高中生物必修一第五章第一节降低化学反应活化能的酶课件

一酶的作用和本质斯帕兰札尼的实验讨论：1、这个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？鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化是胃内的化学物质将肉块分解了收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解了一、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。CCOOHHNR1R2OHHCNH2COHH+→R1CNH2CHOCOOH+H2OCHNR2H二、酶在细胞代谢中的作用2H2O2→2H2O+O21、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加入试管直接观察酒精灯水浴加热滴加FeCl3溶液一、细胞代谢一、酶的作用和本质1.酶在细胞代谢中的作用(1)细胞代谢：细胞中每时每刻进行着的的统称，是细胞生命活动的基础。(2)活化能：分子从转变为容易发生化学反应的所需要的能量。(3)酶的作用机理：降低化学反应的，且与无机催化剂相比，酶的作用更显著，催化效率更高。化学反应活跃状态活化能降低活化能常态步骤试管编号说明1234一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2ml2ml2ml2ml3%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加热可以促进H2O2分解，提高反应速率，Fe3+和过氧化氢酶都能加快H2O2分解，但过氧化氢酶的催化效率更高反应条件自变量因变量无关变量对照组实验组对照实验①对照原则:设计对照实验,既要有对照组又要有实验组。②单一变量原则：在对照实验中,除了要观察的变量发生变化外,其他变量都应保持相同。③等量原则：各组加入的试剂要等量实验设计原则:3.酶与无机催化剂相比的共性与特性(1)酶与无机催化剂的共性①可降低分子的活化能，使化学反应更易进行；②改变化学反应速度，本身不被消耗；③只能催化热力学允许进行的反应；④加快化学反应速度，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点。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脲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。三、酶的本质二、酶在细胞代谢中的作用一、细胞代谢2.酶化学本质的实验验证(1)证明某种酶是蛋白质实验组：待测酶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色反应。对照组：已知蛋白液＋双缩脲试剂→出现紫色反应。(2)证明某种酶是RNA实验组：待测酶液＋吡罗红染液→是否呈现红色。对照组：已知RNA溶液＋吡罗红染液→出现红色。1.酶的水解产物是()A.氨基酸B.葡萄糖C.核糖核苷酸D.氨基酸或核糖核苷酸解析：从酶的化学本质来分析，绝大多数酶是蛋白质，蛋白质的基本组成单位是氨基酸。少数酶是RNA，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸。要综合考虑该问题，不要有遗漏。答案：D[例1](2009·重庆高考)下列有关酶的叙述，正确的是()A.高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性B.酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质C.细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶D.细胞质中没有作用于DNA的解旋酶第1节降低化学反应活化能的酶二酶的特性3443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？酶的催化效率一般是无机催化剂的107～1013倍。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：上述实验说明了：一、酶具有高效性你能用其他更简捷的方法来验证酶的高效性吗？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5min2号试管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林试剂振荡约60℃水浴2min1号试管中加入2mL淀粉溶液无变化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实验步骤一二1号加入淀粉酶2号加入蛋白酶三碘液碘液实验现象不变蓝变蓝结论1、2号试管中分别加入2mL淀粉溶液（两试管中PH和温度正常且相同）淀粉酶能催化淀粉水解，蛋白酶不能催化淀粉水解探究淀粉酶和蛋白酶对淀粉的水解作用每一种酶只能催化化学反应。细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行，与酶的是分不开的。二、酶具有专一性一种或一类4000专一性目前发现的酶有多种,它们分别催化不同的化学反应。一、酶具有高效性2.酶的专一性(1)表示酶专一性的图解①A表示酶，B表示被催化的反应物；②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。(2)表示酶专一性的曲线①在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应；②在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化底物A参加反应。淀粉溶液蔗糖溶液实验步骤一二三分别加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60℃左右的热水中，反应5min2号试管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林试剂振荡约60℃水浴2min1号试管中加入2mL淀粉溶液探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用从上面进行的实验我们看出进行实验需要比较温和的条件，比如淀粉酶在60℃左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的催化效率（活性）？1、选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料？三组，高温，低温和常温！2、我要设计几组实验？选择几个温度？淀粉酶。因为H2O2受温度影响也会分解3、观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定试剂？碘液，看是否变蓝问题聚焦序号项目试管1231α－淀粉溶液1ml2ml1ml2淀粉酶1ml1ml1ml3温度60℃沸水冰水4碘液1－2滴1－2滴1－2滴5实验现象以上设计有两点错误:一是加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则;二是试剂加入的顺序错误2、3步应互换。以上设计是否有错误？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，振荡试管各加入2mL淀粉溶液蓝色保持0℃冰水中约5min加热至100℃，约5min加热至60℃，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探究温度对淀粉酶活性的影响除了注意对照实验设计，还要注意实验的顺序，如果有时间，实验组可等梯度多做几组，得出的结果更准确。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，蛋白质变性，而失去。每种酶都有自己的低活性最适温度空间结构动物：35---40摄氏度植物40--50摄氏度细菌、真菌差别较大在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起疑问：60℃时，为什么肉块长时间不能被分解？如何找到酶活性最高时的温度？通过以上实验可以知道，酶在最适温度下，活性最高。那么PH值不同，对酶的活性有没有影响呢？设计一个实验，来探究pH会影响酶的催化效率（活性）？以上设计缺少对照组。以上设计是否科学？序号项目试管121α－淀粉酶溶液1ml1ml2PHNaOH1mlHcl1ml3可溶性淀粉溶液2ml2ml4温度60℃60℃5斐林试剂2ml2ml6实验现象1号试管过氧化氢溶液实验步骤一二三四实验现象结论2号试管3号试管加入过氧化氢酶2滴，振荡2—3min试管各加入2mL过氧化氢溶液无明显变化pH＝7pH=12pH＝2将带火星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过氧化氢酶在最适合的pH下，酶的活性最高动物体里的酶最适PH大多在6.5---8.0之间，（但胃蛋白酶为1.5，胰液中的酶为8---9）植物体里的酶最适PH大多在4.5-----6.5之间过酸、过碱的，会使酶的空间结构遭到破坏,蛋白质变性，使酶永久失活。★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、pH3.影响酶活性的曲线(1)在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用逐渐减弱。(2)在最适温度(pH)时，酶的催化作用最强，高于或低于最适温度(pH)，酶的催化作用都将减弱。(3)过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。(4)反应溶液酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。4.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响(1)在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。(2)在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。1、酶的特性（1）酶具有高效性（2）酶具有专一性（3）酶的作用条件较温和温度影响酶的活性PH值影响酶的活性2、对照性实验设计原则（1）单因子变量原则（2）对照性原则（3）等量原则课堂小结温度、pH、底物浓度和酶浓度都可影响酶促反应速率。不同的是温度和pH是通过影响酶活性而影响酶促反应的，而底物浓度和酶浓度不影响酶活性。