辽宁省大连市四十四中高一生物必修一《5.1降低反应活化能的酶》课件

(共40张PPT)
第5章第1节
降低化学反应活化能的酶
必修一
1.这个实验要解决什么问题？
斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用
2.是什么物质使肉块消失了？
鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学消化。
胃内的化学物质将肉块分解了。
一些化学反应的条件
MnO2
浓H2SO4
CH3CH2OH + CH3COOH
CH3COOCH2CH3 + H2O
2KClO3 2KCl + 3O2
乙醇
醋酸
乙酸乙酯
一般化学反应的条件
Fe
Br2
Br
HBr
水浴
（1）高温（2）高压
（3）强酸（4）强碱（5）催化剂
在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，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 。
催化剂只是改变反应速率,并不改变化学平衡
催化剂
细胞内外的环境
是很温和的
1.常温
2.常压
3.水溶液环境
4.pH接近中性
细胞内会发生一系列的化学反应，这些化学反应发生的环境条件是什么？
在这种环境状态下发生的化学反应，应该有适合的生物催化剂 ———— 酶
一. 酶的作用
细胞代谢：
细胞每时每刻都进行着许多化学反应。
细胞代谢离不开降低化学反应活化能的酶。
活化能
分子从常态变为容易发生化学反应的
活跃状态所需要的能量。
常态：常叫基态，微观粒子处于能量最低的状态。当原子处于基态时，电子处于离核最近的轨道上，此时原子处于稳定状态。
活跃状态就是激发态。
激发态：微观粒子其内部能量高于基态能量时所处的能量状态。当原子获得能量的时候，便由基态跃迁到激发态。
加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道
催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越性——酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
巴斯德 和 李比希 观点的比较
1822——1895（法国）
微生物学家
通过显微镜观察发现发酵的过程中有酵母菌
结论：没有活细胞糖类不可能变成酒精
1803——1873（德国）
化学家
通过对化学变化的研究认为糖类变成酒精就是一个化学反应
结论: 在这个变化过程中，只有细胞死之后放出了某些物质起了作用
对比
酶本质的探索
结论：
1.巴斯德是微生物学家，他主要强调生物体或细胞的整体作用。
2.李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。
3.
人物 巴斯德 李比希
合理性 认为发酵与活细胞有关 引起发酵的是细胞中的某些物质
局限性 发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用 这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用
毕希纳的实验说明，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。
酵母细胞研磨
加水搅拌
加压过滤
含酵母细胞的提取液
加入葡萄糖
过程：
现象：冒出气泡
4.请分析一下毕希纳的研究过程，从毕希纳的实验可以
得出什么结论？
1773年意大利科学家斯巴兰札尼喂食鹰的实验
1836年法国科学家施旺提取胃液实验
1926年美国科学家萨姆纳从刀豆中提取脲酶实验
20C80th美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也有催化功能
关于酶本质的探究
酶的化学成分
酶的来源
酶的功能
酶是一类生物催化剂
活细胞产生的
具有生物催化作用的
是
有机物。
蛋白质是酶吗？
一类
大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。
二、酶的本质
什么是酶？
1、酶具有高效性
3
4
4
3
少量肝脏
研磨液
说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。
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？
酶的具有高效性
事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。
107 ～1013
酶的高效性保证了细胞内
化学反应的顺利进行
能量供应的稳定
酶具有高效性的意义：
上述实验说明了：
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
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？你有怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？
淀粉溶液 蔗糖溶液
实验步骤 一
二
三
实验现象
结论
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
每一种酶只能催化 化学反应。
细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 是分不开的。
2、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。
酶活性：酶对化学反应的催化效率。
在最适温度的两侧，反应速率都比较
较高的温度容易使酶的 遭到破坏而失去 。
每种酶都有自己的
低
活性
最适温度
空间结构
过氧化氢酶
在最适合的pH下，
酶的活性
最高
空间结构
在过酸过碱的条件下，都会使酶的 遭到破坏而失去 。
活性
高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？
不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。
3.如果实验失败了，应该怎样做？
检查实验步骤是否出错，重复实验。
思考：
1.课本建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧
化氢酶探究pH对酶活性的影响，为什么？
因为温度对淀粉酶活性的影响较大，pH对过氧化氢酶的
影响较大。这样做实验的现象才明显。
2.在测定淀粉酶的专一性时，为什么要用到蔗糖溶液？
设置对照实验。
酶的特性：
1具有高效性
2具有专一性
作用条件较温和
1要有合适的温度
2要有合适的pH
总结：
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
★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
酶促反应速率
酶的浓度
酶促反应速率
底物浓度
酶量一定
2、pH
5.激活剂和抑制剂