生物人教（2019）必修1 5.1降低化学反应活化能的酶（共29张ppt）

(共29张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第1节 降低化学反应活化能的酶
（一）细胞代谢
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
C
COOH
H
N
R1
R2
O
H
H
C
NH2
C OH
H
+
→
R1
C
NH2
C
H
O
COOH
C
H
N
R2
H
一、酶的作用和本质
［小资料］
人体细胞内所发生的反应是非常快的，据估计人体内的细胞每分钟发生的反应超过几百万次；人体血液中的红细胞每秒钟要更新200万个。
这么多的化学反应能够在常温常压下顺利进行，正是因为细胞内存在着生物催化剂——酶。
（一）酶在细胞代谢中的作用
实验探究：
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，了解酶的作用和意义。
实验原理：过氧化氢在高温或铁离子或过氧化氢酶的作用
下都可分解成水和氧气。
2 H2O2 2 H2O + O2
高温 /Fe3＋ /过氧化氢酶
想一想
1、为什么要选用新鲜的猪肝？
2、为什么要将猪肝制成研磨液？
3、滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能否共用一个吸管？
4、氧气的多少可以通过哪些途径观察？
新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶
使肝细胞破裂从而释放出过氧化氢酶
不能，影响实验的准确性
气泡的数量、带火星木条复燃情况
与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？
90℃水浴加热
加热可以促进过氧化氢分解
1、3号试管和4号试管未经加热也有大量的气泡产生，这说明什么？
2、3号和4号试管相比，哪支试管反应速率快？说明什么？
Fe3+ 和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解
4号，说明过氧化氢酶的催化效率更高
3号试管滴加2滴FeCl3溶液； 4号试管滴加2滴肝脏研磨液
步骤 试管编号 说明
1 2 3 4 一 H2O2 浓度
剂量 二
剂量 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.过氧化氢酶的催化效率比FeCl3高
控制变量的科学方法：
自变量
变量 因变量 单一变量原则
无关变量
对照组
对照实验 对照原则
实验组
酶在细胞代谢中的作用
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。
各条件使反应加快的本质：
加热：
Fe3+：
酶：
提高分子的能量
降低化学反应的活化能
同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。
活化能
75
无催化剂催化
29
过氧化氢酶
54
用胶态铂催化
活化能
(kJ.mol-1)
条件
催化剂在化学反应中的作用
酶作用的本质：降低化学反应的活化能
高效性
资料分析 讨论
细胞中的酶很多，它们的本质是什么呢？
二、酶的本质
归纳酶的本质及生理功能
化学本质 绝大多数是________
少数是_____
合成原料
合成场所
来源 生理功能 作用原理 蛋白质
RNA
氨基酸
核糖核苷酸
核糖体
核仁
降低化学反应的活化能
生物催化作用
活细胞
酶的定义
酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。
绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA.
来源
作用
化学本质
什么是酶？
二、酶的作用与本质
作用：……
由酶催化的化学反应，称 酶促反应
酶对化学反应的催化效率为 酶的活性
参与细胞代谢，催化化学反应。
三、酶的特性
和无机催化剂相比，酶的催化效率大约是其的107～1013倍
高效性
你在打球或赛跑时，需要大量的能量供应，如果酶的催化效率很低，会发生什么情况呢？
酶的专一性是普遍存在的
生物体内有些酶能够催化某些分子结构相近的矿物质，如二肽酶，可以催化任何两种氨基酸组成的二肽水解。
所以，准确地说，酶的专一性是指一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。
酶的特性
专一性
酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的最适温度
0
最适温度
t/℃
υ/mmol. s-1
酶活性受温度影响示意图
一般地，动物体内的酶最适温度在35~40℃之间；植物体内的酶最适温度在40~50℃之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。
温度对酶活性的影响
反应溶液pH会对酶的活性有影响
υ/mmol. s-1
最适pH
0
pH
酶活性受pH影响示意图
一般地，动物体内的酶最适pH在6.5~8.0之间；植物体内的酶最适温度在4.5~6.5之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。
pH对酶活性的影响
酶的名称 最适PH
过氧化氢酶（肝） 6.8
唾液淀粉酶 6.8
脂肪酶 8.3
胰蛋白酶 8.0~9.0
胃蛋白酶 1.5~2.2
pH对酶活性的影响
酶的作用条件较温和
娇气的酶
酶一般在比较温和的条件下催化化学反应的进行。
过酸过碱和高温---酶被杀死，
低温------------------酶暂时失活
结论：
在最适宜的温度和最适宜的pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。过酸、过碱和高温，都能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性，且不可逆。
小结：酶的特性
酶的高效性
酶的专一性
酶需要适宜的条件
每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应
酶的催化效率是无机催化剂的107 ~1013倍
1．下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是（ ）。
A．要设置对照组和实验组
B．要遵循单因子变量原则
C．无关变量要始终相同且适宜
D．自变量要始终保持相同
2．同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因是（ ）。
A．能降低反应的活化能 B．能供给反应物能量
C．改变了反应的途径 D．降低反应活化能的作用更显著
课堂巩固
3．关于活化能，下列说法不正确的是（ ）。
A．是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量
B．加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能
C．无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更多而加快反应速率
D．酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易进行
4、 同一个体内的各类活细胞所含有的酶（ ）
A、种类有差异，数量相同
B、种类有差异，数量不同
C、种类无差异，数量相同
D、种类无差异，数量不同
5、在探究pH对酶活性的影响的实验中，温度和pH分别属于(　　)
A．自变量和因变量
B．无关变量和因变量
C．无关变量和自变量
D．因变量和自变量
6.有关酶的叙述中，错误的是（ ）
A. 所有的酶都含有C、H、O、N四种元素
B．酶不一定只在细胞内起催化作用
C．酶并非只在体内合成，也可以从食物中获得
D. 人体内的酶也在不断更新
C