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1、降低化学反应活化能的酶课第1页，此课件共35页哦本节聚集：本节聚集：1.1.细胞代谢为什么离不开酶？细胞代谢为什么离不开酶？2.2.酶是什么？酶是什么？3.3.科学家是怎样研究酶的本质的？科学家是怎样研究酶的本质的？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第2页，此课件共35页哦讨论：讨论：1.17831.1783年斯巴兰札尼的年斯巴兰札尼的实验要解决什么问题？实验要解决什么问题？2.2.是什么物质使肉块是什么物质使肉块消失了？消失了？3.3.怎样才能证明你的怎样才能证明你的推测？推测？第3页，此课件共35页哦一、酶的作用和本质：一、酶的作用和本质：1.1.酶在细胞代谢中的
2、作用：酶在细胞代谢中的作用：用简单的实验证明酶的催化效率：原理：原理：2 H2O2 2 H2O+O21.1.常温常温 2.2.加热加热 3.FeCl3.FeCl3 3 4.4.加肝液加肝液第4页，此课件共35页哦在本实验中应该注意哪些事项？在本实验中应该注意哪些事项？1.1.实验时肝脏必须要新鲜实验时肝脏必须要新鲜;2.2.要使用肝脏的研磨液要使用肝脏的研磨液;3.3.滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合 用一支滴管用一支滴管;4.4.要注意观察实验的现象要注意观察实验的现象;5.5.不要让过氧化氢接触皮肤。不要让过氧化氢接触皮肤。第5页，此课件共35页哦控制变量与对照实验
3、控制变量与对照实验1 1、自变量：实验中人为改变的变量。、自变量：实验中人为改变的变量。2 2、因变量：随自变量而变化的变量。、因变量：随自变量而变化的变量。3 3、无关变量：除自变量外，实验过程中可能、无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在的一些可变因素，对实验结果造成影还会存在的一些可变因素，对实验结果造成影响。响。4 4、对照实验：除了一个因素以外，其余因素都、对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。保持不变的实验叫做对照实验。5 5、对照实验一般要设置对照组与实验组。、对照实验一般要设置对照组与实验组。第6页，此课件共35页哦试管编试管编号号1234H
4、H2 2O O2 2溶溶液液 2ml2ml2ml2ml变量变量不处理不处理 900C中中水浴水浴加加FeCl3溶液溶液加肝脏加肝脏研磨液研磨液气泡现气泡现象象带火星的卫生香检验带火星的卫生香检验对照实验对照实验比较过氧化氢酶在不同条件下的分解比较过氧化氢酶在不同条件下的分解 无无 少量少量 较大量较大量 大量大量火星变亮火星变亮 复燃复燃对照组对照组 实验组实验组自变量自变量因变量因变量第7页，此课件共35页哦说明：说明：1、加热加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率；能促进过氧化氢的分解，提高反应速率；2、FeCl3中的中的Fe3+和新鲜肝脏中的和新鲜肝脏中的过氧化氢酶过氧化氢酶都能加快都能
5、加快过氧化氢分解的速率；过氧化氢分解的速率；3、过氧化氢酶过氧化氢酶比比Fe3+的催化效率的催化效率高高得多；得多；细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反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、常压下高效率地进应，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，所以说行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要内化学反应的顺利进行至关重要。酶凭什么能担此大任。酶凭什么能担此大任？第8页，此课件共35页哦提高化学反应速率的途径：提高化学反应速率的途径：(1)(1)用加热或光照给反应体系提供能量。用加热或光
6、照给反应体系提供能量。(2)(2)使用催化剂。使用催化剂。那么，为什么使用催化剂可以提高反应速那么，为什么使用催化剂可以提高反应速率呢？率呢？第9页，此课件共35页哦活化能：活化能：在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子的平均能量水平较低，为的平均能量水平较低，为“初态初态”。在反应的任何一。在反应的任何一瞬间反应物中都有一部分分子具有了比初态更高一些瞬间反应物中都有一部分分子具有了比初态更高一些的能量，高出的这一部分能量称为的能量，高出的这一部分能量称为“活化能活化能”在一定温度下，在一定温度下，1mol1mol反应底物全部进入活化态所反应底
7、物全部进入活化态所需要的自由能就是该反应底物的活化能。单位需要的自由能就是该反应底物的活化能。单位J/molJ/mol第10页，此课件共35页哦思考：思考：*1mol H2O2由由常态变为活跃的状态常态变为活跃的状态时需要吸时需要吸收收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。少了的的热量就可以转变为活跃的状态。少了的46 KJ的热量是不是由过氧化氢酶提供的呢？的热量是不是由过氧化氢酶提供的呢？*如果不是由过氧化氢提供的，那么如何解释如果不是由过
8、氧化氢提供的，那么如何解释为何少了为何少了46 KJ的热量呢？的热量呢？第11页，此课件共35页哦酶和一般催化剂的作用就是降低化学酶和一般催化剂的作用就是降低化学反应所需的活化能，从而使活化分子数增反应所需的活化能，从而使活化分子数增多，反应速度加快。多，反应速度加快。第12页，此课件共35页哦2、酶的发现：、酶的发现：18361836年年,德国科学家德国科学家施旺施旺提取胃液中消化蛋白质的物质提取胃液中消化蛋白质的物质-胃蛋白酶胃蛋白酶.19261926年年,美国科学家美国科学家萨姆纳萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶结晶从刀豆种子中提取出脲酶结晶,并并证明它是一种证明它是一种蛋白质蛋白质.20.
9、20世纪世纪3030年代年代,科学家相继提取出多科学家相继提取出多种酶的蛋白质结晶种酶的蛋白质结晶,指出指出酶是一类具有生物催化作用的蛋酶是一类具有生物催化作用的蛋白质白质.17831783年年,意大利科学家意大利科学家斯巴兰札尼斯巴兰札尼 用用“金金属笼肉块属笼肉块”实验推断胃液中实验推断胃液中 一定含有消化一定含有消化肉块的物质肉块的物质-说明说明胃具有化学性消化胃具有化学性消化的作的作用用.2020世纪世纪8080年代以来年代以来,美国科学家美国科学家切赫和奥特曼切赫和奥特曼发现少数发现少数RNARNA也具有催化作用也具有催化作用.第13页，此课件共35页哦3 3、酶的化学本质、酶的化学
10、本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNARNA。酶对化学反应的催化效率称为酶对化学反应的催化效率称为酶活性酶活性.正由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和正由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。条件下快速进行。第14页，此课件共35页哦酶在活细胞产生，但可分布在细胞内（如呼吸酶在活细胞产生，但可分布在细胞内（如呼吸酶）或细胞外（如唾液淀粉酶）。酶）或细胞外（如唾液淀粉酶）。同一个体内各类细胞所含酶的种类、数量同一个体内各类细胞所含酶的种类、数量 ，是，是 _的结果。的结果。都不同都不
11、同基因选择性表达基因选择性表达第15页，此课件共35页哦相同点：相同点：1.改变化学反应速率，本身不被消耗。2.加快化学反应速率，缩短达到化学反应平衡的时间，但不改变平衡点。3.降低活化能，使速率加快。酶所催化的反应叫酶所催化的反应叫酶促反应酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做酶促反应中被酶作用的物质叫做底物底物经反应产生的物质叫做经反应产生的物质叫做产物产物。第16页，此课件共35页哦第17页，此课件共35页哦二、酶的特性二、酶的特性 高效性：高效性：催化效率很高，大大提高反应速率催化效率很高，大大提高反应速率 专一性：专一性：任何一种酶只作用于一种或几种相任何一种酶只作用于一种或几种相关
12、的化合物关的化合物 多样性：多样性：种类繁多种类繁多 易变性：易变性：容易被高温、强酸、强碱等破坏容易被高温、强酸、强碱等破坏 反应条件较温和：反应条件较温和：第18页，此课件共35页哦序序号号项项 目目试管试管1 12 21 1注入可溶性淀粉溶液注入可溶性淀粉溶液2mL2mL/2 2注入蔗糖溶液注入蔗糖溶液/2mL2mL3 3注入新鲜淀粉酶溶液注入新鲜淀粉酶溶液2mL2mL2mL2mL结果现象结果现象砖红无第19页，此课件共35页哦第20页，此课件共35页哦探究：影响酶活性的条件,实验材料：实验材料：2淀粉酶溶液、淀粉酶溶液、20肝脏研磨液、肝脏研磨液、3可溶性淀粉溶液、体积分数为可溶性淀粉
13、溶液、体积分数为30的过氧化的过氧化氢溶液、氢溶液、5 HCl、5 NaOH、热水、蒸馏、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂水、冰块、碘液、斐林试剂,实验用具：实验用具：试管、量筒、小烧杯、大烧杯、滴管、试管、量筒、小烧杯、大烧杯、滴管、试管夹、酒精灯、三角架、石棉网、温度计、试管夹、酒精灯、三角架、石棉网、温度计、PH试纸、火柴试纸、火柴第21页，此课件共35页哦项目项目试管试管淀粉酶溶液淀粉酶溶液1mL1mL1mL1mL1mL1mL蒸馏水蒸馏水1mL1mL/NaOHNaOH/1mL1mL/HClHCl/1mL1mL淀粉溶液淀粉溶液2mL2mL2mL2mL2mL2mL结果现象结果现象砖红砖红
14、无砖红无砖红 无砖红无砖红第22页，此课件共35页哦第23页，此课件共35页哦pHpH值：值：在极端的酸性或碱性在极端的酸性或碱性条件下会变性而完全失去活条件下会变性而完全失去活性，大多数酶的最适性，大多数酶的最适PHPH值为值为4.5-8.04.5-8.0范围内。范围内。（1 1）动物体内的酶最适宜）动物体内的酶最适宜pHpH大多在大多在6.56.58 8之间。唾之间。唾液液pHpH为为6.26.27.47.4，胃液的，胃液的pHpH为为0.90.91.51.5，小肠液的，小肠液的pHpH为为7.67.6。（2 2）植物体内的酶最适）植物体内的酶最适pHpH大多在大多在4.54.56.56.
15、5之间。之间。第24页，此课件共35页哦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（已知淀粉酶的适用温度范围是50507575）(2)因变量：因变量：(3)无关变量：无关变量：不同温度条件下淀粉酶的活性不同温度条件下淀粉酶的活性实验操作顺序、溶液的量、时间、温度实验操作顺序、溶液的量、时间、温度实验操作顺序、溶液的量、时间、温度实验操作顺序、溶液的量、时间、温度是否达到预设的温度等是否达到预设的温度等是否达到预设的温度等是否达到预设的温度等（00、6060、100
16、100）如何检测？如何检测？如何检测？如何检测？淀粉淀粉淀粉淀粉淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶麦芽糖麦芽糖麦芽糖麦芽糖2.2.实验用品：实验用品：实验用品：实验用品：质量分数为质量分数为3 3的可溶性淀粉溶液、质量分数为的可溶性淀粉溶液、质量分数为2 2的淀粉酶溶液、冰水（的淀粉酶溶液、冰水（00）、热水、碘液）、热水、碘液(4)实验原则：实验原则：单一变量原则、等量原则、对照实验原则单一变量原则、等量原则、对照实验原则单一变量原则、等量原则、对照实验原则单一变量原则、等量原则、对照实验原则1.1.实验分析实验分析实验分析实验分析第25页，此课件共35页哦探究温度对淀粉酶活性的影响探究温度对淀粉酶活
17、性的影响 试 管 3.3.具体操作步骤具体操作步骤具体操作步骤具体操作步骤加入加入加入加入淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶溶液溶液溶液溶液保温保温保温保温5 5分钟分钟分钟分钟加入加入加入加入淀粉淀粉淀粉淀粉溶液溶液溶液溶液1 12 23 31mL1mL1mL1mL1mL1mL00601002mL2mL2mL2mL2mL2mL1 1滴滴滴滴1 1滴滴滴滴1 1滴滴滴滴滴入碘液滴入碘液滴入碘液滴入碘液观察颜色变化观察颜色变化观察颜色变化观察颜色变化1230060100将对应编号的将对应编号的将对应编号的将对应编号的溶液混合溶液混合溶液混合溶液混合将将将将11试管淀粉溶液倒入试管淀粉溶液倒入试管淀粉溶液倒
18、入试管淀粉溶液倒入1 1号管，号管，号管，号管，22试管的倒入试管的倒入试管的倒入试管的倒入2 2号管，号管，号管，号管，33试管的倒入试管的倒入试管的倒入试管的倒入3 3号管，振荡摇匀号管，振荡摇匀号管，振荡摇匀号管，振荡摇匀0060100/保温保温保温保温1 1分钟分钟分钟分钟4.4.进行实验进行实验进行实验进行实验第26页，此课件共35页哦123 1 1滴滴滴滴1 1滴滴滴滴1 1滴滴滴滴滴入碘液滴入碘液滴入碘液滴入碘液观察颜色变化观察颜色变化观察颜色变化观察颜色变化变蓝变蓝变蓝变蓝不变蓝不变蓝不变蓝不变蓝变蓝变蓝变蓝变蓝0060100保温保温保温保温5.5.分析实验结果，得出结论分析实
19、验结果，得出结论分析实验结果，得出结论分析实验结果，得出结论温度会影响酶的活性温度会影响酶的活性第27页，此课件共35页哦6.拓展拓展试管试管试管试管1的现象说明：的现象说明：的现象说明：的现象说明：0下酶仍有活性，只是活性很低，下酶仍有活性，只是活性很低，下酶仍有活性，只是活性很低，下酶仍有活性，只是活性很低，随着温度升高，这时酶活性增强；随着温度升高，这时酶活性增强；随着温度升高，这时酶活性增强；随着温度升高，这时酶活性增强；123 1 1滴滴滴滴1 1滴滴滴滴1 1滴滴滴滴滴入碘液滴入碘液滴入碘液滴入碘液观察颜色变化观察颜色变化观察颜色变化观察颜色变化变蓝变蓝变蓝变蓝不变蓝不变蓝不变蓝不
20、变蓝变蓝变蓝变蓝变蓝0060100保温保温保温保温变温处理变温处理变温处理变温处理2 2分钟分钟分钟分钟60606060/观察颜色变化观察颜色变化观察颜色变化观察颜色变化蓝色消退蓝色消退蓝色消退蓝色消退蓝色不变蓝色不变蓝色不变蓝色不变/试管试管3 3的现象说明：的现象说明：100下酶已经失去活性，并下酶已经失去活性，并且酶的这种失活是不可恢复的。且酶的这种失活是不可恢复的。第28页，此课件共35页哦温度过高和过低对酶活性的影响其本质相温度过高和过低对酶活性的影响其本质相同吗？同吗？第29页，此课件共35页哦温度：温度：一般而言，温度越高化学反应越快，但酶是蛋白质，若温度一般而言，温度越高化学反
21、应越快，但酶是蛋白质，若温度过高会发生变性而失去活性，因而酶促反应一般是随着温度过高会发生变性而失去活性，因而酶促反应一般是随着温度升高反应加快，直至某一温度活性达到最大，超过这一最适升高反应加快，直至某一温度活性达到最大，超过这一最适温度，由于酶的变性，反应速度会迅速降低。温度，由于酶的变性，反应速度会迅速降低。大多数酶，在大多数酶，在30-4030-40范围内显示最高活性。范围内显示最高活性。低温不会使酶失去活性，低温时酶活性降低，但若再给予适低温不会使酶失去活性，低温时酶活性降低，但若再给予适宜的温度，酶活性又增强。高温可导致酶失去活性，绝大多数酶宜的温度，酶活性又增强。高温可导致酶失去
22、活性，绝大多数酶在在7070以上，其空间结构即被破坏。以上，其空间结构即被破坏。热对酶活性的影响对食品很重要，如，绿茶是通过把新鲜茶热对酶活性的影响对食品很重要，如，绿茶是通过把新鲜茶叶热蒸处理而得，经过热处理，使酚酶、脂氧化酶、抗坏血酸氧叶热蒸处理而得，经过热处理，使酚酶、脂氧化酶、抗坏血酸氧化酶等失活，以阻止儿茶酚的氧化来保持绿色。红茶的情况正相化酶等失活，以阻止儿茶酚的氧化来保持绿色。红茶的情况正相反，是利用这些酶进行发酵来制备的。反，是利用这些酶进行发酵来制备的。第30页，此课件共35页哦影响酶促反应的因素常有：影响酶促反应的因素常有：温度温度 PHPH值值 酶的浓度酶的浓度 底物浓度
23、底物浓度 抑制剂抑制剂 激活剂激活剂第31页，此课件共35页哦影响酶活性的因素：除影响酶活性的因素：除温度和温度和PHPH对酶活性的影响外，对酶活性的影响外，酶浓度酶浓度和和反应底物的浓度反应底物的浓度也能影响酶促反应的速也能影响酶促反应的速度。度。丙 丁 第32页，此课件共35页哦酶的浓度：酶的浓度：在有足够底物而又不受其它因素的在有足够底物而又不受其它因素的影响的情况下，则酶促反应速率与酶浓度成正比。影响的情况下，则酶促反应速率与酶浓度成正比。底物浓度：底物浓度：当酶浓度、温度和当酶浓度、温度和PHPH恒定时，恒定时，在底物浓度很低的范围内，反应速率与底物浓度成正在底物浓度很低的范围内，反应速率与底物浓度成正比，当底物浓度达到一定限度时，所有的酶与底物结比，当底物浓度达到一定限度时，所有的酶与底物结合，反应速率达到最大，再增加底物演义，反应速率合，反应速率达到最大，再增加底物演义，反应速率不再增加。不再增加。第33页，此课件共35页哦注意酶与激素、蛋白质、维生素、脂质的关系：注意酶与激素、蛋白质、维生素、脂质的关系：问：能产生激素的细胞一定能产生酶吗？问：能产生激素的细胞一定能产生酶吗？能产生酶的细胞一定能产生激素吗？能产生酶的细胞一定能产生激素吗？用数学集合怎样表示？用数学集合怎样表示？第34页，此课件共35页哦第35页，此课件共35页哦