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1、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,1836年，提取并命名胃蛋白酶,施 旺,1930年Northrop分离得到的胃蛋白酶结晶,细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。,一、酶的作用和本质,细胞代谢,叶绿体,线粒体,核糖体,是细胞生命活动的基础,一般化学反应的条件:,（1）高温（2）高压（3）强酸（4）强碱,在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫做。,催化剂,2KClO3,MnO2,2KCl+3O2,细胞内外的环境是很温和的1.常温2.常压3.水溶液环境4.pH接近中性,细胞内会发生一系列的化学反应，这些化学反应发
2、生的环境条件是什么？,在这种环境状态下发生的化学反应，应该有适合的生物催化剂 酶,实验原理：动物新鲜肝脏中含有过氧化氢酶。过氧化氢（H2O2）在 Fe3+或过氧化氢酶的催化下，可分解成H2O和O2。H2O2 H2O+O2,比较过氧化氢在不同条件下的分解,过氧化氢酶,Fe3+,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,FeCl3,鲜肝研磨液,2滴清水,2滴清水,2滴,2滴,反应条件,对照组,实验组,过氧化氢在不同条件下分解速率不同，酶的催化效率比无机催化剂的催化效率更强。,酶在细胞代谢中的作用,分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状
3、态所需要的能量。,各条件使反应加快的本质：加热：Fe3+：酶：,提高分子的能量,降低化学反应的活化能,同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。,活化能,二.酶的本质,阅读教材P81页,关于酶本质的探索,（二）酶的本质,1、资料分析,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都能引起发酵,脲酶是蛋白质,胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质,少数酶是RNA,酶是一类生物催化剂,活细胞产生的,具有生物催化作用的,是,有机物。,一类,大部分酶是蛋白质，也有少数是R
4、NA。,酶的本质,什么是酶？,2.归纳酶的本质及生理功能,蛋白质,RNA,氨基酸,核糖核苷酸,核糖体,核仁,降低化学反应的活化能,生物催化作用,活细胞,（第二课时）课前复习,1、什么叫活化能？,2、酶的作用机理？,3、加热为什么能促进过氧化氢的分解？,4、酶的化学本质是什么？,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,酶降低化学反应所需的活化能,加热促进分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。,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。,酶的特性之一：,高效性,酶的特性,1、酶具有高效性,过氧化氢酶除了能催化过氧化氢分解外，能否催
5、化其他物质的化学反应？,淀粉酶能催化淀粉分解，能否催化其他的化学反应（例如：蔗糖）？现在给你淀粉酶溶液，应该如何设计这个实验？,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5min,2号试管中加入2mL蔗糖溶液,加入斐林试剂,振荡,约60水浴2min,1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,每一种酶只能催化 化学反应。,细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 是分不开的。,一种或一类,专一性,从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件，比如淀粉酶60左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影
6、响酶的活性？,酶活性：酶对化学反应的催化效率。,酶的特性,2、酶具有专一性,探究一、探究温度对酶活性的影响,1、对问题1、2你会做出怎样的假设？_2、如何验证你的假设？（设计实验）实验的自变量？_如何控制自变量？_无关变量？_3、实验材料用具：（P84）4、你选择的酶是，反应物是。5、实验程序：根据你的选择，写出实验操作过程：（可以以表格形式反映）,温度影响酶的活性，温度过高、过低，酶的活性都会降低,温度,使用水浴恒温箱，底物与酶混合前要先预热处理。,反应物的浓度，滴加的量；滴加酶的量；PH值-,淀粉酶,淀粉,1号试管,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,
7、保持0冰水中反应约5min,加热至100，反应约5min,加热至60，反应约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,本实验设计合理吗,试管各加入2mL淀粉溶液,再取3支试管，分别加入等量淀粉酶溶液,取1号试管和一支加有酶溶液的试管，共同加热至60，保持约5min,取2号试管和一支加有酶溶液的试管，共同在0冰水保持约5min,取3号试管和一支加有酶溶液的试管，共同加热至100，保持约5min,、号试管分别加入相应温度的淀粉酶溶液混合，振荡保温5min,支试管各加入两滴碘液，震荡观察。,无明显变化,蓝色,蓝色,只有在适合的温度
8、下酶的催化效率最高,在最适宜温度下，酶的活性最高，温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。,较高的温度容易使酶的空间结构遭到破坏而失去活性。,交流与表达：,实验过程中先加酶再调控温度同样能说明温度对酶活性的影响，你赞同吗？改用斐林试剂检测有不妥之处吗？为什么？,不，因为酶的催化效率高，加酶后再做变量（温度）的调控，底物已经被催化分解一部分了。,不行，因为斐林试剂检测过程中要加热，而本实验中的变量是温度。,探究二、探究PH值对酶活性的影响,1、自变量是_，怎样控制自变量？。2、因变量是_，3、实验材料用具：（P84）4、你选择的酶是，反应物是。5实验程序：根据你的选择，写出实验操作过程：（可以以表格
9、形式反映）,PH值,通过给酶溶液中滴加酸或碱溶液,酶促反应速率,过氧化氢酶,过氧化氢,探究pH对过氧化氢酶活性的影响,加入过氧化氢酶2滴,滴加2滴盐酸,滴加2滴蒸馏水,滴加2滴NaOH,试管各加入2mL H2O2溶液,23min后将点燃的卫生香分别放入试管中,无明显变化,复燃,无明显变化,只有在适合的pH下酶的催化效率最高,在最适宜PH下，酶的活性最高，PH偏高或偏低酶的活性都会明显降低。,在过酸过碱的条件下，都会使酶的空间结构遭到破坏而失去活性,思考：高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？,不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，
10、但在适宜温度下其活性可以恢复。,小结：1、酶的特性：酶具有_性。酶具有_性。酶的作用条件_。2、影响酶催化的变化因素：受到_、_等的影响。3、影响因素的变化与酶的催化效率：在最适温度或最适pH之前，随温度或pH的逐步增加，酶的催化效率也_，在最适温度或最适pH之后，随温度或pH的不断增加，酶的催化效率_，4、酶的失活：过_、过_或温度_，会使酶的_遭到破坏，使酶_。5、酶的活性恢复：0左右时，酶的_很低，但酶的空间结构_，在适宜的温度下酶的活性可以_。,高效,专一,比较温和,温度,PH值,逐渐升高,不断降低,酸 碱,过高,空间结构,失活,活性,没遭破坏,恢复,影响酶促反应的因素：温度、PH值、
11、酶的浓度、底物浓度等。,(一般来说影响蛋白质活性的因素都能影响酶的活性。),低温：抑制高温：失活,过酸：失活过碱：失活,(1)温度、pH,过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。,影响酶促反应的因素：温度、PH值、酶的浓度、底物浓度等。,(一般来说影响蛋白质活性的因素都能影响酶的活性。),(2)酶的浓度：反应速率随酶浓度的升高而加快。,酶的浓度(a),酶的浓度(2a),底物充足,(3)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。,酶量一定,(4)抑制剂和激活剂,底物浓度(v)
12、,底物浓度(2v),(a),影响酶促反应的因素：温度、PH值、酶的浓度、底物浓度等。,(一般来说影响蛋白质活性的因素都能影响酶的活性。),1、胃蛋白酶的最适温度为37，在测定其活性时，将溶液从0 37 过程中，胃蛋白酶的活性将()；将溶液从100 37 过程中，胃蛋白酶的活性将()。A.不断上升B.没有变化C.先升后降D.不断下降,B,A,巩固练习,2、为了认识酶作用的特性，以20过氧化氢溶液为反应底物的一组实验结果如下表所示。通过分析实验结果，能够得出相应的结论。在下列有关结论的描述中，从表中得不到实验依据的一项是(),B,A.从催化反应效率看，酶有高效性B.从催化底物范围看，酶有专一性C.
13、从催化反应条件看，酶有温和性D.从催化活性看，酶变性后就失活,3.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是（）A.所吃食物不能消化B.胃没有排空C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降D.吃药使人没有了胃口 4.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是（）A.pH不适合B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用D.小肠中没有蛋白质可被消化,C,A,习题巩固,5、下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。,A,B,C,反应速率,反应物浓度,（1）请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。,A点：随着反应底物浓度的增
14、加，反应速率加快。,B点：反应速率在此时达到最高。,C点：反应速率不再随着反应底物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平。,习题巩固,1、下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。,A,B,C,反应速率,反应物浓度,（2）如果在A点时温度升高10，曲线会发生什么变化？为什么？请画出变化后的曲线。,如果在A点时温度升高10，曲线上升的幅度变小。因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。,习题巩固,1、下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。,A,B,C,反应速率,反应物浓度,（3）如果在B点时往反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化？为什么？请画出相应的曲线。,该曲线表明，B点的反应底物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快。,
