5.1 降低化学反应活化能的酶 课件 2022——2023学年高一上学期生物人教版必修1(共26张PPT)

(共26张PPT)
第五章 细胞的能量供应和利用
第1节 降低化学反应活化能的酶
细胞代谢是生命活动的基础
一、细胞代谢
CO2+H2O （CH2O) +O2
光能
酶
C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量
氧气
酶
氨基酸 多肽
酶
脱水缩合
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。
叶绿体
线粒体
核糖体


　
联系生活
H
2
O
2
强氧化性，不稳定，易分解。
2H2O2
2H2O+O2
二、酶在细胞代谢中的作用
1、酶在细胞代谢中的作用
2 H2O2 2 H2O + O2
1、常温下反应
2、加热
3、Fe3+做催化剂
4、过氧化氢酶
猪肝研磨液（过氧化氢酶）
加入试管直接观察
水浴加热
滴加FeCl3溶液
常温/高温
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：过氧化氢在常温、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。
实验
Fe3＋ /过氧化氢酶
步骤 试管编号 说明
1 2 3 4
一
二
结果
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
肝脏研磨液
2滴
少量
大量
迅速 复燃
反应条件
自变量
因变量
无关变量
变量
H2O2 浓度
剂量
剂量
气泡产生
卫生香 燃烧
对照实验
实验组
实验
2H2O2 　2H2O+O2
？
不明显
较多
对照组
复燃 不明显
2滴
等量对照原则
单一变量原则
1.酶同无机催化剂一样具有催化作用。
2.酶同无机催化剂相比，催化效率更高。
为什么酶能使过氧化氢分解加快呢？
活化能
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。
活化能
酶的作用及原理
酶催化作用的原因
酶并未供给过氧化氢能量，而是降低了过氧化氢分解反应的活化能。
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
同无机催化剂相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。
正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。
同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更明显，因而催化效率更高。
酶与无机催化剂对比
阅读教材P81页,关于酶本质的探索
三、酶的本质
巴斯德
李比希
毕希纳
萨姆纳
切郝和奥特曼
酶的探索
完成82页基础题1
巴斯德之前
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德
发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用
引起发酵的是细胞中的某些物质，但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
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
萨姆纳
酶是蛋白质
李比希
切赫、奥特曼
少数RNA也具有生物催化功能
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
四、酶的特性
（一）酶具有高效性
（二）酶具有专一性
（三）酶的作用条件温和
（一）酶具有高效性
说明酶具有高效性。
该实验说明了什么？
回顾比较过氧化氢在不同条件下的分解
意义：保证细胞代谢反应的顺利进行。
（二）酶具有专一性
实验：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用
原理：
1.淀粉 麦芽糖+葡萄糖 砖红色沉淀
（还原性糖）
2.蔗糖 葡萄糖+果糖 砖红色沉淀
（还原性糖）
斐林试剂
分解
分解
斐林试剂
实验：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用
步骤 试管编号 变量分析
1 2
一 2ml淀粉溶液 ml蔗糖溶液
二 ml淀粉酶溶液 1ml淀粉酶溶液
三 分别加入等量斐林试剂，振荡，60℃水浴2min
结果
2
1
有砖红色沉淀
无砖红色沉淀
自变量
因变量
无关变量
无关变量
结论：
淀粉酶只能催化淀粉分解，不能催化蔗糖分解，酶具有专一性.
生物体内有些酶能够催化某些分子结构相近的物质，
如二肽酶可以催化任何两种氨基酸组成的二肽水解。
意义：使细胞代谢有条不紊地进行
（二）酶具有专一性
含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
过氧化氢酶
淀粉酶
脲酶
（三）酶的作用条件温和
酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。
淀粉溶液
实验步骤 一
二
三
四
实验现象
结论
探究温度对淀粉酶活性的影响
1号试管
2号试管
3号试管
加入淀粉酶2滴，振荡
试管各加入2mL淀粉溶液
蓝色
保持0℃冰水中反应约5min
加热至100℃，反应约5min
加热至60℃，
反应约5min
各加入两滴碘液
振荡
无明显现象
只有在一定温度下酶的催化效率最好
蓝色
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。
温度对酶活性的影响
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，有的酶最适温度可高达70℃。
过氧化氢溶液
实验步骤 一
二
三
四
实验现象
结论
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
1号试管
2号试管
3号试管
加入过氧化氢酶2滴，振荡
试管各加入2mL过氧化氢溶液
无明显变化
pH＝7
pH=12
pH＝2
各加入几滴过氧化氢酶溶液，2—3min后将点燃的卫生香分别放入试管中
只有在适合的pH下酶的催化效率最好
复燃
无明显变化
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；也有例外，如胃蛋白酶的最适为1.5，胰蛋白酶的最适PH为8.0-9.0.
植物体内的酶最适PH在4.5－6.5之间。
酶促反应速率最快时的环境pH称为该酶促反应的最适pH。
pH对酶活性的影响
酶活性受温度影响示意图
最适温度
t/℃
υ/mmol. s-1
酶活性受pH值影响示意图
抑制
失活
υ/mmol. s-1
最适pH
0
pH
失活
失活
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。
2．pH
酶促反应速率
底物浓度
酶量一定
酶促反应速率
酶的浓度
降低化学反应活化能的酶
一、细胞代谢
二、酶的作用
三、酶的本质
四、酶的特性
生物催化剂
机理：降低化学反应
的活化能
细胞中各种化学反应的统称
绝大多数是蛋白质
少数是RNA
高效性
专一性
作用条件温和