降低化学反应活化能的酶上课课件PPT资料.ppt

1、第第1 1节节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶一一 酶的作用和本质酶的作用和本质细胞代谢细胞代谢=细胞中的化学反应细胞中的化学反应一一 酶的作用和本质酶的作用和本质 细胞代谢过程中会产生细胞代谢过程中会产生对细胞有害的物质，如过氧对细胞有害的物质，如过氧化氢。化氢。幸而细胞中的幸而细胞中的过氧化氢过氧化氢酶酶能能分解分解过氧化氢过氧化氢，使其变，使其变成氧和水。成氧和水。2 H2O2 2 H2O+O21.1.常温常温 2.2.加热加热 3.FeCl3.FeCl3 3 4.4.加肝脏研磨液加肝脏研磨液 （一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用步骤步骤试管编号试管编号 1

2、 12 23 34 4 一一 HH2OO2 浓度 剂量剂量二二 剂量剂量结结果果气泡产生气泡产生卫生香燃卫生香燃烧烧“对照实验”与“控制变量”2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%不处理不处理不处理不处理90FeCl3肝脏研肝脏研肝脏研肝脏研磨液磨液磨液磨液2 2滴滴2 2滴滴不明显不明显不明显不明显少量少量少量少量较多较多较多较多大量大量大量大量变亮变亮变亮变亮复燃复燃复燃复燃反应条件反应条件自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量对照组对照组实验组实验组对照实验对照实验 细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学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

3、地反应，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，所以说进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要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？*1mol H2O2由由常态变为容易分解的活跃状态常态变为容易分解的活跃状态时需要吸收时需要吸收75 KJ的热量，这的热量，这75 KJ就是每就是每mol H2O2的的活化能活化能。*但加入过氧化氢酶时，但加入过氧化氢酶时，H2O2只要吸收只要吸收29 KJ的热量就可以转变为活跃的状态。的热量就可以转变为活跃的状态。如何解释需要吸收的热量减如何解释需要吸收的热量减少了呢？少了呢

4、？酶和一般催化剂的作用就是降低化酶和一般催化剂的作用就是降低化学反应所需的活化能，从而使活化分子学反应所需的活化能，从而使活化分子数增多，反应速度加快。数增多，反应速度加快。使细胞代谢在温和条件下快速使细胞代谢在温和条件下快速进行。进行。1.1.从探求葡萄酒为什么变酸开始说起从探求葡萄酒为什么变酸开始说起（2）（2）那时人们认为酿酒过程是一个那时人们认为酿酒过程是一个纯化学过程，与生命活动无关。纯化学过程，与生命活动无关。（1）（1）酿酒的基本原理：酿酒的基本原理：糖类糖类发酵发酵酒精酒精 +二氧化碳二氧化碳（二）关于酶本质的探索（二）关于酶本质的探索巴斯德认为糖类转变为酒精必巴斯德认为糖类转

5、变为酒精必须有什么参与？须有什么参与？酵母菌活细胞酵母菌活细胞人物人物巴斯德巴斯德李比希李比希争争论论的的焦焦点点发酵与活细胞有关发酵与活细胞有关发酵是整个细胞发酵是整个细胞而而不是不是细胞中的某些细胞中的某些物质在起作用物质在起作用引起发酵的是引起发酵的是细胞中的某些物质细胞中的某些物质这些物质只有在酵这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解母细胞死亡并裂解后才能发挥作用后才能发挥作用 美国生物化学家萨姆纳从美国生物化学家萨姆纳从19171917年开始用刀豆粉为原年开始用刀豆粉为原料，分离提纯其中的脲酶（这种酶能使尿素分解成氨和料，分离提纯其中的脲酶（这种酶能使尿素分解成氨和二氧化碳，刀豆中脲酶多，

6、易于测定）。他尝试了各种二氧化碳，刀豆中脲酶多，易于测定）。他尝试了各种方法，经历一次又一次的失败，终于在方法，经历一次又一次的失败，终于在19261926年成功地分年成功地分离出了脲酶结晶，并用多种方法证明脲酶是蛋白质。离出了脲酶结晶，并用多种方法证明脲酶是蛋白质。直到直到19301930年至年至19361936年间，诺塞洛泼和库尼兹年间，诺塞洛泼和库尼兹相继得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶相继得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶结晶，并用相应方法证实酶是一种蛋白质，酶是结晶，并用相应方法证实酶是一种蛋白质，酶是蛋白质的属性才普遍被人们所接受。蛋白质的属性才普遍被人们所接受。很多年来

7、，人们一直认为所有的酶都是蛋白质。2020世纪世纪8080年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNARNA也具有生物催化功能。也具有生物催化功能。巴斯德之前巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德巴斯德糖发酵成酒精必须有酵母菌糖发酵成酒精必须有酵母菌活细胞参与活细胞参与引起糖发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，并引起糖发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，并且这些物质只有在细胞外才起作用且这些物质只有在细胞外才起作用毕希纳毕希纳酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破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，称该物质为

8、酿酶碎后继续起催化作用，称该物质为酿酶萨姆纳萨姆纳脲酶是脲酶是蛋白质蛋白质李比希李比希切赫、奥特曼切赫、奥特曼少数少数RNARNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能？酶酶（Enzyme）（Enzyme）的概念的概念:绝大多数是蛋白质绝大多数是蛋白质,还有极少数的是还有极少数的是RNARNA。酶是酶是 产生的一类具有产生的一类具有 作用作用的的 。活细胞活细胞催化催化有机物有机物下列说法正确吗？下列说法正确吗？A.A.酶只能在细胞内起作用（酶只能在细胞内起作用（）B.B.酶都是在核糖体上合成的（酶都是在核糖体上合成的（）C.C.凡是活细胞都能产生酶（凡是活细胞都能产生酶（）D.D.分解胃蛋白酶

9、的酶是蛋白酶（分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶（）E.E.酶是细胞代谢所必需的（酶是细胞代谢所必需的（）1 1、酶的基本组成单位是、酶的基本组成单位是 （）A A氨基酸氨基酸 B.B.核苷酸核苷酸 C.C.氨基酸或核苷酸氨基酸或核苷酸 D.D.甘油和脂肪酸甘油和脂肪酸C 2 2、多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶、多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶,这种药片的主要功能是这种药片的主要功能是 （）（）A.A.增强免疫力增强免疫力 B.B.提供能量提供能量 C.C.减肥减肥 D.D.助消化助消化D3 3、绝大多数酶彻底水解后的产物为、绝大多数酶彻底水解后的产物为 （）（）A.A.多肽多肽 B.B.氨基酸氨

10、基酸 C.C.核苷酸核苷酸 D.D.核糖核苷酸核糖核苷酸B4 4、下列关于酶本质的研究、下列关于酶本质的研究,按研究时间的先后按研究时间的先后顺序顺序,排列正确的是排列正确的是 （）（）证明了脲酶是一种蛋白质证明了脲酶是一种蛋白质 酒精发酵需要活细胞的参与酒精发酵需要活细胞的参与 发现少数发现少数RNARNA也具具有生物催化功能也具具有生物催化功能 人们认识到酿酒就是让糖类通过发酵变成人们认识到酿酒就是让糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳酒精和二氧化碳 用不含酵母菌的提取液进行发酵获得成功用不含酵母菌的提取液进行发酵获得成功,证明生物体内的催化反应也可能在体外进行证明生物体内的催化反应也可能在体外

11、进行 A.B.A.B.C.D.C.D.D 路易斯路易斯巴斯德（公元巴斯德（公元1822-18951822-1895年）年）法国微生物学家、化学家。他研究法国微生物学家、化学家。他研究 了微生物的类型、习性、营养、了微生物的类型、习性、营养、繁殖、作用等，奠定了工业微生物繁殖、作用等，奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础，并开创了微生物生理学。学和医学微生物学的基础，并开创了微生物生理学。循此前进，在战胜狂犬病、鸡霍乱、炭疽病、蚕病等方面循此前进，在战胜狂犬病、鸡霍乱、炭疽病、蚕病等方面都取得了成果。英国医生李斯特并据此解决了创口感染问都取得了成果。英国医生李斯特并据此解决了创口感染问题。从此

12、，整个医学迈进了细菌学时代，得到了空前的发题。从此，整个医学迈进了细菌学时代，得到了空前的发展，人们的寿命因此而在一个世纪里延长了三十年之久。展，人们的寿命因此而在一个世纪里延长了三十年之久。巴斯德曾任里尔大学、巴黎师范大学教授和巴斯德研究所巴斯德曾任里尔大学、巴黎师范大学教授和巴斯德研究所所长。在他的一生中，曾对同分异构现象、发酵、细菌培所长。在他的一生中，曾对同分异构现象、发酵、细菌培养和疫苗等研究取得重大成就，从而奠定了工业微生物学养和疫苗等研究取得重大成就，从而奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础，并开创了微生物生理学，被后人和医学微生物学的基础，并开创了微生物生理学，被后人誉为誉为

13、“微生物学之父微生物学之父”。二二 酶的特性酶的特性（一）酶具有高效性（一）酶具有高效性 比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率为什么为什么4 4号试管的反应速率比号试管的反应速率比3 3号试管快得多？号试管快得多？3.FeCl3.FeCl3 3 4.4.加肝脏研磨液加肝脏研磨液酶的具有酶的具有高效性高效性 1 1、事实上，酶的催化效率一般是无机、事实上，酶的催化效率一般是无机 催化剂的催化剂的 倍。倍。107 10133 3、酶具有高效性的意义、酶具有高效性的意义：保证了细胞代谢的顺利进行。2 2、上述实验说明了：、上述实验说明了：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作

14、用探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解，应该如何设计这酶能催化哪种糖水解，应该如何设计这个实验？你有怎么知道淀粉酶催化了糖个实验？你有怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？的水解呢？淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液实实验验步步骤骤一一二二三三实验实验现象现象结论结论加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振荡，试管下半部浸入滴，振荡，试管下半部浸入6060左右的热水中，反应左右的热水中，反应5 5minmin2号试管中加入号试管中加入2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林试剂加入斐林试剂 振荡振荡约约60水浴水浴2min1号试管中加入号试管中

15、加入2mL淀粉溶液淀粉溶液白色白色无变化无变化棕色棕色砖红色沉淀砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。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探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用v每一种酶只能催化每一种酶只能催化 化学反应。化学反应。v细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 是是分不开的。分不开的。（二）（二）酶具有专酶具有专一一 性性一种或一类一种或一类 4000专一性专一性v目前发现的酶有目前发现的酶有 多种多种,它们分别催化不同它们分别催化不同的化学反应的化学反应。许多无机催化剂能够在高温、许多无机催化剂能够在高温

16、、高压、强酸或强碱条件下催化化高压、强酸或强碱条件下催化化学反应（盐酸催化淀粉水解需要学反应（盐酸催化淀粉水解需要245kPa的高压和的高压和140-150的的高温下进行高温下进行）。）。酶起催化作用需要怎样的环境酶起催化作用需要怎样的环境条件呢？条件呢？探究影响酶活性的条件探究影响酶活性的条件酶活性:酶对化学反应的催化效率。初中做消化酶实验时，需要控制温度。加酶洗衣粉的包装袋上，往往注明这种洗衣粉的适用浓度范围。探究温度对淀粉酶活性的影响探究温度对淀粉酶活性的影响（1）自变量：自变量：温度温度温度温度（已知淀粉酶的适用温度范围是（已知淀粉酶的适用温度范围是（已知淀粉酶的适用温度范围是（已知淀粉酶的适用