5.1 降低化学反应活化能的酶（新） 课件(共53张PPT)

(共53张PPT)
新叶伸向和煦的阳光
草蜢觊觎绿叶的芬芳
它们在为生存而获取能量！
能量在我们每一个细胞中流转激荡！
学习目标：
1. 酶是怎样被发现的？
2. 酶在细胞代谢中有什么作用？
3. 酶的化学本质是什么？
1.为什么要将肉块放在金属笼内？
2.是什么物质使肉块消失了？
3.怎样才能证明你的推测？
排除了鸟胃中的物理性消化
胃内的化学物质
收集胃内物质，在体外能否分解肉块
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。
思考：化学中要想使化学反应顺利进行，一般怎样处理（反应条件)？
加热、催化剂
细胞代谢中的 又是什么呢？
场所： 本质：
意义：
细胞中
化学反应
细胞生命活动的基础
2、实验原理：
一、酶在细胞代谢中的作用
比较过氧化氢在不同条件下的分解
1、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。
探究实验
2 H2O2 2 H2O + O2
高温 /Fe3＋ /过氧化氢酶
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
卫生香燃烧
结论
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
3、实验过程
1、与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明了什么？
2、3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？
3、3号与4号相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？
FeCl3中Fe3+和猪肝研磨液中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解。
4号快，说明过氧化氢酶催化效率更高。这可保证细胞代谢快速高效进行。
加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率
2号试管放出的气泡多
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
卫生香燃烧
结论
2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
肝脏研磨液
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
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样
反应条件
自变量
因变量
无关变量
对照组
实验组
实验操作：
对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。
人为改变的变量
随着自变量的变化而变化的变量。
指与自变量同时影响因变量的变化、但与研究目的无关的变量。
等量原则
单一变量原则
细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。酶凭什么能担此大任？
完成情况
阅读.理解
1.阅读教材78页正文部分，理解活化能的概念及酶的
作用原理；
2.结合图5-1，进一步理解酶的高效性
活 化 能
H2O
O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
75 kJ/mol
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
O2
H2O
O2
H2O
H2O2
常态分子
活跃分子
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
活 化 能
活 化 能
H2O
O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
75 kJ/mol
40 kJ/mol
Fe3+
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
O2
H2O
H2O
O2
H2O
O2
H2O
O2
H2O2
-35
H2O2
常态分子
活跃分子
H2O2
活 化 能
活 化 能
H2O
O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
75 kJ/mol
40 kJ/mol
酶
H2O2
O2
H2O
H2O
O2
H2O
O2
H2O
O2
H2O2
29 kJ/mol
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O2
H2O
O2
H2O2
H2O
O2
H2O
O2
H2O
O2
H2O2
-49
-35
H2O2
常态分子
活跃分子
H2O2
高效性
酶的作用机理：
加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道
加热加压相当于给汽车加大油门
在20 ℃测得的过氧化氢分解的活化能
条件 活化能/kJ·mol-1
没有催化剂催化 用Fe3+催化 用过氧化氢酶催化 75 43 29
加热：提高分子的能量
Fe3+：降低化学反应的活化能
酶：更显著地降低化学反应的活化能
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”。
分子常态
活化能
活跃状态
一、 酶在细胞代谢中的作用：
显著降低化学反应的活化能
作用机理：
催化作用
什么是酶？
资料分析P79,讨论：
1、巴斯德和李比希的观点，各有什么积极意义？各有什么局限？
2、他们之间的争论对于后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？
3、从毕希纳的实验可以得出什么结论？
4、萨姆纳历时9年证明脲酶是蛋白质，并获诺贝尔奖。你认为他成功的原因是什么？
5、请给酶下一个完整的定义。
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
科学是在不断地探索和争论中前进的！
酶的化学本质
酶的来源
酶的功能
活细胞
具有催化
酶是
。
一类
绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
产生的
作用
的
二、酶的本质
有机物
1.细胞内合成酶的主要的场所是（ ）
A.细胞质 B. 线粒体
C.核糖体 D. 内质网
C
课堂练习:
2.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
C
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
细胞核
降低化学反应的活化能
生物催化作用
活细胞
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(活性)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？
1、酶具有高效性
酶的催化效率是无机催化剂的107－1013 倍。
三、酶的特性
酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行。
酶具有高效性的意义：
思考1：酶的催化效率如此高效，那么酶是不是万能的？一种酶就可以催化所有的化学反应了吗？
思考2：口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化
酶还有专一性
酶
的
特性
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
1、实验原理
淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在淀粉酶的催化作用下能水解为麦芽糖。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。
提出问题 做出假设 设计实验 进行实验
分析结果、得出结论。
淀粉溶液 蔗糖溶液
实验步骤 一
二
三
实验现象
结论
分别加入淀粉酶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
白色
无变化
棕色
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
自变量
因变量
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
专一性
锁和钥匙学说
1、酶具有高效性
三、酶的特性
从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件，比如唾液淀粉酶37℃左右最好。
能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的活性？
酶活性：酶对化学反应的催化效率。
探究：影响酶活性的条件
实验材料：
2％淀粉酶溶液、20％肝脏研磨液、3％可溶性淀粉溶液、体积分数为30％的过氧化氢溶液、5％ HCl、5％ NaOH、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂
1、能否使用过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响？
2、如果选择淀粉酶，本实验的自变量、因变量和无关变量分别是什么？怎样观察和检测因变量？
1号试管
淀粉溶液
实验步骤 一
二
三
四
实验现象
结论
2号试管
3号试管
加入淀粉酶2滴，振荡，反应约5min
试管各加入2mL淀粉溶液
变蓝色
保持0℃冰水中
水浴37℃
水浴60℃
各加入两滴碘液
振荡
只有在一定温度下酶的催化效率最好
不变蓝
探究温度对唾液淀粉酶活性的影响
自变量
因变量
问：步骤二和三能否对调？为什么？
变蓝色
每种酶都有自己的
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 。
低
活性
最适温度
空间结构
最适温度时，酶的活性最高；
温度：
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。
1号试管
过氧化氢溶液
实验步骤 一
二
三
实验现象
结论
2号试管
3号试管
试管各加入2mL过氧化氢溶液
无明显变化
1mL蒸馏水
1mL5%NaOH溶液
1mL5%HCL溶液
各加入2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
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
自变量
因变量
问：步骤二和三能否对调？为什么？
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
超过最适pH时，随着pH的继续升高，酶的活性逐渐下降。
胃蛋白酶：1.5
唾液淀粉酶:6.8
胰蛋白酶:8
过氧化氢酶: 6.8
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。
三、酶的特性
1. 具有高效性
2. 具有专一性
3. 作用条件较温和
①要有合适的温度；
②要有合适的pH
酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做底物，经反应生产的物质叫做产物。
H2O2 H2O + O2
酶
四、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，反应速率随底
物浓度的升高而加快，
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
[易混易错]　
明确酶的正确理解与错误说法，对比如下：
酶比无机催化剂
化学平衡
平衡点
不能
① ② ③
酶A能催化该反应
酶B不能催化该反应
最高
都会明显降低
酶的
活性降低
酶的空间结构
不会
酶在细胞代谢中的作用
酶的本质
酶的特性
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。
降低化学反应的活化能
高效性 比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率
专一性 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
作用条件温和： 适宜的温度和PH值
1.能够使唾液淀粉酶水解的是（ ）
A.淀粉酶 B.脂肪酶
C.蛋白酶 D.肽酶
2.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（ ）
A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变
C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响
D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力
C
D
应用提升
3、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
4、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