4.2 酶催化细胞的反应-【备课小能手】2023-2024学年高一生物同步精品课件（沪科2020必修1）

第2节 酶催化细胞的化学反应 第四章 细胞的代谢 消化道中的唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶是大家比较熟悉的酶。 酶具有怎样的 结构特点？ 在细胞的生命活动中酶起什么作用？ 思考：细胞如何清除过氧化氢？ 细胞代谢活动中会产生过氧化氢，若未能及时清除，便会损伤细胞。 过氧化氢是生活中 常见的消毒剂 2H2O2 2H2O + O2 90℃下分解 通常条件下 极缓慢分解 在无机催化剂催化下分解 以MnO2为催化剂 以FeCl3为催化剂 思考：细胞如何清除过氧化氢？ 细胞合成“生物催化剂”加速过氧化氢分解。 H2O2 + 马铃薯块 H2O2 + 酵母菌悬液 H2O2 + 猪肝匀浆 思考：细胞如何清除过氧化氢？ 1．酶是生物催化剂 H2O2分解的反应式如下： 从反应式中可以看到， 酶既不是反应物， 也不是产物， 而是起催化剂的作用。 在反应中，酶可以重复使用，反应物称为酶的底物。 2H2O2 2H2O + O2 酶是生物催化剂——科学史 巴斯德 李比希 科学家将生物体内催化化学反应的物质命名为“酶” (enzyme) 巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用； 李比希：引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用； 酶是生物催化剂——科学史 首次制得了酶的晶体，证明其成分为蛋白质。 萨姆纳 数年后，得到过氧化氢酶晶体，证明其成分为蛋白质。 发现具有催化功能的RNA。 切赫 奥特曼 酶促反应 生物体内绝大多数化学反应是在酶作为催化剂的条件下完成的，称为酶促反应。 酶与无机催化剂相比，谁的催化效率更高？ 一种酶可以催化多少种化学反应？ 酶是否具备催化剂的通性？ 1．酶是生物催化剂 取 3 支试管，分别标记为 A、B、C。加入试剂和材料，并用封口膜盖住试管口。观察各试管内气泡产生情况。然后，用带火星的线香插入各试管内测试火光亮度变化，并将实验结果记录在表中。 1．酶是生物催化剂 实验需要观察、记录的现象(因变量)是什么？ 实验中要控制哪些无关变量以确保单一变量原则？ 试管中产生气泡的数量。(用“-”表示无明显现象，用“+”数量表示产生气泡相对量) 各支试管中H2O2浓度相同、三支试管中溶液总体积相同、温度等环境因素相同…… 在“观察酶的催化作用”实验中看到，H2O2 在常温下分解缓慢；加入新鲜的动物肝脏匀浆液后，H2O2 迅速分解，释放出 O2，说明肝脏中的过氧化氢酶可以加快反应速率。 ? 资料1：3.5%FeCl3中的Fe3+数约为同体积20%猪肝匀浆中过氧化氢酶分子数的25万倍。 资料2：折算为相同分子数的情况下，每mol过氧化氢酶分子催化效率是每mol Fe3+ 的1.4x108倍。 1．酶是生物催化剂 2．酶的特性 酶的高效性 酶的催化效率远高于无机催化剂。 旺盛的生命活动需要快速的化学反应作为基本保障。 例如，单个过氧化氢酶分子在1s内可以催化四千万个过氧化氢分子分解。 2．酶的特性 酶具有专一性 细胞中已知的酶有数千种，每一种酶通常只催化一种或一类化学反应（专一性）。 例如，催化黑色素合成的酶一旦缺乏或功能减退，就可能会引起白化病。 3．酶的功能与其分子结构相关 思考：酶的命名规律 唾液 淀粉 胃 蛋白 酶 胰 脂肪 酶 DNA 连接 酶 乙醇 脱氢 酶 ATP 合成 酶 来源 催化底物 反应类型 酶 酶的命名：习惯上根据酶的底物或所催化的反应来命名。 例如，胰蛋白酶是胰腺产生的催化蛋白质水解的酶，DNA聚合酶是催化DNA合成的酶。 酶的活性中心 3．酶的功能与其分子结构相关 有一些物质会对酶产生抑制作用，引起酶的活性降低或丧失，这类物质统称为酶抑制剂。 常见的抑制形式有： ①抑制剂与底物竞争酶的活性中心，减少底物与酶的有效结合； ②抑制剂与酶的其他部位结合，改变了酶的空间结构，使酶的活性中心不能与底物有效结合。 广角镜 4．酶活性受环境因素影响 影响酶活性的因素 温度 pH 1 2 3 3％可溶性淀粉 2ml 2ml 2ml 温度 唾液淀粉酶 碘液 颜色 结论 冰水中 37℃水浴 60 ℃水浴 放置2min 1ml 1ml 1ml 1滴 1滴 1滴 摇匀混合，放置反应30min 变蓝 变蓝 不变蓝 唾液淀粉酶在37 ℃中活性最强 自变量 因变量 4．酶活性受环境因素影响——温度 1 2 3 肝脏研磨液 1ml 1ml 1ml pH 3％过氧化氢