单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,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,“仪狄始作，酒醪，变五味，少康（一作杜康）作秣酒。”,世本八种,酶，酒母也,康熙字典,1,酶的本质,巴斯德之前，许多化学家都认为发酵是纯化学反应，与生命活动无关。,毕希纳的实验结束了这场争论，酵母细胞提取液与活酵母细胞作用相同。他将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。,1907年的诺贝尔化学奖,1783,年，意大利科学家斯帕兰札尼设计了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间他把小笼子取出来发现笼内的肉块消失了。,1为什么要将肉块放在金属笼内？,2是什么物质让肉块消失了？,3怎样才能证明你的推测？,排除物理性消化,消化道内的化学物质将肉块分解了,收集消化道内的化学物质，看看这些化学物质在体外是否也能将肉块分解,一、酶的本质的发现,从刀豆中提纯得到脲酶，并证明其化学本质是,蛋白质,一、酶的本质的发现,酶的本质：,酶是,活细胞,产生的具有,催化,作用的有机物，其中绝,大多数是蛋白质,，,少数,RNA,也具有催化功能。,发酵是纯化学反应，与生命活动无关,巴斯德,李比希,毕希纳,萨姆纳,争论,其他科学家,切赫和奥特曼,发酵与死细胞中的物质有关。,发酵与活细胞有关。,死细胞中的物质和活细胞一样，都能引起发酵。,脲酶是蛋白质,胃蛋白酶等许多酶是蛋白质。,少数酶是RNA,酶的本质,结论：酶绝大多数是蛋白质，只有少部分是,RNA,酶的来源：,酶的功能：,酶的化学本质：,活细胞,催化作用,多数是蛋白质，少数是,RNA,酶的定义：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，,少数是,RNA,。,酶促反应：由酶催化的化学反应称为酶促反应,底物：受酶催化而发生化学反应的分子叫底物（反应物）,2,酶在细胞代谢中的作用,H,2,O,2,H,2,O,O,2,细胞中每时每刻都进行着,许多化学反应,，统称为,细胞代谢,。,细胞代谢会产生对细胞有害的物质，如H,2,O,2,等，细胞依靠过,氧化氢酶,能快速将过氧化氢分解。,二、酶的的作用,步骤,试管编号,说明,1,2,3,4,一,二,结果,结论,探究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,90,3.5%,FeCl,3,20%,肝脏研磨液,2,滴蒸馏水,2,滴蒸馏水,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,变量,H,2,O,2,浓度,剂量,剂量,气泡产生,卫生香燃烧,对照实验,对照组,实验组,实验处理：,1,、配置常量,等量原则,2,、设置自变量,单一变量原则,3,、检测因变量,科学性原则,二、酶的的作用,过氧化氢的分解速率,二、酶的的作用,高温可以加快过氧化氢分解,FeCl,3,能催化过氧化氢分解,过氧化氢酶能催化过氧化氢分解,过氧化氢酶的催化效率比,FeCl,3,高,1,3,4,2,90,水浴,Fe,3+,肝脏研磨液,（,1,）,1,与,2,对照，结论为：,（,2,）,1,与,3,对照，结论为：,（,3,）,1,与,4,对照，结论为：,（,4,）,3,与,4,对照，结论为：,产物,反应进程,能量,反应物,常态,活跃态,思考：为什么自然条件下过氧化氢的分解速率很慢？,常态,活跃态,活化能：,产物,反应进程,能量,反应物,常态,活跃态,活化能,常态,活跃态,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。,思考：结合活化能的知识，分析加热加快化学反应的原理。,常态,活跃态,加热：,使过氧化氢分子得到能量，从常态变为活跃态。,活跃态,小组讨论：分析酶加快化学反应的原理。,【资料】过氧化氢酶上有两个过氧化氢结合位点，其催化过氧化氢分解时，必须有两个H,2,O,2,与过氧化氢酶相遇且碰撞在两个结合位点上，才能发生反应。该酶空间结构与活跃态,H,2,O,2,相匹配。,位点,1,位点,2,位点,1,位点,2,过氧化氢酶,酶空间结构与活跃态H,2,O,2,相匹配,活跃态,常态,酶的催化机理：,降低了化学反应的活化能。,活跃态,酶的作用机理,与无机催化剂相比,，,酶降低活化能的作用更显著,，,催化效率更高。,酶是一种生物催化剂，,能显著降低活化能,高效性,意义：酶的催化作用，使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行。,3,酶的特性,一 酶具有,高效性,酶的催化效率是无机催化剂的,10,7,10,13,倍,酶具有高效性的意义：,（,1,）保证了细胞内化学反应的顺利进行。,（,2,）保证了细胞内能量供应的稳定。,酶高效性的曲线分析,时间,产物浓度,A,、加酶,B,、加无机催化剂,C,、不加催化剂,酶具有催化剂的特点：,反应前后性质、数量不变；,能改变反应速率降低化学反应活化能；,缩短达到平衡的时间，不改变平衡点（即产物的总量不变）,A、B曲线比较，说明酶具有_,A、C曲线比较，说明酶具有_,高效性,催化作用,探究,淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,淀粉和蔗糖都是,非还原糖,。,淀粉和蔗糖在酶的作用下都能水解成还原糖。,通过,斐林试剂,鉴定溶液中是否有还原糖，,就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应,。,1.,实验原理,探究,淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,1.,实验的自变量、因变量以及无关变量分别是什么？,2.,实验设计,试管,编号,淀粉,溶液,蔗糖,溶液,淀粉酶,溶液,1,2 mL,2 mL,2,2 mL,2 mL,斐林试剂,反应,条件,2 mL,沸水浴,1 min,2 mL,2.,在已知淀粉酶能够催化淀粉水解的情况下，本实验设置,1,号试管还有没有必要？,产物鉴定,3.该实验能否用碘液进行鉴定？,不能，碘液无法鉴定蔗糖是否发生水解，反应前后均不变蓝。,探究,淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,3.,实验结果,4.,实验结论,淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解！,底物,（反应物）,酶,产物,（生成物）,酶,酶,1.,酶具有专一性的模型：锁钥模型,二 酶具有,专一性,2.,每一种酶只能催化,_,化学反应,如：,脲酶只能催化,_,分解。,过氧化氢酶只能催化,_,分解。,DNA,酶可以催化所有的,_,分解。,保证了细胞代谢能够,有条不紊,地进行。,一种或一类,尿素,过氧化氢,DNA,3.,酶具有专一性的意义：,二 酶具有,专一性,三 酶的作用条件较温和,探究影响酶活性的条件,酶活性,:,酶催化特定化学反应的能力。,可用在一定条件下催化某一化学反应的速率表示。,思路:,设置条件对照,1 底物+,条件1,+酶,2 底物+,条件2,+酶,3 底物+,条件3,+酶,一段时间后,检测,底物的减少量,或,产物的生成量,许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下，催化化学反应，酶起催化作用需要怎样的条件？,1.,为什么感冒发烧的时候不想吃饭？,实验,1,：探究温度对酶活性的影响,【思考】1,、,能否用H,2,O,2,和H,2,O,2,酶,（猪肝研磨液）,探究温度对酶,活性,的影响？,H,2,O,2,本身,受热易分解，,会,对实验结果,造成,干扰,。,3,、该实验的原理是,？,2,、能否用斐林试剂检验是否有还原糖的出现,？,不能，使用斐林试剂检验时需要水浴加热，会影响实验结果。,1试管,2试管,3试管,4试管,5试管,6试管,加淀粉,2ml,2ml,（）,加淀粉酶,（）,2ml,2ml,保温,混合,将2加入1中,将4加入3中,保温,0冰水保温5min,60水浴保温5min,100水浴保温5min,加碘液,2滴,2滴,2滴,观察颜色,结论,0冰水保温5min,60水浴保温5min,100水浴保温5min,2ml,2ml,变蓝,变蓝,不变蓝,温度对酶的活性有影响，温度过高或过低都会降低酶的活性,探究温度对酶活性的影响（用淀粉酶）,将6加入5中,自变量,因变量,无关,变量,无关,变量,/mmol.s-1,o,t/,酶活性受温度影响示意图,A,B,C,在,最适温度,时，酶的活性最高。,温度过高，会使酶的,空间结构,遭到破坏，使酶,永久失活,，,不可恢复,。,在0左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。,酶制剂适宜在低温下保存,。,三、酶的,作用条件较温和,【思考】1,、,能否用,淀粉,和,淀粉酶,探究PH对酶,活性,的影响？,（,1,）淀粉遇酸水解,（,2,）碘液在碱性环境下不显色,（,3,）斐林试剂会与盐酸发生中和反应,2,、该实验的原理是,？,实验,2,：,探究pH对酶活性的影响,2H,2,O,2,2H,2,O+O,2,反应条件,实验,步骤,一,取三支试管，编号,1,、,2,、,3,。,二,1,号试管中加入,_,。,2,号试管中加入,等量,_,。,3,号试管中加入,等量,_,。,三,三支试管都加入,_,_,四,三支试管都加入,，振荡，反应,实验现象,实验结论,2,滴,NaOH,2 mLH,2,O,2,溶液,产生少量气泡,产生少量气泡,酶的催化作用需要适宜的,pH,pH,偏高或偏低都会影响酶的活性,2,滴新鲜肝脏研磨液,稀盐酸,清水,产生大量气泡,实验,2,：,探究pH对酶活性的影响（用,H,2,O,2,酶）,自变量,因变量,无关,变量,酶的名称 最适pH,动物体内酶 6.5-8.0,植物体内酶 4.5-6.5,胰蛋白酶 8.0-9.0,胃蛋白酶 1.5-2.2,在,最适pH,下，酶的活性最高。,pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。,过酸、过碱，会使酶的,空间结构,遭到破坏，使酶永久失活，,不可恢复,。,酶的活性受pH的影响,A,B,C,三、酶的作用条件较温和,细胞的各类化学反应之所以能有序进行，还与酶在细胞中的分布有关。,拿植物叶肉细胞说，与光合作用有关的酶分布在叶绿体内。与呼吸作用有关的酶分布在细胞质基质和线粒体内，这样，光合作用与呼吸用在细胞内不同的区室同时进行，就可以互不干扰了。,酶的应用,溶菌酶溶解细菌的细胞壁,含酶牙膏,多酶片,胰蛋白酶,加酶洗衣粉,果胶酶,科学,技术,社会：,酶为生活添姿彩,