酶的作用和本质

我饿！我要吃~~吃~~吃~~第五章细胞的能量供应和利用新叶伸向和煦的阳光蚱蜢觊觎绿叶的芬芳它们为生存而获取能量能量在细胞里流转激荡光合作用：CO2+H2O（CH2O)+O2光能酶呼吸作用C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧气酶细胞中每时每刻都进行着许多化学变化统称细胞代谢。而代谢的顺利进行与酶有着很大的关系。有机物中的化学能———复杂的化学反应太阳能果胶酶主要用于果蔬汁饮料及果酒的榨汁及澄清，对分解果胶具有良好的作用。。含酶牙膏可以分解细菌，使我们牙齿亮洁、口气清新。加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更强的去污能力。你消化不良时可以服用细胞内也发生着一系列的化学反应，细胞内的环境条件又是怎样的呢？一般化学反应的条件①高温②高压③强酸④强碱⑤催化剂细胞内外的环境：是很温和的①常温②常压③水溶液环境④pH接近中性在细胞内的这种温和条件下，要发生各种复杂的化学反应离不开生物体内“高效的生物催化剂”——酶实验探究过氧化氢酶、铁离子、加热对H2O2分解速率的影响H2O2H2O+O2过氧化氢酶H2O2H2O+O2Fe3+H2O2H2O+O2分解效率过氧化氢酶高？Fe3+高？高？H2O2一、酶的作用和本质实验比较过氧化氢在不同条件下的分解实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义实验原理：2H2O2→2H2O+O2步骤试管编号说明1234一H2O2浓度剂量二剂量结果气泡产生带火星木条结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3鲜肝研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴反应条件自变量因变量无关变量变量对照组实验组对照实验等量性原则单一变量原则等量性原则无关变量人为改变的变量1.高温可以加快过氧化氢分解2.FeCl3能催化过氧化氢分解3.过氧化氢酶能催化过氧化氢分解4.过氧化氢酶的催化效率比FeCl3高随自变量的变化而变化的变量加热为什么能加快过氧化氢分解？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3号、4号试管没有加热，为什么也有大量气泡产生？加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道酶的催化作用——降低化学反应的活化能酶的作用机理酶的作用降低化学反应活化能，提高化学反应速率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。2、酶的本质资料分析：关于酶本质的探索⑴巴斯德以前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。⑵巴斯德：①1822——1895（法国）：微生物学家②通过显微镜观察发现发酵的过程中有酵母菌③结论：没有活细胞糖类不可能变成酒精⑶李比希：①1803——1873（德国）：化学家②引起发酵的是酵母细胞中的某些物质。③结论:这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。⑷毕希纳：①1860——1917（德国）：化学家②过程：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③现象：冒出气泡，糖液变成了酒。④结论：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。⑹美国科学家切赫和奥特曼发现:少数RNA也是酶。（5）美国科学家萨姆纳①从刀豆种子中提取出了脲酶，并用多种方法证明脲酶是蛋白质。②后来，科学家又获得了多种酶的结晶，并证明这些酶都是蛋白质。阅读关于酶本质的探究二、酶的本质讨论：1、巴斯德和李比希的观点，各有什么积极意义？各有什么局限？2、他们之间的争论对于后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？3、从毕希纳的实验可以得出什么结论？4、萨姆纳历时9年证明脲酶是蛋白质，并获诺贝尔奖。你认为他成功的原因是什么？5、请给酶下一个完整的定义。巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用毕希纳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萨姆纳酶是蛋白质李比希切赫、奥特曼少数RNA也具有生物催化功能总结酶的定义酶的化学成分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。一类大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。什么是酶？绝大多数为蛋白质少数为RNA酶的本质来源功能化学成分催化作用活细胞复习巩固第二课时酶的特性第一节降低化学反应活化能的酶3443少量肝脏研磨液说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多？小资料科学家通过整理大量的实验数据发现：①.酶的催化效率是无机催化剂的107-1013倍。②.酶可在1s内完成非酶体系需要3年-30万年时间的反应。上述实验及资料说明，与无机催化剂相比，——酶具有高效性意义：酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行。资料1：口腔里有唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化?资料2：脲酶——只能催化尿素分解。过氧化氢酶——只能使过氧化氢分解。二肽酶——可以使所有的二肽分解。蛋白酶----只能催化蛋白质水解。小资料根据上述资料，你的结论是什么？酶的作用机理：专一性与底物结合，降低反应的活化能。二、酶具有专一性一、酶具有高效性淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解为麦芽糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖、果糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解，应该如何设计这个实验？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验设计原则：①对照原则②控制单一变量原则友情提示淀粉溶液蔗糖溶液实验步骤一二三实验现象结论分别加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60℃左右的热水中，反应5min2号试管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林试剂振荡约60℃水浴2min1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，互不干扰地进行，与酶的是分不开的。二、酶具有专一性一种或一类4000专一性目前发现的酶有多种,它们分别催化不同的化学反应。从上面进行的实验我们看出进行实验需要比较温和的条件，比如淀粉酶在60℃左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的催化效率（活性）？1号试管淀粉溶液实验步骤一二三四实验现象结论2号试管3号试管加入淀粉酶2滴，振荡试管各加入2mL淀粉溶液蓝色保持0℃冰水中约5min加热至100℃，约5min加热至60℃，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，蛋白质变性，而失去。每种酶都有自己的低活性最适温度空间结构动物：35---40摄氏度植物40--50摄氏度细菌、真菌差别较大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？你又要动脑筋了！设计一个实验，来探究PH会影响酶的催化效率（活性）？1号试管过氧化氢溶液实验步骤一二三四实验现象结论2号试管3号试管加入过氧化氢酶2滴，振荡2—3min试管各加入2mL过氧化氢溶液无明显变化pH＝7pH=12pH＝2将带火星的卫生香分别放入试管中只有在适合的pH下酶的催化效率最好复燃无明显变化探究pH对过氧化氢酶活性的影响过氧化氢酶在最适合的pH下，酶的活性最高空间结构在过酸过碱的条件下，都会使酶的遭到破坏,蛋白质，酶失去。活性动物体里的酶最适PH大多在6.5---8.0之间，（但胃蛋白酶为1.5，胰液中的酶为8---9）植物体里的酶最适PH大多在4.5-----6.5之间变性酶的特性：具有高效性具有专一性作用条件较温和要有合适的温度要有合适的pH总结：比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用温度对淀粉酶活性的影响pH对过氧化氢酶活性的影响课堂练习:1、.下列叙述正确的是（）A合成酶的主要原料是氨基酸B合成酶的场所是核糖体C酶主要是有机物D酶的基本组成单位是多肽和核苷酸A2.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B3.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C4.催化脂肪酶水解的酶是（）A.肽酶B.蛋白酶C.脂肪酶D.淀粉酶5.图中是一种酶促反应P+QR,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()BABCDCt1E时间[R][P]×[Q]•方法步骤:•1.取4支洁净试管，编上序号，并且各注入2mL3%过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。•2.将1、2号试管各加入2滴清水，将2号试管放在90℃左右的水浴中加热，观察气泡冒出的情况，并与1号试管作比较。•3.向3号试管内滴入2滴氯化铁溶液，向4号试管内滴入2滴肝脏研磨液。轻轻地振荡两只试管，使试管内的物质混合均匀。仔细观察哪支试管产生的气泡多。•4.将点燃但无火焰的木条分别放入3、4号试管内液面的上方，观察哪个木条燃烧猛烈。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。活跃状态就是激发态。激发态：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。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。催化剂只是改变反应速率,并不改变化学平衡催化剂二.酶的作用1在细胞内有生物催化剂————酶，使得细胞内每秒钟会发生成千上万次的的化学反应，这些化学反应发生的环境条件是什么？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接近中性问题探讨:在1773年以前，人们认为胃没有化学性消化作用，只有物理性消化。1773年，意大利科学家做了一个巧妙地实验：将肉块放到一个小巧的金属笼子内，然后让鹰把小笼子吞下去。过了一段时间，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。1.这个实验要解决什么问题？讨论：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,没有化学性消化。胃内的化学物质将肉块分解了。科学探究步骤提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达与交流（过氧化氢酶、铁离子、加热对H2O2分解速率哪个更高？）（过氧化氢酶分解速率更高）（设计方案、预期结果…）（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：……）（总结，写实验报告并适当交流）对H2O2的分解速率的探讨3443少量肝脏研磨液说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率(活性)高得多。比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多？