生物-51降低化学反应活化能的酶1

Chapter Five细胞的能量供应和利用Section One降低化学反应活化能的酶Key point 酶的高效催化作用1酶的本质2酶的特性3斯帕兰扎尼实验过程：现象：推测：证明：本实验能证明：问题探讨肉块放入小金属笼内，让鹰吞下肉块消失了是胃内的化学物质将肉块分解了收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解胃具有化学消化的作用一、酶的作用和本质1. 细胞代谢： 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢 ,是 生命活动的基础。合成 代谢（ 同化 作用）分解 代谢（ 异化 作用）细胞代谢：细胞中每时每刻进行的化学反应的统称。酶和细胞代谢有关系吗？酶细胞代谢2 H2O2 2 H2O + O21. 常温下反应2. 加热3. Fe3+做催化剂4. 过氧化氢酶 猪肝研磨液加入试管直接观察酒精灯加热滴加 FeCl3溶液2. 酶在代谢中的作用 步步 骤骤 试管编号试管编号 说明说明1 2 3 4一一 H2O2 浓度剂量剂量二二剂量剂量结果结果 气泡产生气泡产生卫生香燃烧卫生香燃烧结论结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml 2ml2ml 2ml3% 3%3%3%常温常温 90 FeCl3 肝脏研肝脏研磨液磨液2滴清水滴清水 2滴清水滴清水 2滴滴 2滴滴不明显不明显 少量少量 较多较多 大量大量不复燃不复燃 不复燃不复燃 变亮变亮 复燃复燃过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样速率不一样反应条件反应条件 自变量因变量无关变量变量讨论： (1)-(4)见教材 P79。 (5) 这个实验为什么要选用新鲜的肝脏？为什么要将肝脏制成研磨液？ (6)滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？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 活化能活化能反应物反应物产物产物活化能活化能反应进程反应进程能量能量 加热催化剂在化学反应中的作用反应物反应物产物产物活化能活化能反应进程反应进程能量能量主要特点降低反应所需的活化能参与反应，不提供能量本身的量与 化学性质 不变75 无催化剂催化29 过氧化氢酶54 用胶态铂催化活化能/ kJ.mol-1 条件无机催化剂酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。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 活化能更显著地降低化学反应的 活化能酶的作用：同无机催化剂相比，酶 降低活化能的作用更显著，因而 催化效率更高 。 3.酶的本质A. 酶本质的探索：（ 1） 1857年，法国，巴斯德（ 生物学家 ）通过显微镜观察，提出酿酒中发酵是由于酵母细胞的存在。结论： 没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的（ 2）德国，李比希（ 化学家 ）结论： 发酵是酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥 作用（ 3）德国，毕希纳过程：酵母细胞提取液中加入葡萄糖，糖液变成了酒。结论： 将酵母细胞中引起发酵的物质称为 酿酶。（ 4） 美国，萨姆纳1926年，从刀豆种子中提出 脲酶结晶， 脲酶 是一种 蛋白酶；20世纪 30年 代 ,相继提出了 多种酶的蛋白结晶结论： 酶是一类具有催化作用的 蛋白质。（ 5） 20世纪 80年代，切赫、奥特曼发现 少数 RNA也具有生物催化作用结论： 酶是具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质， 少数是 RNA。B. 酶的定义：酶： 是 活细胞 产生的具有生物 催化作用 的 有机物 。 绝大多数的酶是 蛋白质 ，少数的酶是 RNA（核 酶）。怎样验证酶的存在？ 与双缩脲反应生成紫色物质催化脂肪酶水解的酶是？主要的合成部位？ 判断：酶是蛋白质所有的细胞都能产生酶来源： 活细胞产生的（死细胞不产生酶，凡是活细胞都一定能产生酶）。 本质： 绝大多数是蛋白质， 少数酶是 RNA。合成原料： 氨基酸 或 核糖核苷酸（组成 RNA）功能： 生物催化剂：a.在催化某一反应时，与其他一般无机催化剂一样，能显著降低反应的活化能，提高反应速率， 缩短达到平衡的时间 ，但并不改变反应的方向和平衡常数；b.反应前后酶的性质和数量均没有变化。作用分布： 细胞外 (胞外酶：如各种消化酶 )；细胞内 (胞内酶：如呼吸氧化酶 )每一种酶只能催化 一种化合物或一类化合物 的化学反应酶的催化效率是无机催化剂的 107 1013 倍二、酶的特性：酶的催化作用 需要适宜的条件1）需要适宜 pH值2） 需要适宜的温度酶的高效性酶的专一性酶的活性受 pH影响的示意图B点对应的 pH值表示：AB段表示：BC段表示 ：酶的最适 pH值超过最适 pH后，随 pH上升，酶活性下降。在一定 pH范围内，随 pH上升，酶活性上升。CBA . pH 酶反应最适 pH动物体内： 6.58.0（ 接近中性 ）植物体内： 4.56.5酶的名称 最 适 pH胃蛋白酶 唾液淀粉酶 胰蛋白酶 过氧化氢酶 核糖核酸酶1.5 7 8 7.6 7.8过酸过碱和高温 -酶被杀死低温 -酶暂时失活酶的活性受温度影响的示意图CBAB点对应的温度表示：AB段表示：BC段表示 ：酶的最适温度超过最适温度后，随温度上升，酶活性下降。在一定温度范围内 ，随温度升高，酶活性上升。 . 温度 酶反应最适温度动物体内： 3540植物体内： 4045细菌： 30 60 ，有的在 60 以上，如细菌淀粉水解酶的最适温度 90 以上。三、影响酶活性的因素：1、 pH值2、 温度3、 酶的浓度4、 底物浓度CBACBA反应速率V酶的浓度 （ E）酶的浓度： 底物充足时 反应速率随酶浓度的升高而加快。3、 酶的浓度反应速率V底物浓度（ S）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 。酶数量限制4、 底物浓度在底物浓度很低时， 反应速度随底物浓度的增加而急骤加快，两者呈 正比 关系；随着底物浓度的升高，反应速度不再呈正比例加快， 反应速度增加的幅度不断下降 。如果 继续加大底物浓度 ，反应速度不再增加，此时，无论底物浓度增加多大，反应速度也不再增加，说明 酶已被底物所饱和 。所有的酶都有饱和现象， 只是达到饱和时所需底物浓度各不相同。1、 高效性 ：酶的催化效率比无机催化剂更高，使反应速率更快； 2、 专一性 ：一种酶只能催化一种或一类 底物 ，如蛋白酶只能催化蛋白质水解 成 多肽 ； 3、 多样性 ：酶的种类很多，大约有 4000多种； 4、 温和性 ：