第五章第一节降低化学反应活化能的酶

第 1节 降低化学反应活化能的酶学习时间：三课时 学习目标 1.说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性 。 2.进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，设置对照组和重复实验。 重点、难点 1、重点： 酶的作用、本质和特性。 2、难点： 酶降低化学反应活化能的原理。 控制变量的科学方法 学法指导： 联系化学无机催化剂的知识，理解酶的作用。 通过实验、资料分析得出酶的本质和三大特性。 （ 3）利用教材中形象直观的图解和文学说明，明确催化剂可降低化学反应的活化能。 第一课时酶的作用和本质酶在酶在 细胞代谢细胞代谢 中的作用中的作用细胞中每时每刻都进行着的 化学反应 统称为细胞代谢。 （ 细胞代谢 不仅获得能量，也需要消耗能量。）明确二个概念：1.什么是细胞代谢？2.什么是活化能？细胞中的分子从 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 .动画1、常温下反应2、加热3、 Fe3+做催化剂4、过氧化氢酶加入试管直接观察酒精灯加热滴加 FeCl3溶液实验目的： 通过比较过氧化氢在 不同条件 下 分解的快慢，了解酶作用的 高效性 。实验原理： 过氧化氢在 高温 或 铁离子 或 过氧化氢酶 的作用下都可分解成水和氧气。猪肝研磨液（过氧化氢酶） 动画方法步骤：实验： 比较过氧化氢在不同条件下的分解2 H2O2 2 H2O + O2高温 /Fe3 /过氧化氢酶酶的特性 高效性从实验与动画可以看出：要使常态分子激活，可使用下列方法：加热： Fe3+：酶：提高分子的能量降低化学反应的 活化能正是由于 酶 的 催化作用 ，细胞代谢才能在 温和 的条件下快速进行。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 。 (如下图解）酶在酶在 细胞代谢细胞代谢 中的作用中的作用所以， 酶 在 细胞代谢 中的 作用 是： 显著降低化学反应活化能，使催化效果更高。 举例说明酶的作用举例：在叶绿体在线粒体在核糖体酶的本质是什么呢？6CO2+12H2O+能量氧气 酶C6H12O6+6H2O+O2C6H12O6 +O2光能酶CO2+H2O酶缩合脱水多肽氨基酸阅读 P81-82页资料分析（ 关于酶本质的探索）1、 巴斯德 和 李比希 各有什么观点？2、从 毕希纳 的实验可以得出什么结论？3、 萨姆纳 用了 9年才证明脲酶是蛋白质，并获诺贝尔化学奖，你认为他 成功的主要原因 是什么？4、切赫与奥特曼又发现了什么？5、请给酶下一个较完整的定义。思考与讨论下列问题，并尝试 用网络的形式 写下来：酶的本质酶的本质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，发生在整个细胞 的生命活动中引起发酵的是 细胞中的某些物质 ，但只有在细胞外才能发挥作用毕希纳酵母细胞中的某物质不仅 在活细胞中起作用，在细胞外也能继续起催化作用萨姆纳李比希切赫、奥特曼少数 RNA也具有生物催化功能酶是 蛋白质 （成功的主要原因是什么？）将酶提纯出来酶 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 RNA也具有催化功能。即时巩固： 讨论下列问题1、所有的活细胞都能产生酶，对吗？2、酶离开了活细胞还能发挥作用吗？3、在化学反应前后，酶本身的化学性质和数量会发生变化吗？4、所有酶都是蛋白质吗？酶的合成场所在哪里？总结酶的定义(提示：从来源、本质两方面去理解）来源 化学本 质通过降低化学反应的活化能来实现生物体内的各种化学反应，几乎都是由酶催化的。酶所催化的反应叫 酶促反应 。酶促反应中被酶作用的物质叫做 底物 。经反应生成的物质叫做 产物 。巩固练习金榜 1号练习题酶缺失、失活与疾病疾病名称 酶 的情况肝炎 血清中 转 氨 酶 活性增高糖尿病 血清中超氧化物歧化 酶 活性降低恶 性 肿 瘤（癌） 转 移扩 散血清中乳酸脱 氢 酶 活性增高佝 偻 病 血清中碱性磷酸 酶 活性增高人体内的许多酶能促进体内代谢活动的正常进行。如果 遗传因素或环境因素影响了酶的活性 ，就可能 引发疾病甚至危及生命。 当人体患病时，某些酶的活性会出现异常。 蚕豆过敏症 （又名蚕豆病）患者体内 缺乏 一种 6-磷酸葡萄糖脱氢酶，吃蚕豆后会造成血液中的红血球破裂，引起过敏症即全身乏力、贫血、黄疸、肝肿大、呕吐、发热等，若不及时抢救，会因极度贫血死亡。 对 牛奶过敏 的人是体内 缺乏 一种半乳糖 -1一磷硫尿苷酰转移酶，不能分解奶中半乳糖；半乳糖的积累会产生毒性，影响全身。 对 蔬菜过敏 的人是由于体内 缺乏 植烷酸水解酶，不能正确利用绿色食物中的植烷酸，而植烷酸的积累会使人体中毒 蘑菇过敏 是由于体内 缺乏 一种血清铜氧化酶，不能把食物中的铜排出体外，以致中毒过敏。 酶缺失、失活与疾病 生黄豆 中含有胰蛋白酶 抑制 物，食用后容易导致恶心、呕吐、腹泻。黄豆应高温久煮，煮熟煮透即可食用；豆浆煮沸后多煮片刻。 氰化物 进入人体内 ,迅速与氧化型细胞色素氧化酶的三价铁相结合，从而 抑制 了细胞色素氧化酶的活性，使组织不能利用氧，产生细胞内室息。氰化物 侵入人体或接触它们 (特别是通过皮肤伤口 )，均能引起中毒。轻者头痛、眩晕、呼吸困难，重者昏、戏挛、血压下降，甚至在二、三分钟内无预兆而突然昏致死亡。 酶缺失、失活与疾病 某些有 机磷农药 ，如敌百虫、敌敌畏等，能与神经组织中胆碱酯酶的活性中心结合，使酶失去活性，人体也就出现肌肉震颤、瞳孔缩小、心跳减慢等症状。酶缺失、失活与疾病第二课时酶的特性2.酶在细胞代谢中的作用1.酶的定义 （ 酶的来源和本质）显著降低化学反应的活化能，使催化效果更高 . 通过降低化学反应的活化能来实现酶的催化作用酶 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 RNA也具有催化功能。来源 化学本 质消化酶的化学本质都是蛋白质高效性酶的特性酶是如何实现如此高效的催化效率的？酶的催化效率大约是无机催化剂的 107-1013倍。问题 1： 酶与无机催化剂相比，它们的催化效率有什么区别？由此可以看出酶具有什么特性？举例说明：如 Fe3+与 H2H2酶对 H2H2的分解问题 2： 实验说明酶具有什么特性？即：一种酶只能催化一种或一类化学反应。酶的特性专一性 .实验再举例？酶的特性 专一性一般地， 动物 体内的酶最适温度在3540 之间；植物 体内的酶最适温度在 4050 之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的酶最适温度达 70 。影响酶活性的作用条件有那些？酶的作用条件较温 和酶的特性 3：适宜温度： 在一定温度范围内，酶活性随温度升高而升高；超过了最适温度时，则会随温度的升高而降低， 甚至会丧失活性。最适温度： 酶促反应速率最快时的 环境温度称为 最适温度。0 最适温度 t/ /mmol. s-1举例 1.温度对酶活性的影响酶活性受温度影响示意图酶促反应 即酶所催化的反应 。 反应中被酶作用的物质叫做 底物（反应物） 。经反应生成的物质叫做 产物 。 /mmol. s-1最适 pH0 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;口腔 PH为 6.8；小肠 PH在 7.27.3 之间。植物体内的酶最适 pH在 4.5 6.5之间；适宜 PH： 在一定 PH范围内，酶活性随PH升高而升高；超过了最适 PH时，则会随 PH的升高而降低。 PH过低或过高都会丧失活性。最适 PH： 酶促反应速率最快时的环境 pH称为 最适 pH。高温、低温、过酸、过碱 对酶活性有什么影响？过酸、过碱或温度过高 ，会使酶的 空间结构遭到破坏 ，使 酶 永久失活 ；所以酶的作用条件都有一个适宜范围（较温 和） ； 过高、过低都会对酶活性产生严重影响。低温 虽然使酶活性明显下降，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜温度下其 活性可以恢复 。酶适于在 0 4 保存。【 本节知识归纳 】 1、生物的催化剂 酶 酶的作用： 显著降低化学反应的活化能，使催化效果更高 酶的本质： 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 酶的特性： 酶具有高效性 酶具有高度的专一性 酶的作用条件较温和（即：过酸、过碱、温度过高都会使酶失活） 2、生物体内的各种化学反应，几乎都是由酶催化的。 酶所催化的反应叫 酶促反应。 酶促反应中被酶作用的物质叫做 底物 。经反应生成的物质叫做 产物 。1、人发烧时，没有食欲，原因是什么？2、唾液淀粉酶随食物进入胃内，能否继续将分解淀粉？其原因是什么？温度过高导致消化酶的活性降低不能。唾液淀粉酶在胃液中强酸的条件下失去活性，并会被胃蛋白酶分解。 3 、在测定胃蛋白酶活性时，将溶液的 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 、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一个容器内，调整 pH 至 2.0 ，保存于 37 的水浴锅中，过一段时间后，容器内剩余的物质是（ ）。 A. 淀粉、胃蛋白酶、多肽、水 B. 唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水 C. 唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水 D. 唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水BA 5、下列关于酶的叙述中 正确 的一项是（ ）。 酶是活细胞产生的； 酶都有消化功能； 酶的本质是蛋白质，蛋白质都是酶； 酶能够降低化学反应活化能，具有专一性、高效性； 酶促反应与外界条件无关； 淀粉酶能促进淀粉水解； 酶只有在生物体内才起催化作用 A. B. C. D. 6 、同一个体内各类活细胞所含的酶（ ）。 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，数是