第五章5-1降低化学反应活化能酶ok6666

1、第第5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第一节第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶本节聚焦：本节聚焦：1.1.细胞代谢为什么离不开酶？细胞代谢为什么离不开酶？2.2.酶是什么？酶是什么？3.3.科学家是怎样研究酶的本质的？科学家是怎样研究酶的本质的？ 活细胞活细胞每时每刻进行的许多化学反应每时每刻进行的许多化学反应的总称。的总称。细胞代谢细胞代谢 (新陈代谢新陈代谢) ：（是细胞生命活动的基础）（是细胞生命活动的基础）一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用常温常态的状态下、有适合的生物催化剂常温常态的状态下、有适合的生物催化剂酶酶过氧化氢的分解、过氧化氢的

2、分解、淀粉的水解、淀粉的水解、氨基酸的脱水缩合氨基酸的脱水缩合比较过氧化氢在不同比较过氧化氢在不同条件下的条件下的分解分解实验探究：实验探究：一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用常温常态的状态下常温常态的状态下、有适合的生物催化剂有适合的生物催化剂酶酶实验目的：实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下通过比较过氧化氢在不同条件下的分解快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义的分解快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义实验原理：高温、铁离子、过氧化氢酶实验原理：高温、铁离子、过氧化氢酶 H2O2 H2O + O2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注意：注意：1、为什么要选用

3、新鲜的猪肝？、为什么要选用新鲜的猪肝？2、为什么要将猪肝制成研磨液？、为什么要将猪肝制成研磨液？实验操作、现象和结论实验操作、现象和结论试试 管管 编编 号号1234加入过氧化氢的量加入过氧化氢的量条件条件常温常温 现象现象 产生气泡多少产生气泡多少带火星卫生香检带火星卫生香检测测结论结论1.2.3.4.过氧化氢酶的催化效过氧化氢酶的催化效率比三氯化铁高率比三氯化铁高步骤及记录步骤及记录2ml2ml2ml2ml2滴滴Fecl32滴肝脏滴肝脏研磨液研磨液90 水水浴加热浴加热很少很少很多很多较多较多有助有助燃性燃性 助燃性助燃性更强更强助燃性助燃性较强较强无关变量无关变量自变量自变量因变量因变量

4、对照组对照组实验组实验组对照实验对照实验变量：实验过程中可以变化的因素。变量：实验过程中可以变化的因素。自变量：自变量：因变量：因变量：对照实验：除了一个因素以外，其余因素都对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。保持不变的实验。对照组：对照组：实验组：实验组：人为改变的变量。人为改变的变量。随着自变量的变化而变化的变量。随着自变量的变化而变化的变量。无关变量：无关变量：除自变量外，实验中其它可对实除自变量外，实验中其它可对实验结果造成影响的变量验结果造成影响的变量设计实验的原则：设计实验的原则：单一变量原则单一变量原则等量原则等量原则v已知淀粉遇碘可以变蓝，唾液淀粉酶可以分解淀

5、粉。已知淀粉遇碘可以变蓝，唾液淀粉酶可以分解淀粉。某同学做了如下实验：某同学做了如下实验：步骤步骤 试管试管A试管试管B一一2ml淀粉液淀粉液2ml淀粉液淀粉液二二2ml蒸馏水蒸馏水2ml唾液唾液三三37保温保温5分钟分钟37保温保温5分钟分钟四四加入加入4滴碘液摇匀滴碘液摇匀加入加入4滴碘液摇匀滴碘液摇匀结果结果 变蓝变蓝不变蓝不变蓝请分析上述实验中：请分析上述实验中：1、自变量是：、自变量是： 、2、因变量是：、因变量是：3、无关变量是：、无关变量是： 4、对照组是：、对照组是： 实验组是：实验组是： 蒸馏水蒸馏水唾液唾液加入碘液是否变蓝加入碘液是否变蓝保温的温度和时间等保温的温度和时间等

6、试管试管A试管试管B酶为什么能催化生物化学反应？酶为什么能催化生物化学反应？vH2O2 ( (常态常态) ) H2O2( (活跃状态活跃状态) )能量能量加热 加热为什么能加快化学反应？无催化无催化剂途径剂途径活化能：活化能： 分子从分子从常态常态转变为容易发生化学反应转变为容易发生化学反应的的活跃状态活跃状态所需要的所需要的能量。能量。常态常态活跃状态活跃状态化学反应机理化学反应机理表表 在在20 20 测得的过氧化氢分解的活化能测得的过氧化氢分解的活化能条件条件活化能活化能/kJmol-1没有催化剂催化没有催化剂催化用用Fe3+催化催化用过氧化氢酶催化用过氧化氢酶催化754329abc 如

7、图a、b、c 中，代表无酶条件下分子活化能的是 ，代表有酶条件下分子活化能的是 ；代表酶所降低的活化能的是 。cba试一试得出结论：得出结论： 同无机催化剂相比，同无机催化剂相比，酶降活化能的作用更为显酶降活化能的作用更为显著，因而催化效率更高。著，因而催化效率更高。二、酶的本质二、酶的本质资料分析：关于酶本质的探索资料分析：关于酶本质的探索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发酵与活细胞活细胞有关，发有关，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引起发酵的是细胞中的某些细胞中的

8、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细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后酵母细胞中的某些物质能够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继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳萨姆纳脲脲酶是蛋白质酶是蛋白质李比希李比希切赫、奥特曼切赫、奥特曼少数少数RNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能来源来源本质本质功能功能 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机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，少数是物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。试一试：试一试：根据你的学习，给

9、酶下一个定义。根据你的学习，给酶下一个定义。三、酶的特性三、酶的特性酶的催化效率大约是无机催化剂的酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍倍1、酶具有、酶具有高效性高效性2、酶具有、酶具有专一性专一性 至今发现的酶有至今发现的酶有4000多种多种,每种酶只能催每种酶只能催化化一种或一类一种或一类(如多肽的水解如多肽的水解)化学反应化学反应淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液实实验验步步骤骤一一二二三三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5min5min2号试管中加入号试管中加入2mL蔗糖

10、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淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色无变化无变化棕色棕色砖红色沉淀砖红色沉淀想一想：想一想：许多无机催化剂能在高温、高许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应，那压、强酸或强碱条件下催化化学反应，那么，酶起催化作用需要怎样的条件呢？么，酶起催化作用需要怎样的条件呢？探究：影响酶活性的条件探究：影响酶活性的条件酶活性酶活性:酶对化学反应的催化效率酶对化学反应的催化效率探究温度对酶活性的影响探究温度对酶活性的影响v淀粉溶液淀粉溶液v淀粉酶溶液淀粉酶溶液v冰块、热水冰块、热水v碘液碘液v试管若

11、干，烧杯若干，温度计等试管若干，烧杯若干，温度计等图图 5-3 酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图 AB段、段、B点、点、BC段表示反段表示反应的趋势如何应的趋势如何?AB段段 表示随温度升高表示随温度升高,酶酶活性活性(催化效率催化效率)增强增强.B 点点表示酶活性表示酶活性(催化效催化效率率)达到最大达到最大,此时的温度此时的温度为酶的最适温度为酶的最适温度BC段段 表示随温度升高表示随温度升高,酶酶活性活性(催化效率催化效率)减慢减慢高温高温会使酶会使酶永久失活永久失活,不可恢复不可恢复;低温低温使酶使酶活性降低活性降低,酶制剂常在低温下保存酶制剂常在低温下保存.(人体内的最适

12、温度为人体内的最适温度为37度度)探究探究pH对酶活性的影响对酶活性的影响v过氧化氢溶液过氧化氢溶液v过氧化氢酶溶液过氧化氢酶溶液v蒸馏水、蒸馏水、HCl、 NaOHv试管若干、烧杯若干、量筒、滴管、酒精灯、试管若干、烧杯若干、量筒、滴管、酒精灯、石棉网等石棉网等图图 5-4 酶活性受酶活性受pH值影响示意图值影响示意图 在在最适最适pH条件下，酶的活性条件下，酶的活性最高最高。 pH偏高或偏低偏高或偏低，酶活，酶活性都会性都会明显降低明显降低。 过酸或过碱过酸或过碱都会使酶都会使酶永久失永久失活活.人体环境中几种常见酶的人体环境中几种常见酶的最适最适pH值值:唾液淀粉酶唾液淀粉酶: pH=7

13、 胃蛋白酶胃蛋白酶: pH=1.5; 胰蛋白酶胰蛋白酶: pH=8 高温、低温、过酸和过碱对酶活性高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？的影响其本质相同吗？酶的作用条件较温和酶的作用条件较温和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ABC1.酶在细胞代酶在细胞代谢中的作用的谢中的作用的原理：原理：2.酶的本质：酶的本质：3.酶的特性酶的特性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，其中绝大多数酶是，其中绝大多数酶是蛋蛋白质白质，少数酶是，少数酶是RNARNA。降低化学反应的降低化学反应的活化能活化能高效性高效性专一性专一性作用条件温和作用条件温和本节小结本节小结淀粉溶液淀粉溶液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2 2号试管号试管3 3号试管号试管加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振荡滴，振荡试管各加入试管各加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色00冰水冰水中中5min5min加热至加热至605min605min各加入两滴碘液各加入两滴碘液振荡振荡无明显现象无明显现象只有在一定温度下酶的催化效率最好只有在一定温度下酶的催化效率最好蓝色蓝色加热至加热至1005min1005min1 1号试管号试管过氧化氢过氧化氢溶液溶液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