资源简介

(共52张PPT)
主动运输
胞吞、胞吐
氨基酸
酶
脱水缩合
酶
盘区折叠
蛋白质
多肽
细胞代谢：
细胞每时每刻都进行着许多化学反应。
CO2+H2O (CH2O) +O2
光能
叶绿体
C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量
酶
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
1.这个实验要解决什么问题？
问题探讨
斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用
2.是什么物质使肉块消失了？
鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学消化。
胃内的化学物质将肉块分解了。
酶的发现
1.从巴斯德研究的领域来看，他得出结论的出发点主要是什么？从李比希研究的领域来看，他得出结论的出发点主要是什么？
2.巴斯德和李比希的观点各有什么局限性？
3.请分析一下毕希纳的研究过程，从毕希纳的实验可以得出什么结论？
一. 酶的本质
思考与讨论
巴斯德和李比希观点的比较
1822-1895(法国) 1803-1873(德国)
微生物学家 化学家
通过显微镜观察发现发酵的过程中有酵母菌。 通过对化学变化的研究认为糖类变成酒精就是一个化学反应。
结论：没有活细胞糖类不可能变成酒精。 结论: 在这个变化过程中，只有细胞死之后放出了某些物质起了作用。
巴斯德是微生物学家，他主要强调生物体或细胞的整体作用。
李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。
人物 巴斯德 李比希
合理性 认为发酵与活细胞有关。 引起发酵的是细胞中的某些物质。
局限性 发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。 这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。
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。
酵母细胞研磨
加水搅拌
加压过滤
不含酵母细胞的提取液
加入葡萄糖
过程：
现象：
毕希纳的研究过程以及结论
冒出气泡
结论：
酿酶
萨姆纳研究酶的本质
刀豆种子中脲酶含量特别高
丙酮提取液
脲酶结晶
尿素
氨
+
CO2
脲酶
1978年和1981年奥尔特曼与切赫分别发现了核糖核酸(RNA)自身具有的生物催化作用。
脲酶是蛋白质。
证明：
+
H2O
实验: 比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率
二. 酶的作用
步骤 试管编号
1 2 3 4 一
二
结果
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
肝脏研磨液
2滴
2滴
不明显
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
反应条件
自变量
因变量
无关变量
变量
H2O2 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
实验分析
1与2对照：______________________________________________________
加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
1与3对照：______________________________________________________
FeCl3在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
1与4对照：______________________________________________________
过氧化氢酶在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
3与4对照：______________________________________________________
过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高。
空白对照 针对实验组所要研究的实验因素给予空白。空白对照组通常加入等量的清水、蒸馏水或生理盐水来替代实验因素。
1号试管即为空白对照
对照实验的类型
科学方法
相互对照 不另设对照组，而是几个实验组之间相互对照，其中的每一组既是实验组也是其他组的对照组。
3、4为相互对照。
对照实验的类型
科学方法
自身对照对照组和实验组都在同一研究对象上进行。不另设对照组。(不同处理的前后对照)紫色洋葱鳞片叶外表皮滴加30%的蔗糖溶液，低倍镜观察滴加清水后，低倍镜观察→→制成装片，低倍镜观察→对照实验的类型科学方法条件对照 虽给对照组施以某种实验因素的处理。但这种处理是作为对照因素的，不是所要研究的实验因素。这种处理不包括实验研究给定的的自变量。目的是更有效的比较实验组和对照组的结果。
空白对照：幼小蝌蚪不处理
实验组：幼小蝌蚪饲喂甲状腺激素
条件对照组：幼小蝌蚪饲喂甲状腺抑制剂
条件对照就是实验组的基础上施加一定条件的组，目的是与实验组形成对照。
对照实验的类型
科学方法
为什么酶的催化效率会比无机催化剂更高？
思维训练
常态：常叫基态，微观粒子处于能量最低的状态。当原子处于基态时，电子处于离核最近的轨道上，此时原子处于稳定状态。
激发态：即活跃状态，微观粒子其内部能量高于基态能量时所处的能量状态。当原子获得能量的时候，便由基态跃迁到激发态。
分子从常态变为容易发生化学反应的激发态所需要的能量。
活化能
初
酶催化的机理
图中①表示：
图中②表示：
图中④表示：
无催化剂时化学反应所需的活化能。
无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。
酶催化时化学反应所需的活化能。
酶与无机催化剂催化的机理相同，都能降低化学反应的活化能，但是酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。
③表示：
⑤表示：
无机催化剂降低的活化能
酶降低的活化能
酶催化的机理
酶的定义
酶的化学本质
酶的来源
酶的功能
活细胞产生的
具有生物催化作用的
酶是
有机物。
一类
说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。
三. 酶的特性
在相同条件下，比较FeCl3和过氧化氢酶对过氧化氢的分解速率。
由曲线可知：________________的催化效率更高；酶只_______________________________，不改变化学反应的_________。因此，酶______(“能”或“不能”)改变最终生成物的量。
酶具有高效性
酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行和能量供应的稳定。
酶具有高效性的意义：
酶比无机催化剂
能缩短达到化学平衡所需的时间
平衡点
不能
淀粉溶液 淀粉溶液 蔗糖溶液
实验步骤 一
二 三 实验现象
结论 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
沸水浴1min
1号试管中加入2mL淀粉溶液
蓝色
无明显变化
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
3号试管中加入2mL淀粉溶液
加入2滴蒸馏水
无明显变化
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
酶具有专一性
锁钥假说酶有一定的空间结构，酶在反应中与底物的关系就像钥匙和锁的关系，它们的空间结构必须相互结合形成复合物才能发生反应。诱导契合假说酶活性部位不是刚性不变的，其形状可在结合底物时有所改变，即底物与酶活性部位结合，会诱导酶发生构象变化，使酶的活性中心变得与底物的结构互补，两者相互契合，从而发挥催化功能。加酶洗衣粉的使用指南中有一项洗衣小窍门：
1)减少浸泡用水量；
2)用温水溶液浸泡。
请解释以上原因。
水量少——酶浓度相对较高；
温水——酶的催化作用需要适宜的温度。
用淀粉酶水解淀粉时，选用60℃水浴；
生病发烧时，食欲比较差；
加酶洗衣粉的包装袋上，往往注明这种洗衣粉的适用温度范围；
唾液的pH为6.2~7.4
胃液的pH为0.9~1.5
小肠液的pH为7.6
酶活性：在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率。
探究：影响酶活性的条件
淀粉溶液 实验步骤 一 二
三 四 实验现象
结论 1号试管
2号试管
3号试管
试管各加入2mL淀粉溶液
蓝色
保持0℃冰水中
加热至100℃
加热至60℃
各加入两滴碘液
振荡
无明显现象
在一定温度下，酶才能表现出活性。
蓝色
探究温度对淀粉酶活性的影响
加入淀粉酶两滴，振荡，反应约5分钟
淀粉溶液 实验步骤 一 二 三
四 实验现象
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
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
探究温度对淀粉酶活性的影响
无明显现象
无明显现象
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__________遭到破坏而失去_______。
空间结构
低
活性
在最适合的温度下，酶的活性________。
最高
温度对酶活性的影响
过氧化氢溶液 实验步骤 一 二
三 四 实验现象
结论 1号试管
2号试管
3号试管
加入过氧化氢酶2滴，振荡，反应约5分钟
试管各加入2mL过氧化氢溶液
无明显变化
pH＝7
pH=12
pH＝2
2-3min后将点燃的卫生香分别放入试管中
在适合的pH下，酶的活性较高。
复燃
无明显变化
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
过酸或过碱的条件下，都会使酶的____________遭到破坏而失去________。
在最适合的pH下，酶的活性______。
最高
空间结构
活性
0
pH
v/mmol·s-1
最适pH
pH对酶活性的影响
动物体内的酶最适温度35 ~ 40 ℃；
植物体内的酶最适温度40 ~ 50 ℃；
嗜热菌酶最适温度可高达70 ℃。
动物体内的酶最适pH为6.5 ~ 8.0；
过氧化氢酶：6.8
唾液淀粉酶：6.8
胃蛋白酶：1.5
胰蛋白酶：8.0
植物体内的酶最适pH为4.5 ~ 6.5。
★影响酶促反应速率的因素
1.温度
3.酶的浓度(反应物浓度足够高)：
反应速率随酶浓度的升高而加快。
4.反应物浓度(酶的浓度一定)：
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
生成物的量
时间
2.pH
反应物浓度
抑制剂①竞争性抑制剂抑制剂与底物竞争酶。如图，抑制剂的结构与酶的活性中心相似，当抑制抑制与酶结合时，就阻止了底物与酶结合，如果底物与酶结合也会阻止抑制与酶结构。由于竞争性抑制剂与底物竞争酶，因此，增大底物浓度，就是使抑制剂与酶结合的减少，从而减小抑制作用。因此，竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增大底物的浓度来抵消其抑制作用。②非竞争性抑制剂由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。细胞内的环境：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
鲜榨果汁
灌装果汁
酶在生产、生活中的应用
溶菌酶含片
多酶片
酶的本质和作用
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
合成原料
合成场所 主要细胞核(真核生物)
来源 生理功能 作用原理 一般来说，活细胞都能产生酶
具有生物催化作用
降低化学反应的活化能
氨基酸
核糖核苷酸
核糖体
小结
酶的特性：
小结
比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率
具有高效性
具有专一性
作用条件较温和：
适宜的温度
适宜的pH
探究温度对淀粉酶活性的影响
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
酶的抑制剂
1. 同一个体内的各类活细胞所含有的酶( )
A、种类有差异，数量相同
B、种类有差异，数量不同
C、种类无差异，数量相同
D、种类无差异，数量不同
2.细胞内合成酶的主要的场所是( )
A.细胞质 B. 线粒体
C.核糖体 D. 内质网
B
C
课堂练习
3.图中是一种酶促反应P+Q→R,曲线E表示在没有酶时此反应的过程。在t1时，将催化此反应的酶加于反应混合物中。则表示此反应进程的曲线是 ( )
A
B
C
D
C
E
t1
时间
[R]
[P]×[Q]
1.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
2.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
3.能够使唾液淀粉酶水解的是( )
A.淀粉酶 B.脂肪酶
C.蛋白酶 D.肽酶
4.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是( )
A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变
C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响
D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力
C
D
5.加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：
(1)这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的
奶渍和血渍？
(2)使用这种洗衣粉为什么要用温水？
(3)含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些
衣料？( )
A.化纤 B.纯毛 C.纯棉 D.真丝
(4)为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中
还可以加入什么酶？
B D
脂肪酶

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