驗步驟一二三分別加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60左右的熱水中，反應(yīng)5min2號試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑 振蕩約60水浴2min1號試管中加入2mL淀粉溶液探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用 從上面進行的實驗我們看出進行實驗需要比較溫和的條件，比如淀粉酶在60左右最好。能不能設(shè)計一個實驗，來證明溫度會影響酶的催化效率（活性）？1、選擇淀粉酶還是H2O2酶作為實驗材料？三組，高溫，低溫和常溫！2、我要設(shè)計幾組實驗？選擇幾個溫度？淀粉酶。因為 H2O2受溫度影響也會分解3、觀察指標怎么確定，選擇什么樣的鑒定試劑？碘液，看是否變藍問題聚焦序號項目試管1

10、231淀粉溶液 1ml2ml1ml2淀粉酶1ml1ml1ml3溫度60 沸水冰水4碘液12滴12滴12滴5實驗現(xiàn)象以上設(shè)計有兩點錯誤:一是加入的可溶性淀粉溶液沒有遵循等量原則;二是試劑加入的順序錯誤2、3步應(yīng)互換。 以上設(shè)計是否有錯誤？1號試管淀粉溶液實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論2號試管3號試管加入淀粉酶2滴，振蕩試管各加入2mL淀粉溶液藍色保持0冰水中約5min加熱至100，約5min加熱至60，約5min各加入兩滴碘液振蕩無明顯現(xiàn)象只有在一定溫度下酶的催化效率最好藍色探究溫度對淀粉酶活性的影響 除了注意對照實驗設(shè)計，還要注意實驗的順序，如果有時間，實驗組可等梯度多做幾組，得出的結(jié)果更準確。

11、 在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較較高的溫度容易使酶的 遭到破壞，蛋白質(zhì)變性，而失去 。每種酶都有自己的低活性最適溫度空間結(jié)構(gòu)動物：35-40攝氏度植物 40-50攝氏度細菌、真菌 差別較大在合適的條件下將肉塊和蛋白酶放到一起疑問：60時，為什么肉塊長時間不能被分解？如何找到酶活性最高時的溫度？ 通過以上實驗可以知道，酶在最適溫度下，活性最高。 那么PH值不同，對酶的活性有沒有影響呢？設(shè)計一個實驗，來探究pH會影響酶的催化效率（活性）？以上設(shè)計缺少對照組。 以上設(shè)計是否科學？序號項目試管121淀粉酶溶液 1ml1ml2PH NaOH 1ml Hcl 1ml 3可溶性淀粉溶液 2ml 2ml 4

12、溫度 60 60 5斐林試劑 2ml 2ml 6實驗現(xiàn)象 1號試管過氧化氫溶液實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論2號試管3號試管加入過氧化氫酶2滴，振蕩23min試管各加入2mL過氧化氫溶液無明顯變化pH7pH=12pH2將帶火星的衛(wèi)生香分別放入試管中只有在適合的pH下酶的催化效率最好復燃無明顯變化探究pH對過氧化氫酶活性的影響過氧化氫酶在最適合的pH下，酶的活性 最高動物體里的酶最適PH大多在6.5-8.0之間，（但胃蛋白酶為1.5，胰液中的酶為8-9）植物體里的酶最適PH大多在4.5-6.5之間過酸、過堿的，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞,蛋白質(zhì)變性，使酶永久失活。影響酶促反應(yīng)速率的因素：1、溫度3、酶的濃度：反