生物：5.1 《降低化学反应活化能的酶》课件(人教版必修1).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,1,节 降低化学反应活化能的酶,第五章 细胞的能量供应和利用,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。,C,COOH,H,N,R,1,R,2,O,H,H,C,NH,2,C OH,H,+,R,1,C,NH,2,C,H,O,COOH,C,H,N,R,2,H,二、酶在细胞代谢中的作用,2,H,2,O,2,2,H,2,O +O,2,1,、常温下反应,2,、加热,3,、,Fe,3+,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,FeCl,3,溶液,一、细胞代谢,步骤,试管编号,说明,1,2,3,4,一,H,2,O,2,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,FeCl,3,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,步骤,试管编号,说明,1,2,3,4,一,H,2,O,2,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,FeCl,3,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,对照实验,变量：实验过程中可以变化的因素。,自变量,：,因变量,：,对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。,对照组,：,实验组,：,人为改变的变量。,随着自变量的变化而变化的变量。,无关变量：,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,二、酶在细胞代谢中的作用,一、细胞代谢,催化剂降低了反应物,分子活化时所需的能量,非催化反应和酶催化反应活化能的比较,Ea,，,活化能；,G,，,自由能变化,正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。,各条件使反应加快的本质：,加热：,Fe,3+,：,酶：,提高分子的能量,降低化学反应的活化能,更显著地降低化学反应的活化能,二、酶在细胞代谢中的作用,一、细胞代谢,三、酶的本质,讨论：,1,、巴斯德和李比希的观点,各是什么？有什么积极意义？,各有什么局限性？,2,、巴斯德和李比希出现争论,的原因是什么？这一争论对后人,进一步研究酶的本质起到了什么,作用？,二、酶在细胞代谢中的作用,一、细胞代谢,毕,希纳实验,3,、从毕希纳实验可以,得出什么结论？,4,、萨姆纳研究哪种酶？,你认为他成功的主要原,因是什么？,5,、切赫和奥特曼有什,么新发现？,6,、酶的本质是什么？,三、酶的本质,二、酶在细胞代谢中的作用,一、细胞代谢,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,课堂小结,一 细胞代谢,二 设计实验的原则：,单一变量原则,设置对照实验原则,三 酶的作用,:,降低化学反应活化能，提高化学反应速率,四 酶的本质,:,绝大多数酶是蛋白质,第,1,节 降低化学反应活化能的酶,第五章 细胞的能量供应和利用,二 酶的特性,复习：,1、人体细胞内时刻进行上百万次的化学反应，这些化学反应在常温常压下为何能如此,快速、高效、有序、顺利,进行的呢？,2、化学反应需要提供能量，使参加化学反应的分子从常态变为活跃状态，那么酶是否提供了能量而加快了反应速率呢？,降低化学反应活化能,3、酶的本质？,酶大多是蛋白质，少数是RNA,酶是由活细胞产生的具有催化能力的有机物,无机催化剂和酶都可以降低化学反应的活化能，都可以提高化学反应速率，那么哪个作用更显著呢？如何用实验来验证？,请大家回忆上节课,H,2,O,2,在不同条件下的分解的实验！,实验设计原则：对照原则,单一变量,(,单因子）原则,友情提示,3,4,4,3,少量肝脏,研磨液,说明过氧化氢酶比,Fe,3+,的催化效率(活性,),高得多。,比较过氧化氢酶和,Fe,3+,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？,事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。,10,7,10,13,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？,淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解为葡萄糖和果糖。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。,现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解，应该如何设计这个实验？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？,探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,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5,min,2号试管中加入,2mL,蔗糖溶液,加入斐林试剂,振荡,约60水浴2,min,1号试管中加入,2mL,淀粉溶液,蓝色,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,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,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5,min,2号试管中加入,2mL,蔗糖溶液,加入斐林试剂,振荡,约60水浴2,min,1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）？,你又该动脑筋了！,问题聚焦,1、选择淀粉酶还是,H,2,O,2,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,H,2,O,2,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,序号,项,目,试管,1,2,3,1,淀粉溶液,1ml,2ml,1ml,2,淀粉酶,1ml,1ml,1ml,3,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2,mL,淀粉溶液,蓝色,保持0冰水中约5,min,加热至100，约5,min,加热至60，,约5,min,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？,你又要动脑筋了！,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,1,2,1,淀粉酶溶液,1ml,1ml,2,PH,NaOH,1ml,Hcl,1ml,3,可溶性淀粉溶液,2ml,2ml,4,温度,60,60,5,斐林试剂,2ml,2ml,6,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2,3,min,试管各加入2,mL,过氧化氢溶液,无明显变化,pH7,pH=12,pH,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,空间结构,在过酸过碱的条件下，都会使酶的 遭到破坏,蛋白质,变性,，酶失去 。,活性,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,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、,pH,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,