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(共44张PPT)
降低化学反应活化能的酶（一）
酶的作用和本质
讨论一下
小鸡为什么啄食沙粒
？
物理性消化！
鸟类的胃只有物理性消化，没有化学性消化吗？
1773年，意大利科学家斯帕兰礼尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。
讨论：
1、为什么要将肉块放在金属笼内？
2、是什么物质使肉块消失了？
3、怎样才能证明你的推测
问题探讨（P76）
便于取出实验材料（ 肉块), 排除物理性消化对肉块的影响， 确定其是否发生了化学性消化
化学物质将其分解
收集胃内化学物质，进行体外实验
细胞代谢（P76）
蛋白质等物质的水解反应（需要相应的水解酶参与）
细胞代谢离不开酶
定义：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称
如：呼吸作用：有机物+O2 CO2+H2O+大量能量
酶
意义：细胞代谢是细胞生命活动的基础
酶在细胞代谢中的作用？？？
光合作用：CO2+H2O 有机物+O2
酶
实验：比较H2O2在不同条件下的分解
实验材料：
新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（过氧化氢酶）
新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液
质量分数为3.5%的FeCl3溶液。
酶的作用
The action of enzymes
2号
1号
3号
4号
对照组
实 验 组
2mL 3%过氧化氢溶液
常温
90℃水浴
2滴FeCl3溶液
2滴肝脏研磨液
不明显
少量
较多
大量
复燃
复燃并燃烧猛烈
气泡产生
卫生香复燃
分 组 编 号
相 同 处 理
不 同 处 理
结 论
实验：比较H2O2在不同条件下的分解
3、4号试管比较，________________________________。
1、3号试管比较，___________________________。
1、2号试管比较，__________________。
酶的作用
The action of enzymes
实验结论
2号产生更多的气泡
3号能产生更多气泡
4号产生气泡更多、卫生香燃烧更猛烈
实验结果
加热能促进H2O2的分解
催化剂FeCl3能加快H2O2的分解
过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高
实验：比较H2O2在不同条件下的分解
1、4号试管比较，___________________________。
4号能产生大量气泡
过氧化氢酶能显著加快H2O2的分解
酶的作用
The action of enzymes
说明
结论 无关变量
自变量
因变量
2号
1号
3号
4号
对照组
实 验 组
2mL 3%过氧化氢溶液
常温
90℃水浴
2滴FeCl3溶液
2滴肝脏研磨液
不明显
少量
较多
大量
复燃
复燃并燃烧猛烈
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样
对照实验中的自变量应具有单一性，即遵循单一变量原则，只有这样才能保证实验结果的正确性，增强实验结论的说服力。
气泡产生
卫生香复燃
分 组 编 号
相 同 处 理
不 同 处 理
对照实验探究题小结
对照实验探究题小结
1.材料-分组-编号
2. 自变量（需探究的影响因素）---单一变量和对照原则
3. 因变量（确定观察指标）
4.得出实验结果（对实验现象的描述）和实验结论（对应实验探究的目的，即对自变量和因变量的关系描述）
无关变量（保持一致）---等量原则
所有的生物实验都需要设置变量吗？
酶的作用
The action of enzymes
活化能：
分子从_____转变为_________________的活跃状态所需要的能量。
常态
容易发生化学反应
一个化学反应体系中，活化分子数越多，反应的速率越快。
加热：
向H2O2分子提供能量，让更多的H2O2吸收能量处于活跃状态（活化分子）
酶的作用
The action of enzymes
酶(催化剂) 作用原理（机理/本质）：
同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更明显，因而催化效率更高。
降低了化学反应的活化能
催化剂能增加产物的生成量吗？？？
反应前后催化剂质量和化学性质不发生任何改变
酶的本质
The essence of enzymes
二、关于酶的本质的探索
阅读课本79-80页“思考讨论”
找出相应的科学家及其贡献
完成教材P80“拓展应用第二题”
酶的本质
The essence of enzymes
巴斯德之前
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德(微生物学家）
发酵与活细胞有关
引起发酵的是细胞中的某些物质
毕希纳
死细胞中的物质和活细胞均能引起发酵
萨姆纳
脲酶是蛋白质
李比希（化学家）
切赫、奥尔特曼
少数RNA也具有生物催化功能
酶的完整定义？？？
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
来源
酶的定义(P81)
化学本质
功能
酶起作用的场所也只能在细胞内吗？？ ？
并不是所有活细胞都可以产生酶
（哺乳动物成熟红细胞）
酶起作用的场所：
细胞内外或体外
细胞代谢
控制变量和设计对照试验
活化能的概念
酶在细胞代谢中的作用(酶的作用原理)
酶的定义
课堂小结
完成《师说分册三》检测案14（P195-196）
预习下一节：5.1 酶的特性
课后作业
检测案14（P195）第7题：吡罗红染液可将RNA 染成红色；RNA会被核糖核酸酶水解，而水解产物不会被吡罗红染液染色
降低化学反应活化能的酶（二）
酶的特性
酶具有与无机催化剂相同的两个特点：
1、作用机理（原理）：
降低化学反应的活化能
2、化学反应前后自身质量和化学性质不改变。
除了具有一般催化剂的共性外，酶还具有什么特性呢？
回顾旧知：
3
4
4
3
少量肝脏研磨液
说明过氧化氢酶的催化效率比无机催化剂Fe3+高得多。
回顾实验探究：比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率
酶的特性
1、酶的催化效率一般是无机
催化剂的 倍。
107 ～1013
2、酶具有高效性的意义：
（1）保证了细胞内化学反应高效顺利进行；
（2）保证了细胞内能量物质供应的稳定。
酶的特性
—酶具有高效性(p81)
无机催化剂催化的化学反应范围比较广。
例如，酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。
思考：
酶能像无机催化剂一样，催化多种化学反应吗？
【探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用】
原理：淀粉和蔗糖都是非还原性糖，它们在酶的
催化作用下能水解为还原性糖。再用斐林试剂鉴定
溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催
化特定的化学反应。
酶的特性(p81)
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
2%蔗糖溶液
加入斐林试剂
振荡
水浴2min
1号试管中加入2mL
3%可溶性淀粉溶液
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】
酶的特性
煮沸1min
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
酶具有专一性的意义：
淀粉酶——只能专一催化淀粉溶液
过氧化氢酶——只能专一使过氧化氢分解
脲酶——只能专一催化尿素分解
酶的特性
—酶具有专一性
细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行
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呢？
在设计酶需要适宜的温度和pH的实验中，每一组实验都必须事先将底物(反应物)、酶液分别处理到各自所需要控制的温度和pH，使反应一开始便达到预设温度和pH，减小实验误差。若先将底物与酶液混合后再控制温度和pH，则会由于酶的高效性，导致酶促反应在达到所控温度和pH条件前发生。
探究温度和pH对酶活性影响实验
探究温度对酶活性影响实验
一系列温度梯度分别处理淀粉和淀粉酶溶液，淀粉和相应温度淀粉酶溶液混合一段时间，其它因素一致，滴加碘液，检测是否出现蓝色及蓝色的深浅，即达到实验目的。
【探究温度对淀粉酶活性的影响】
试管编号 1 1′ 2 2′ 3 3′
2%淀粉酶 2ml 2ml 2ml
3%可溶性淀粉 2ml 2ml 2ml
水浴3分钟 0℃冰水 60℃ 100℃热水 对应试管混合均匀 水浴5分钟 冰水 60℃ 沸水 滴加碘液 2滴 2滴 2滴 预期结果 实验结果 实验结论
自变量
温度会影响酶活性，酶的催化作用有适宜的温度，温度过高过低都会影响酶的活性。
蓝色
不变蓝
蓝色
蓝色
不变蓝
蓝色
因变量（观察指标）
通过以上实验可以知道，酶在最适温度下，活性最高。
那么pH值不同，对酶的活性有没有影响呢？
实验探究pH值对酶活性影响
一系列PH梯度的溶液分别处理H2O2酶，用不同PH值处理的H2O2酶催化H2O2分解，其它因素一致，观察气泡的产生速率，即达到实验目的。
1号试管
过氧化氢溶液
实验步骤 一 二 三 实验现象
结论 2号试管
3号试管
各试管加入2mL 3%过氧化氢溶液，振荡2-3min
各试管加入2滴新鲜的20%的肝脏研磨液
无明显现象
1ml蒸馏水
1ml 0.01mol/L NaOH
1ml 0.01mol/L HCl
pH会影响酶活性，酶的催化作用有
适宜的pH值 ， pH过高过低都会影响酶的活性
有大量气泡产生
无明显现象
【探究pH对过氧化氢酶活性的影响】
自变量
因变量（观察指标）
温度
酶促反应速率
最适温度
A
B
C
高温破坏酶的空间结构（蛋白质的变性），使酶失活
低温下酶活性很低，结构稳定。
酶制剂在低温下保存
低于最适温度时，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强；
达到最适温度时，酶的活性最高；
超过最适温度时，随着温度的继续升高，酶的活性逐渐下降。
温度对酶活性的影响（p84）
υ/mmol. s-1
0
pH
酶活性受pH影响示意图
一般地，动物体内的酶最适pH在6.5－8.0 之间；但是胃蛋白酶的最适pH为1.5;
植物体内的酶最适pH在大多为4.5－6.5。
pH对酶活性的影响（p84）
pH过高、过低酶失活
pH低于最适pH时
酶活性随着pH的升高而上升
pH高于最适pH时
酶活性随着pH的升高而下降
最适pH时：
酶活性最高
酶促反应速率
B
A
C
酶促反应一般是在常温、常压、适宜的pH等温和条件下进行。
意义：
符合生物体存在的基本环境
酶的特性
—酶的作用条件较温和
影响酶促反应速率的因素
Factors affecting the rate of enzymatic reaction
酶的特性
（1）酶具有高效性
（2）酶具有专一性
（3）酶的作用条件较温和（影响酶促反应的因素）
课堂小结
产生部位
活细胞（不包括哺乳动物成熟的红细胞）
化学本质
绝大多数是蛋白质，少数是RNA　
合成原料
氨基酸或核糖核苷酸　
功能
生物催化作用
细胞内外或体外
作用场所
酶的作用和本质
作用机理
降低了化学反应的活化能
1、下列关于酶的叙述中正确的一项是 （ ）
① 酶是活细胞产生的, 活细胞都能产生酶
② 酶都有消化功能
③ 酶的本质是蛋白质，蛋白质都是酶
④ 酶能够降低化学反应活化能，具有专一性、高效性
⑤ 酶促反应与外界条件无关
⑥ 淀粉酶能促进淀粉水解
⑦ 酶不仅能在生物体内才起催化作用，还能在体外起作用
A. ①②③ B. ①⑤⑦ C. ②④⑥ D. ④⑥⑦
D
课堂小测
2、β－半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖，但不能催化麦芽糖分解为葡萄糖。这表明，β－半乳糖苷酶的催化作用具有（ ）
A．高效性 B．专一性 C．稳定性 D．多样性
B
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
C
5、在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将：（ ）
A．不断上升 B．没有变化
C．先升后降 D．先降后升
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
D
B
完成《师说分册三》检测案15（P197-198）
预习下一节：5.2细胞的能量“货币” ATP
课后作业
酶的作用
The action of enzymes
2、专一性
酶-底物 复合物
1）锁钥学说：认为整个酶分子的天然构象具有刚性结构，酶表面具有特定的形状。E与S的结合如同一把钥匙对一把锁一样。
2）诱导契合学说：酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状,从而有利于底物的结合。。
酶
酶-底物 复合物
2、酶的浓度：在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正相关。
3、底物浓度：在一定浓度范围内，反应速率随底物浓度的升高而加快，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
酶促反应速率
底物浓度
酶量一定
影响酶促反应速率的因素：
6．用某种酶进行有关实验结果如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．该酶的最适催化温度不确定
B．图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶
C．由图4实验结果可知酶具有高效性
D．由图3实验结果可知Cl－是酶的激活剂

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