生物必修一_5.1降低化学反应活化能的酶

1、第第1 1节节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶一、细胞代谢一、细胞代谢细胞中每时每刻都进行着许多细胞中每时每刻都进行着许多化学反应化学反应，统，统称为称为细胞代谢细胞代谢。C CCOOHCOOHH HN NR R1 1R R2 2OOH HH HC CNHNH2 2C OHC OHHH+R R1 1C CNHNH2 2C C H HO OCOOH +COOH +HH2 2OOC CHHN NR R2 2HH二、酶在细胞代谢中的作用二、酶在细胞代谢中的作用2 2 HH2 2OO2 2 2 2 H2 2O + O2 21 1、常温下反应、常温下反应2 2、加热、加热3 3、FeFe3

2、+3+做催化剂做催化剂4 4、过氧化氢酶、过氧化氢酶猪肝研磨液猪肝研磨液加入试管直接观察加入试管直接观察酒精灯水浴加热酒精灯水浴加热滴加滴加FeClFeCl3 3溶液溶液2 22 2 浓度浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量对照组对照组实实 验验 组组对照实验对照实验对照原则对照原则: :设计对照实验设计对照实验, ,既要有对照既要有对照组又要有实验组。组又要有实验组。 控制单一变量原则：控制单一变量原则：在对照实验中在对照实验中, ,除除了要观察的变量发生变化外了要观察的变量发生变化外, ,其他变量都其他变量都应保持相同。应保持相

3、同。 等量原则：等量原则：各组加入的试剂要等量。各组加入的试剂要等量。实验设计原则实验设计原则: : 分子从常态转变为容易发生化学反应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的活跃状态所需要的能量称为 加热加热主要特点主要特点参与反应，不提供能量参与反应，不提供能量降低反应所需的活化能降低反应所需的活化能本身的量与化学性质不变本身的量与化学性质不变催化剂在化学反应中的作用催化剂在化学反应中的作用75无催化剂催化无催化剂催化29过氧化氢酶过氧化氢酶54用胶态铂催化用胶态铂催化活化能活化能/ kJ.mol-1条件条件. 无机无机催化剂催化剂 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温

4、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。和的条件下快速进行。各条件使反应加快的本质：各条件使反应加快的本质：加热：加热： FeFe3+3+：酶：酶：提高分子的能量提高分子的能量降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能更显著更显著地降低化学反应的活化能地降低化学反应的活化能巴斯德之前巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德巴斯德发酵与活细胞有关发酵与活细胞有关，发，发酵是整个细胞而不是细酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用胞中某些物质起作用引起发酵的是细胞中的某些引起发酵的是细胞中的某些物质物质，但这些物质只有在酵，但这些物质只有在酵母

5、细胞死亡并裂解后才能发母细胞死亡并裂解后才能发挥作用挥作用毕希纳毕希纳酵母酵母细胞中的某些物质细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后能够在酵母细胞破碎后继续继续起催化作用起催化作用，就像在活酵母细胞中一样，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳萨姆纳脲酶是脲酶是蛋白质蛋白质李比希李比希切赫、奥特曼切赫、奥特曼少数少数RNARNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能3.3.酶的本质酶的本质酶的定义酶的定义：酶：酶：是是活细胞活细胞产生的具有生物产生的具有生物催化作用催化作用的的有机物有机物。绝大多数的酶是绝大多数的酶是蛋白质蛋白质，少数的酶是，少数的酶是RNARNA。怎样验证酶的存在？怎样验证酶的存在？ 与

6、双缩脲反应与双缩脲反应催化脂肪酶水解的酶是？主要的合成部位？催化脂肪酶水解的酶是？主要的合成部位？所有的细胞都能产生酶所有的细胞都能产生酶 酶酶是是活细胞活细胞产生的具有催化作用的产生的具有催化作用的有机物有机物，其中其中绝大多数酶是蛋白质绝大多数酶是蛋白质, ,少数酶是少数酶是RNARNA。三、酶的本质三、酶的本质二、酶在细胞代谢中的作用一、细胞代谢（一）（一）、酶具有高效性、酶具有高效性3443少量肝脏少量肝脏研磨液研磨液说明过氧化氢酶比说明过氧化氢酶比FeFe3+3+的催化效率高得多。的催化效率高得多。 比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率为什么为什么4

7、4号试管的反应速率比号试管的反应速率比3 3号试管快得多？号试管快得多？事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的的 倍。倍。107 1013酶的高效性保证了细胞内酶的高效性保证了细胞内 化学反应的顺利进行和能量供应的稳定化学反应的顺利进行和能量供应的稳定 。 酶具有高效性的意义：酶具有高效性的意义：上述实验说明了：上述实验说明了：淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液实实验验步步骤骤123实验实验现象现象结论结论加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振荡，试管下半部浸入滴，振荡，试管下半部浸入6060左右的热水中，反应左右的热水中，反应5 5minmin2号试管中加入号试管

8、中加入2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林试剂加入斐林试剂 振荡振荡约约60水浴水浴2min1号试管中加入号试管中加入2mL淀粉溶液淀粉溶液无变化无变化砖红色沉淀砖红色沉淀v每一种酶只能催化每一种酶只能催化 化化学反应。学反应。v细胞代谢能够有条不紊地进行，与细胞代谢能够有条不紊地进行，与 酶的酶的 是分不开的。是分不开的。 （二）（二）、酶具有专、酶具有专一一 性性 一种或一类一种或一类 专一性专一性 从上面进行的实验我们看出进行实验从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件，比如淀粉酶需要一定的条件，比如淀粉酶60左右最好。左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶能不能设计一个实验，

9、来证明温度会影响酶的活性？的活性？序号序号项项 目目试管试管1试管试管2试管试管31 12 23 34 45 56 6注入可溶性淀粉液注入可溶性淀粉液置于不同温度条件下置于不同温度条件下时间时间注入淀粉酶溶液注入淀粉酶溶液振荡摇匀保持各自振荡摇匀保持各自的温度的温度加入碘液加入碘液观察颜色变化观察颜色变化2ml2ml2ml60左右左右的热水中的热水中沸水中沸水中 冰块中冰块中5min5min5min1ml1ml1ml5min5min5min1滴滴1滴滴1滴滴不变蓝不变蓝变蓝变蓝变蓝变蓝探究探究温度温度对淀粉酶活性的影响对淀粉酶活性的影响酶的作用条件较温和酶的作用条件较温和温度影响酶的催化效率：

10、温度影响酶的催化效率：。在一定。在一定的温度范围内，酶的催的温度范围内，酶的催化效率随着温度的上升化效率随着温度的上升而加快；而加快；超过最适温度超过最适温度后，酶的催化效率随着后，酶的催化效率随着温度的上升而减慢，温度的上升而减慢，甚甚至停止（此时酶已变性至停止（此时酶已变性失活失活）。）。序号序号项项 目目试管试管1试管试管2试管试管312 23 34 45 56 67 78 89 9探究探究pHpH对淀粉酶活性的影响对淀粉酶活性的影响注入可溶性淀粉溶液注入可溶性淀粉溶液注入蒸馏水注入蒸馏水注入注入5%氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液注入注入5%盐酸溶液盐酸溶液注入新鲜的淀粉酶溶液注入新鲜的淀粉酶

11、溶液保温保温60时间时间注入斐林试剂注入斐林试剂5065水浴加热水浴加热实验现象实验现象2ml2ml2ml1ml1ml1ml1ml1ml1ml2ml2ml2ml5min5min5min2min2min2min有砖红色有砖红色沉淀产生沉淀产生无无无无/“探究探究pH对淀粉酶活性的影对淀粉酶活性的影响响”实验中用实验中用碘液代替斐林试碘液代替斐林试剂作指示剂，可以吗？剂作指示剂，可以吗？因为单质碘与因为单质碘与NaOHNaOH反应：反应：3 32+6 +6 NaOH= NaO3+5Na+3H2O 其中其中-和和O3遇淀粉不变遇淀粉不变蓝色。蓝色。偏酸偏碱会使蛋白质变性而失去活性偏酸偏碱会使蛋白质变

12、性而失去活性。不同的酶不同的酶其催化作用的其催化作用的最适最适pH值值是不同的。是不同的。在一定在一定pH范围内，范围内，酶的催化效率随酶的催化效率随pH的升高而升高，的升高而升高，超过最适超过最适pH后，后，酶的催化效率随酶的催化效率随pH的升高而降低。的升高而降低。 高温、低温、过酸和过碱对酶高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响本质相同吗？活性的影响本质相同吗？酶促反应速率酶促反应速率酶的浓度酶的浓度酶促反应速率酶促反应速率底物浓度底物浓度酶量一定酶量一定酶的特性：酶的特性：具有高效性具有高效性具有专一性具有专一性作用条件较温和作用条件较温和 要有合适的温度要有合适的温度 要有合适的要有合

13、适的pH总结：总结：比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3 3的催化效率的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用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温度对淀粉酶活性的影响pHpH对淀粉酶活性的影响对淀粉酶活性的影响 课堂练习：课堂练习：1.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是 A.A.所吃食物不能消化所吃食物不能消化 （ ） B.B.胃没有排空胃没有排空C.C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降体温超过合适温度，消化酶的活性下降D.D.吃药使人没有了胃口吃药使人没有了胃口 2.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用，胃蛋白酶在

14、进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是（主要原因是（ ）A.pHA.pH不适合不适合B.B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了胃中已经起了消化作用，不能再起作用了C.C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用D.D.小肠中没有蛋白质可被消化小肠中没有蛋白质可被消化CA3.能够使唾液淀粉酶水解的是（能够使唾液淀粉酶水解的是（ ）A.A.淀粉酶淀粉酶 B.B.脂肪酶脂肪酶C.C.蛋白酶蛋白酶 D.D.肽酶肽酶 4.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（ ）A.A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物酶是活细胞产

15、生的具有催化作用的有机物B.B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变化学反应前后，酶的化学性质和数量不变C.C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响D.D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力一旦离开活细胞，酶就失去催化能力CDB D脂肪酶脂肪酶6.实验用唾液淀粉酶实验用唾液淀粉酶,在在37左右才能发挥其较左右才能发挥其较好的催化作用好的催化作用,这说明这说明( )A.酶具有专一性酶具有专一性 B.酶具有高效性酶具有高效性C.酶的催化作用受酶的催化作用受pH影响影响 D.酶的催化作用受温度影响酶的催化作用受温度影响7.实验过程中实验过程中,除哪项因素外除哪项因素外,都可破坏淀粉酶都可破坏淀粉酶的分子结构的分子结构,从而使酶失去活性从而使酶失去活性( )A.煮沸煮沸 B.37的热水的热水 C.盐酸盐酸(5%) D.氢氧化钠氢氧化钠(5%)8、在测定胃蛋白酶的活性时，将溶液的、在测定胃蛋白酶的活性时，将溶液的PH值值由由10降到降到2的过程，胃蛋白酶活性将（的过程，胃蛋白酶活性将（ ） A、不断上升、不断上升 B、没有变化、没有变化 C、先升后降、先升后降 D、先降后升、先降后升9、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶、将乳清蛋白、