河北省石家庄第十五中学高二生物 降低化学反应活化能的酶 课件

(共35张PPT)
第1节 降低化学反应活化能的酶
酶的本质和作用
石家庄市 第十五中学
贴近生活：
2.消化器官——胃起到了什么样的作用？是不是只简单的磨碎食物？
1.中午吃过饭，肚子里的食物会发生怎样的变化？
以前，人们认为鸟类的胃只能磨碎食物，不能分解食物中的有机物。也就是鸟类的胃只有物理性消化，没有化学性消化。
1773年，意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼取出来，发现笼内的肉块消失了。
问题讨论：
实验中为什么要把肉块放入金属笼内？
是什么物质使肉块消失了？
这个实验要解决什么问题？
思考：
从巴斯德研究的领域来看，他得出结论的出发点主要是什么？
从李比希研究的领域来看，他得出结论的出发点主要是什么？
巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？
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？
5.请给酶下一个较完整的定义。
一、阅读(81页）关于酶本质的探究
1.从巴斯德研究的领域来看，他得出结论的出发点主要是什么？
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.从李比希研究的领域来看，他得出结论的出发点主要是什么？
李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。
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
3.巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？
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。
他将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶
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：糖液变成了酒
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？
1926年美国科学家萨姆纳在刀豆种子中，利用丙酮提取出了脲酶的结晶。
20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能
↓
酶的本质
↓
绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA
蛋白质是酶吗？
蛋白质
抗体
激素
酶
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。
一类
大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。
什么是酶？
二、酶的作用
实 验
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验目的：
通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义
［数据资料］
新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。经计算，质量分数为3.5%的氯化铁溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴氯化铁溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万
倍！！！
实验原理：
方法步骤:
1.取4支洁净试管，编上序号，并且各注入2mL过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。
2.将2号试管放在90℃左右的水浴中加热，观察气泡冒出的情况，并与2号试管作比较。
3.向3号试管内滴入2滴氯化铁溶液，向4号试管内滴入2滴肝脏研磨液。轻轻地振荡两只试管，使试管内的物质混合均匀。仔细观察哪支试管产生的气泡多。
4.将点燃但无火焰的木条分别放入3、4号试管内液面的上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。
步骤 试管编号 说明
1 2 3 4
一 H2O2 浓度
二
结果 气泡产生
卫生香燃烧
结论
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
鲜肝研磨液
2滴清水
2滴清水
2滴
2滴
反应条件
步骤 试管编号 说明
1 2 3 4
一 H2O2 浓度
二
结果 气泡产生
带火星木条
结论
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
鲜肝研磨液
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
反应条件
自变量
因变量
无关变量
变量
对照组
实验组
对照实验
等量性原则
单一变量原则
等量性原则
无关变量
人为改变的变量
随自变量的变化而变化的变量
1.高温可以加快过氧化氢分解
2.FeCl3能催化过氧化氢分解
3.过氧化氢酶能催化过氧化氢分解
4.过氧化氢的催化效率比FeCl3高
加热为什么能加快过氧化氢分解？
课本79页讨论
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能
酶与无机催化剂的比较？
1、相同点：
1）改变化学反应速率，本身几乎不被消耗；
2）只催化已存在的化学反应；
3）加快化学反应速率，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点；
4）降低活化能，使化学反应速率加快。
不同点：
1、高效性：酶的催化效率比无机催化剂更高，使得反应速率更快；
2、专一性：一种酶只能催化一种或一类底物，如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽；
3、温和性：是指酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的。
温度：
一般而言，温度越高化学反应越快，但酶是蛋白质，若温度过高会发生变性而失去活性，因而酶促反应一般是随着温度升高反应加快，直至某一温度活性达到最大，超过这一最适温度，由于酶的变性，反应速度会迅速降低。
大多数酶，在30-40℃范围内显示最高活性。低温不会使酶失去活性，低温时酶活性降低，但若再给予适宜的温度，酶活性又增强。高温可导致酶失去活性，绝大多数酶在70℃以上，其空间结构即被破坏。
热对酶活性的影响对食品很重要，如，绿茶是通过把新鲜茶叶热蒸处理而得，经过热处理，使酚酶、脂氧化酶、抗坏血酸氧化酶等失活，以阻止儿茶酚的氧化来保持绿色。红茶的情况正相反，是利用这些酶进行发酵来制备的。
pH值：在极端的酸性或碱性条件下会变性而完全失去活性，大多数酶的最适PH值为4.5-8.0范围内。
（1）动物体内的酶最适宜pH大多在6.5—8之间。唾液pH为6.2—7.4，胃液的pH为0.9—1.5，小肠液的pH为7.6。
（2）植物体内的酶最适pH大多在4.5—6.5之间。
知识拓展
影响酶活性的因素：除温度和PH 对酶活性的影响外，酶浓度和反应底物的浓度也能影响酶促反应的速度。
甲 乙
丙 丁
酶的浓度：在有足够底物而又不受其它因素的影响的情况下，则酶促反应速率与酶浓度成正比。
底物浓度：当酶浓度、温度和PH恒定时，在底物浓度很低的范围内，反应速率与底物浓度成正比，当底物浓度达到一定限度时，所有的酶与底物结合，反应速率达到最大，再增加底物演义，反应速率不再增加。
如果酶的数量一定，下列哪个图示最确切地反映了反应速率与底物浓度的数量关系 （ ）
B
三、知识归纳
酶的基本单位、合成场所、检测酶的试剂；
酶也可以被蛋白酶催化水解而失去活性；
凡是能使蛋白质变性的因素都可使酶失活；
酶不可通过半透膜；
酶在活细胞产生，但可分布在细胞内（如呼吸酶）或细胞外（如唾液淀粉酶）。
同一个体内各类细胞所含酶的种类、数量 ， 是 的结果。
都不同
基因选择性表达
1、将乳清蛋白，淀粉，胃蛋白酶，唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器内，调整PH至2.0，保存在37摄氏度的温水内，过一段时间后，容器内剩余的物质是（ ）
A 淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
B 唾液淀粉酶、麦芽酶、胃蛋白酶、多肽
C 唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水
D 唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
2、将胃液的PH从10降到2的过程中，胃液中胃蛋白酶的活性的变化是（ ）
A 一直上升 B 没有变化 C 先升后降 D 先降后升
A
B
典型例题
3、加酶洗衣粉不能用沸水溶解，这说明了酶的作用（ ）
A 适于低温下催化 B 具有高效性
C 具有专一性 D 需要适宜的温度
4、下列叙述不正确的是（ ）
A 酶的主要作用是降低反应所需的活化能
B 酶以相同的能量能使更多的分子活化，从而加速反应的进行
C 酶加速反应的进行，使给反应物提供能量
D 酶同无机催化剂相比，降低活化能的能力显著
5、蛋白酶使蛋白质水解为多肽，但不能使多肽水解为氨基酸，这说明酶有（ ）
A 高效性 B 专一性 C 多样性 D 稳定性
D
C
B
1.酶的基本组成单位是 （ ）
A.氨基酸
B.核苷酸
C. 氨基酸或核苷酸
D.甘油和脂肪酸
2. 下列有关酶的正确叙述是 （ ） A.活细胞产生的，只在细胞内起作用 B.酶和激素的作用相同 C.酶的产生受遗传物质控制 D.在催化过程中不断被消耗
c
c
3.酶具有极强的催化功能，其原因是( )
A.降低了化学反应的活化能
B.增加了反应物之间的接触面积
C.提高了反应物分子的活化能
D.酶提供使反应开始所必需的活化能
4.下列生理过程中，不需酶直接参与的是( ) A.光能转变为ATP中的化学能 B.塑料袋中的土豆变酸 C.萎蔫的菠菜放入清水中变硬 D.小麦吸收土壤中的硝酸根离子
A
c