降低化学反应活化能的酶2013、11

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第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用一一 酶的作用和本质酶的作用和本质v17731773年年, ,意大利意大利科学家科学家斯巴兰札斯巴兰札尼尼 用用“金属笼肉金属笼肉块块”实验推断胃实验推断胃液中一定含有消液中一定含有消化肉块的物质。化肉块的物质。一一 酶的作用和本质酶的作用和本质问题探讨问题探讨（课本（课本P78P78）一一 酶的作用和本质酶的作用和本质（课本（课本P78P78）比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解（一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用 HH2 2O O2 2

2、 H2 2O + O2 2实验实验一一 酶的作用和本质酶的作用和本质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验组实验组对照实验对照实验比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解变量变量 对照原则对照原则: :设计对照实验，既要有设计对照实验，既要有对照组又要有实验组。对照组又要有实验组。 单一变量原则：单一变量原则：在对照实验中，除在对照实验中，除了要观察的变量发生变化外，其他变了要观察的变量发生变化外，其他变量都应保持相同。量都应保持相同。实验设计原则实验设计原则: :比较过氧化氢在不

3、同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解在本实验中应该注意的事项在本实验中应该注意的事项（5 5）过氧化氢具有一定的腐蚀性，使用时不要让其接）过氧化氢具有一定的腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。触皮肤。（1 1）实验时肝脏必须要）实验时肝脏必须要新鲜新鲜。肝脏如果不新鲜，实验。肝脏如果不新鲜，实验效果不好。因为酶是蛋白质，如果取材过早，肝细胞内效果不好。因为酶是蛋白质，如果取材过早，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中使组织中酶的数量减少且活性降低酶的数量减少且活性降低。（2 2）要使用肝脏的）要使用肝脏的研磨液研磨

4、液，这样可加大肝细胞内过氧，这样可加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。氢的分解。（3 3）滴加氯化铁和肝脏研磨液）滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合用一支滴管不能合用一支滴管。原。原因是酶的催化效率具有高效性，少量酶带入氯化铁溶液因是酶的催化效率具有高效性，少量酶带入氯化铁溶液中也会影响实验结果的准确性，导致得出错误的结论。中也会影响实验结果的准确性，导致得出错误的结论。（4 4）由于反应速度快，要注意观察实验的现象。）由于反应速度快，要注意观察实验的现象。降低活化能，使细胞代谢降低活化能，使细胞代谢在在温和条件温

5、和条件（常温、常压）下快速地进行。（常温、常压）下快速地进行。（课本（课本P80P80）（一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用一一 酶的作用和本质酶的作用和本质 催化剂可以降低化学反应的活化能，而且催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越性优越性 酶降低活化能的作用更显著，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高因而催化效率更高。 （一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用（课本（课本P80P80）（一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用酶的作用机理酶的作用机理降低反降低反应的

6、活应的活化能，化能，加快反加快反应的速应的速度。度。.常态常态加热加热无机催化剂无机催化剂酶酶 催化剂只改变反应到达平衡的时间，催化剂只改变反应到达平衡的时间，并没有改变化学反应的平衡点并没有改变化学反应的平衡点酶的化学成分酶的化学成分 酶的来源酶的来源 酶的功能酶的功能酶是一类生物催化剂酶是一类生物催化剂蛋白质是酶吗？蛋白质是酶吗？大部分酶是蛋白质，也有少数是大部分酶是蛋白质，也有少数是RNARNA。（二）酶的本质（二）酶的本质一一 酶的作用和本质酶的作用和本质发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵与活细胞有关，发酵发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中是

7、整个细胞而不是细胞中某些物质在起作用某些物质在起作用引起细胞发酵的是细胞中的引起细胞发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡裂解后才能在酵母细胞死亡裂解后才能发挥作用发挥作用酵母细胞中的某些物质能在酵母细胞破碎后继续起催化酵母细胞中的某些物质能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作用，就像在活酵母细胞中一样酶是蛋白质酶是蛋白质（课本（课本P82）课本相关内容的答案课本相关内容的答案第第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第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用二二 酶的特性酶的特性酶的定义酶的定义 酶是

8、活细胞产生的一类具酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物，绝大多数有催化作用的有机物，绝大多数酶是酶是蛋白质蛋白质，少数的酶是，少数的酶是RNARNA。二二 酶的特性酶的特性（3 3）酶的作用条件较温和）酶的作用条件较温和二二 酶的特性酶的特性（1 1）酶）酶催化作用催化作用具有具有高效性高效性：比一般的无机催：比一般的无机催化剂高化剂高10107 710101313倍。倍。（2 2）酶）酶催化作用催化作用具有具有专一性专一性：每种酶只能催化：每种酶只能催化一种一种或或一类一类化学反应。化学反应。（4 4）酶具有多样性：生物体内的化学反应很）酶具有多样性：生物体内的化学反应很多，每个化学反应

9、都是由专一的酶催化，因此多，每个化学反应都是由专一的酶催化，因此酶的种类很多。酶的种类很多。（课本（课本P83P83）（课本（课本P83P83）（课本（课本P83P83）（课本（课本P79P79）实验原理：实验原理：淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖（麦芽糖、葡萄糖、果糖）。还原糖能够与斐林能水解成还原糖（麦芽糖、葡萄糖、果糖）。还原糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的氧化亚铜沉淀。试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的氧化亚铜沉淀。方法步骤：方法步骤：序号序号项项 目目试管试管1 12 21 1注入可溶性淀粉溶液注

10、入可溶性淀粉溶液2mL2mL/ /2 2注入蔗糖溶液注入蔗糖溶液/ /2mL2mL3 3注入新鲜淀粉酶溶液注入新鲜淀粉酶溶液2mL2mL2mL2mL注入新配制的斐林试剂，加热注入新配制的斐林试剂，加热2mL2mL2mL2mL5 5结果现象结果现象 实验：探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用实验：探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用说明酶催化的专一性说明酶催化的专一性砖红色砖红色 无砖红色无砖红色 低温低温不破坏蛋不破坏蛋白质的分子结构，白质的分子结构，高温高温会导致蛋白质会导致蛋白质分子发生变性，而分子发生变性，而蛋白质的变性是不蛋白质的变性是不可逆的，所以在最可逆的，所以在最适温度两侧的曲线适温度两

11、侧的曲线是不对称的。是不对称的。一般来说影响蛋白质活性的因素都能影响酶的活性。一般来说影响蛋白质活性的因素都能影响酶的活性。酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图（课本（课本P85P85）酶酶促促反反应应速速度度温度温度最适温度最适温度高温高温在最适在最适pHpH值两侧的值两侧的曲线基本是对称的曲线基本是对称的 酶活性受酶活性受PHPH影响示意图影响示意图（课本（课本P85P85）酶酶促促反反应应速速度度PHPH值值最适最适PHPH值值在一定在一定pHpH范围内，范围内，随着随着pHpH的升高，酶的升高，酶的催化作用增强；超的催化作用增强；超过酶的最适过酶的最适pHpH后，后，随随pHp

12、H的升高，酶的的升高，酶的催化作用减弱。催化作用减弱。过酸、过碱使酶的空间结构过酸、过碱使酶的空间结构遭到破坏，遭到破坏，使酶变性使酶变性失活。失活。过过酸酸过过碱碱小结小结酶酶促促反反应应速速度度温度温度最适温度最适温度1 1、温度、温度酶酶促促反反应应速速度度PHPH值值最适最适PHPH值值2 2、PHPH值值唾液淀粉酶唾液淀粉酶: 6.8: 6.8胃蛋白酶胃蛋白酶:1.52.2:1.52.2胰蛋白酶胰蛋白酶: 8.0 9.0: 8.0 9.0脂肪酶脂肪酶:8.3:8.3人体内常用的几种酶的最适人体内常用的几种酶的最适PHPH值值中性环境中性环境PH7PH7酸性环境酸性环境PH2PH2小肠

13、中各种酶小肠中各种酶碱性环境碱性环境PH8PH8食物的消化食物的消化淀粉淀粉麦芽糖麦芽糖葡萄糖葡萄糖唾液淀粉酶唾液淀粉酶胰、肠淀粉酶胰、肠淀粉酶胰麦芽糖酶胰麦芽糖酶肠麦芽糖酶肠麦芽糖酶蛋白质蛋白质多肽多肽氨基酸氨基酸胃蛋白酶胃蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶肽酶肽酶（胰、肠）（胰、肠）脂肪脂肪脂肪微粒脂肪微粒甘油和脂肪酸甘油和脂肪酸胆汁胆汁乳化作用乳化作用胰脂肪酶胰脂肪酶肠脂肪酶肠脂肪酶拓展题（课本拓展题（课本P86P86二、二、1 1、）、）（1 1）A A点：随着反应底物浓度的增加，点：随着反应底物浓度的增加， 反应速率加快。反应速率加快。 B B点：反应速率在此时达到最高。点：反应速率在此时达到最

14、高。 C C点：反应速率不再随反应底物浓点：反应速率不再随反应底物浓 度的增加而升高，维持在相度的增加而升高，维持在相 对稳定的水平。对稳定的水平。（2 2）如果）如果A A点时点时温度升高温度升高10 10 ，曲线上升的幅度曲线上升的幅度变小。因为图中变小。因为图中原曲线表示在最原曲线表示在最适温度下催化速适温度下催化速率随底物浓度的率随底物浓度的变化。温度高于变化。温度高于或低于最适温度，或低于最适温度，反应速率都会变反应速率都会变慢。慢。拓展题（课本拓展题（课本P86P86二、二、1 1、）、）拓展题（课本拓展题（课本P86P86二、二、1 1、）、）（3 3）该曲线）该曲线表明，表明，

15、B B点的点的反应底物的浓反应底物的浓度足够大，是度足够大，是酶的数量限制酶的数量限制了反应速率的了反应速率的提高，这时加提高，这时加入少量的酶，入少量的酶，会使反应速率会使反应速率加快。加快。课本相关内容的答案课本相关内容的答案例：探究温度影响酶活性的实验，已知例：探究温度影响酶活性的实验，已知-淀粉酶的适宜淀粉酶的适宜温度为温度为55755575，现需要探究其他温度对该酶活性的影，现需要探究其他温度对该酶活性的影响。响。自变量：自变量：因变量：因变量：无关变量：无关变量：控制控制自变量自变量，以形成对照或对比；，以形成对照或对比；观察分析观察分析因变量因变量，以得出实验结果或结论；，以得出

16、实验结果或结论；无关变量无关变量保持一致。保持一致。不同的温度。不同的温度。酶的活性。酶的活性。仪器、酶用量、淀粉用量（浓度）等等。仪器、酶用量、淀粉用量（浓度）等等。（需要严格控制，以形成（需要严格控制，以形成对照对照或或对比对比）（需要认真观察、测量、记录或分析，（需要认真观察、测量、记录或分析，是得出实验结果的重要依据）是得出实验结果的重要依据）（需要严格控制，在实验中保持一致）（需要严格控制，在实验中保持一致）探究探究温度温度对对淀粉酶淀粉酶活性的影响活性的影响组组1 1：60 60 组组2 2：0 0 组组3 3：100 100 试管编号试管编号 1 12 23 34 45 56 6

17、实实验验步步骤骤一一二二三三四四实验现象实验现象结论结论探究探究温度温度对对淀粉酶淀粉酶活性的影响活性的影响各加入各加入2ml2ml（等量）淀粉（等量）淀粉溶液（溶液（若干组等量底物）若干组等量底物）各加入各加入2 2滴（等量）淀粉滴（等量）淀粉酶（酶（若干组等量酶液）若干组等量酶液）1 1、4 4号试管水浴号试管水浴加热至加热至6060一段一段时间时间2 2、5 5号试管号试管保持保持00冰水冰水一段时间一段时间3 3、6 6号试管水浴号试管水浴加热至加热至100100一一段时间段时间同温度的底物与酶液混合，同温度的底物与酶液混合，在各自所控制的温度下处理一段时间在各自所控制的温度下处理一段时间各加入各加入2 2滴（等量）碘液，振荡滴（等量）碘液，振荡不变蓝色不变蓝色变蓝色变蓝色变蓝色变蓝色酶的活性受温度影响酶的活性受温度影响步步骤骤项目项目试管试管A AB B