降低化学反应活化能的酶

(共24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
讨论：
1.1783年斯帕兰札尼的实验要解决什么问题？
2.是什么物质使肉块消失了？
3.怎样才能证明你的推测？
是否只有物理性消化，没有化学性消化
胃内的化学物质
收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否能将肉块分解
细胞代谢为什么离不开酶？
酶的本质和特性
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。细胞代谢是生命活动的基础
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
6CO2+12H2O
C6H12O6+6O2+6H2O
光能
叶绿体
C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 6 CO2+ 12 H2O +
能量
酶
酶
酶
体外
2H2O2 2H2O+O2
过氧化氢酶
2H2O2 2H2O + O2
2H2O2 2H2O + O2
Fe3+
2H2O2 2H2O + O2
MnO2
2H2O2 2H2O + O2
体内
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
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
对照实验
对照组
实验组
变量
常态：：在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子平均能量水平较低，称为“常态”。
激发态：当反应物分子获得能量参与反应时，其内部能量高于常态能量时所处的状态称为激发态。
当分子获得能量的时候，便由常态转变为容易分解的活跃状态，即处于激发态。
常态 激发态
加热
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。
无催化剂途径
有催化剂途径
表 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
与无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应活化能，催化效率更高
质量分数为20％的新鲜肝脏研磨液
1滴 质量分数为3.5％的氯化铁溶液
1滴
所含酶的数量（个）
a Fe3+的数量（个）
2.5×105 a
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
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
关于酶本质的探索
酶是 产生的具有 的
来源
酶的本质
功能
活细胞
催化作用
※ 绝大多数是蛋白质
有机物
※
2、酶具有专一性
蛋白酶，淀粉酶，蔗糖酶，肽酶，
麦芽糖酶 ……
1、酶具有高效性
酶的催化效率是无机催化剂的107－1013 倍
每一种酶只能催化一种或一类化学反应
3、酶的作用条件较温和
推测：如果将肝脏研磨液煮沸后冷却，催化效率是否会更高？为什么？
我们知道口腔的温度和体温差不多，而当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后却发现唾液不再具有催化淀粉分解的功能，你能给出合理的解释吗？
探究影响酶活性的条件
提出问题
作出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果
表达交流
材料用具：
新配置的淀粉酶溶液；淀粉溶液；热水，冰块；
NaOH，HCL，蒸馏水；
碘液，斐林试剂
温度对酶活性的影响
1 2 3
3％可溶性淀粉 2ml 2ml 2ml
温度
唾液淀粉酶
碘液
颜色
结论
冰水中
60℃水浴
100℃浴
放置2min
1ml
1ml
1ml
1滴
1滴
1滴
摇匀混合，放置反应5min
变蓝
变蓝
不变蓝
唾液淀粉酶在60℃中活性最强
自变量
因变量
pH对酶活性的影响
1 2 3
唾液淀粉酶 1ml 1ml 1ml
pH
3％可溶性淀粉
结果
结论
蒸馏水1mL
5NaOH1mL
5HCL1mL
摇匀混合，放置在60℃下反应5min
有砖红色沉淀
无
无
唾液淀粉酶在中性条件中活性最强
自变量
因变量
加入斐林试剂，水浴加热
在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强；
达到最适温度时，酶的活性最高；
超过最适温度时，随着温度的继续升高，酶的活性逐渐下降。
酶活性受温度影响示意图
温度过高会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活
v/mmol
T
在一定范围内，随着pH的升高，酶的活性逐渐增强；
达到最适pH时，酶的活性最高；
超过最适pH时，随着pH的继续升高，酶的活性逐渐下降。
过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活
酶活性受pH
影响示意图
酶为生活添姿彩
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
专一性
作用条件温和
练习：
加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：
（1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的
奶渍和血渍？
（2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？
（3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些
衣料？（ ）
A.化纤 B.纯毛 C.纯棉 D.真丝
（4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中
还可以加入什么酶？
B D
脂肪酶
思考？哪种酶能够水解脂肪酶？
蛋白酶