高中生物 第五章 第一節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課件 新人教版必修1.ppt

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降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶,第五章第一節(jié),1、細(xì)胞代謝細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)稱。,一、酶在細(xì)胞代謝中的作用,有什么方法可以提高化學(xué)反應(yīng)的速率？,加溫、加壓、催化劑,細(xì)胞代謝如何在溫和的條件下高效進(jìn)行？,依靠細(xì)胞內(nèi)的生物催化劑——酶,（細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)）,2、酶在細(xì)胞代謝中的作用,一、酶在細(xì)胞代謝中的作用,比較H2O2在不同條件下的分解,實(shí)驗(yàn),2H2O2→2H2O+O2,（1）反應(yīng)物：（2）條件：（3）反應(yīng)原理：（4）結(jié)果觀察：,H2O2,加熱；FeCl3溶液；新鮮肝臟研磨液（酶）,氣泡產(chǎn)生快慢、多少；點(diǎn)燃的衛(wèi)生香復(fù)燃情況,比較H2O2在不同條件下的分解,不復(fù)燃,很少,不復(fù)燃,較多,發(fā)亮,大量,燃燒猛烈,,2ml,2ml,2ml,2ml,90度水浴加熱,滴加3%FeCl32滴,滴加20%的肝臟研磨液2滴,常溫,不明顯,控制變量,觀察現(xiàn)象,檢驗(yàn)方法,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)所需的能量稱為活化能。,加熱為什么能加快化學(xué)反應(yīng)？,一、酶在細(xì)胞代謝中的作用,帶火星衛(wèi)生香,實(shí)驗(yàn)后,思考：,1、3號(hào)和4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？2、3號(hào)與4號(hào)相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說明兩種催化劑的催化效率有何不同？,FeCl3中Fe3+和肝臟研磨液的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。,4號(hào)試管的反應(yīng)速率比3號(hào)試管快得多。說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。,一、酶在細(xì)胞代謝中的作用,結(jié)論：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。,在20℃測得的過氧化氫分解的活化能,結(jié)論：酶降低活化能的作用比無機(jī)催化劑更顯著，催化效率更高。,一、酶在細(xì)胞代謝中的作用,一、酶在細(xì)胞代謝中的作用,反應(yīng)所需活化能,酶降低的活化能,,自變量：,因變量：,FeCl3溶液；肝臟研磨液,H2O2分解速率,無關(guān)變量：,對(duì)照實(shí)驗(yàn)：除了一個(gè)因素以外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)。,,對(duì)照組：,實(shí)驗(yàn)組：,反應(yīng)物的濃度、劑量；實(shí)驗(yàn)室的溫度等,變量,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則,1號(hào),2、3、4號(hào),一、單一變量原則：,二、對(duì)照原則：,二、酶的本質(zhì),資料分析,發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān),,巴斯德,李比希,畢希納,,,薩姆納,,爭論,,其他科學(xué)家,切赫和奧特曼,,,發(fā)酵與死細(xì)胞中的物質(zhì)有關(guān),發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān),死細(xì)胞中的物質(zhì)和活細(xì)胞都能引起發(fā)酵,脲酶是蛋白質(zhì),胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA,定義：酶是產(chǎn)生的具有的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是，少量的酶是。,作用部位：,酶產(chǎn)生的部位：,酶的作用：,酶的化學(xué)本質(zhì)：,二、酶的本質(zhì),什么是酶？,活細(xì)胞中,催化作用,蛋白質(zhì)或RNA,可在細(xì)胞內(nèi)起作用，也可在細(xì)胞外起作用,活細(xì)胞,催化作用,蛋白質(zhì),RNA,三、酶的特性,回顧：H2O2在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn),底物+無機(jī)催化劑（FeCl3溶液）,底物+生物催化劑（酶）,底物分解速率（產(chǎn)物形成速率）,底物分解速率（產(chǎn)物形成速率）,自變量：催化劑的種類,因變量：底物分解速率,科學(xué)家得出的大量數(shù)據(jù)表明，酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的107-1013倍,三、酶的特性,1、酶的催化具有高效性,酶高效性意義：保證細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行，使能量供應(yīng)穩(wěn)定。,無機(jī)催化劑酸既能催化蛋白質(zhì)的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。目前已發(fā)現(xiàn)酶有4000多種，它們分別催化不同的化學(xué)反應(yīng)如蛋白酶能催化蛋白質(zhì)水解，不能催化脂肪水解,資料：,三、酶的特性,思考：酶的催化有何特點(diǎn)？如何通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)你的推測？,三、酶的特性,,淀粉+淀粉酶,淀粉被分解,蔗糖+淀粉酶,蔗糖不被分解,如果給你淀粉酶、淀粉、蔗糖、蔗糖酶以及其它必須的材料用具，如何證明酶具有專一性？,1,2,三、酶的特性,如果給你淀粉酶、淀粉、蔗糖、蔗糖酶以及其它必須的材料用具，如何證明酶具有專一性嗎？,2、酶具有專一性,三、酶的特性,一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng),酶專一性意義：細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行,酶發(fā)揮作用是否在任何條件下都能進(jìn)行？感冒發(fā)燒時(shí)為什么不想吃飯？假設(shè)：溫度可以影響酶的活性如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究溫度對(duì)酶活性有無影響？,三、酶的特性,思考,探究溫度與酶活性的關(guān)系試劑：（質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%）可溶性淀粉溶液；新配置的唾液淀粉酶溶液；實(shí)驗(yàn)自變量：因變量：,設(shè)計(jì)幾組？溫度如何設(shè)置？,高溫、常溫、低溫,酶活性,（振蕩搖勻保持各自的溫度5min）,37℃左右的溫水中,探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響,1、檢驗(yàn)淀粉是不是被分解時(shí)，可否用斐林試劑？2、設(shè)置好溫度的淀粉溶液，加入淀粉酶溶液時(shí)會(huì)引起試管的溫度變化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。如何改進(jìn)？,不能，此實(shí)驗(yàn)的自變量是不同溫度，使用斐林試劑時(shí)，需要50~65℃水浴加熱，對(duì)自變量的設(shè)置有影響，引起誤差。,拓展思考,將每組淀粉溶液和淀粉酶分別在相應(yīng)溫度下保存相同時(shí)間，確保溫度一致，再混合。,3、如何進(jìn)一步確定酶催化作用的最適溫度？,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程,,,,,向混合液中加入1滴碘液,觀察顏色變化情況,,,實(shí)驗(yàn)結(jié)果：,實(shí)驗(yàn)結(jié)論：,溫度會(huì)影響酶活性，酶活性有一定的最適溫度范圍。,三、酶的特性,30~50℃中的試管中溶液幾乎不變藍(lán)，其他試管中溶液均不同程度變藍(lán)。,探究pH對(duì)過氧化氫酶活性的影響,注入肝臟研磨液,注入蒸餾水,每支試管各2ml,每支試管各1ml,用帶火星的衛(wèi)生香進(jìn)行檢驗(yàn),1ml,不同pH的處理,注入過氧化氫溶液,動(dòng)物：35~40植物：40~50,,植物：pH4.5~6.5動(dòng)物：pH6.5~8.0,,三、酶的特性,3、酶的作用條件較溫和,胃蛋白酶：1.5~2.2胰蛋白酶:8~10,高溫、低溫、過酸和過堿對(duì)酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？,不同。過酸、過堿或溫度過高，會(huì)使酶的(空間)結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；低溫時(shí)酶空間結(jié)構(gòu)依然穩(wěn)定，但酶活性被抑制，在適宜溫度下其活性可以恢復(fù)。,三、酶的特性,例：下圖表示某有機(jī)物加入催化劑后，置于由0℃漸變至80℃的環(huán)境中，有機(jī)物的分解總量與溫度的關(guān)系圖。根據(jù)該圖判斷，如果把這些物質(zhì)置于80℃漸變至0℃的環(huán)境中處理，其關(guān)系圖應(yīng)為,,,,三、酶的特性,酶,,酶的作用：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,酶的本質(zhì)：,大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA,小結(jié),高效性,專一性,作用條件溫和,,★影響酶促反應(yīng)速率的因素：,1、溫度,2、pH,★影響酶促反應(yīng)速率的因素：,3、酶的濃度,4、底物濃度,酶數(shù)量的限制,（底物充足，其他條件適宜）,（酶濃度一定）,1.在溫度、pH等適宜條件下，圖中實(shí)線表示在沒有酶時(shí)此反應(yīng)的過程。在t1時(shí)，將催化此反應(yīng)的酶加入反應(yīng)混合物中，圖中表示此反應(yīng)進(jìn)程的是A．曲線AB．曲線BC．曲線CD．曲線D,,練一練,2、用純唾液和用稀釋10倍的唾液做唾液淀粉酶的催化實(shí)驗(yàn)，其效果完全相同，這說明酶具有,A、專一性B、多樣性C、高效性D、多變性,3、能水解脂肪酶的酶是A、淀粉酶B、蛋白酶C、脂肪酶D、麥芽糖酶,,,