降低化学反应活化能酶

1、降低化学反应活化能酶降低化学反应活化能酶学习目标学习目标： 1、说明酶在代谢中的作用、说明酶在代谢中的作用 2、理解活化能、理解活化能 3、理解酶的催化原理（重点）、理解酶的催化原理（重点） 4、理解酶的本质、理解酶的本质 5、学会控制变量设计对照实验、学会控制变量设计对照实验（难点）（难点）2022-3-421 1、这个实验要解决什么问题？、这个实验要解决什么问题？ 为何要将肉放在金属笼子里？为何要将肉放在金属笼子里？2 2、是什么使肉块消失了？、是什么使肉块消失了？3 3、怎样才能证明你的推测？、怎样才能证明你的推测？鸟类的胃中是否只有物理消鸟类的胃中是否只有物理消化，而无化学消化。化，而

2、无化学消化。胃内的化学物质胃内的化学物质收集胃内的化学物质，看体外是收集胃内的化学物质，看体外是 否能将肉分解。否能将肉分解。排除物理消化的干扰排除物理消化的干扰你能想到的细胞中你能想到的细胞中的化学反应有哪些的化学反应有哪些呢？呢？2022-3-442022-3-45 CO CO2 2+H+H2 2O O （CHCH2 2O) +OO) +O2 2光能光能 酶酶 C C6 6H H1212O O6 6+ +6H6H2 2O O+ +O O2 2 6CO 6CO2 2+ +12H12H2 2O O+ +能量能量氧气氧气酶酶 氨基酸氨基酸 多肽多肽酶酶缩合脱水缩合脱水一、酶的作用和本质一、酶的作

3、用和本质叶绿体叶绿体线粒体线粒体核糖体核糖体 细胞中每时每刻都进行细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为着许多化学反应，统称为细胞代谢细胞代谢细胞代谢细胞代谢场所：细胞内场所：细胞内实质：细胞中进行的各种化实质：细胞中进行的各种化学反应的统称学反应的统称功能：细胞代谢是细胞生命功能：细胞代谢是细胞生命活动的基础活动的基础在这些细胞代谢中酶在这些细胞代谢中酶有什么作用呢？有什么作用呢？ 细胞代谢是细胞生细胞代谢是细胞生命活动的基础，但命活动的基础，但在代谢时会产生一在代谢时会产生一些有害的物质些有害的物质:比如比如H2O22022-3-47比较过氧化氢在不同比较过氧化氢在不同条件下的分解条件

4、下的分解二、酶的作用二、酶的作用实验原理实验原理：水浴加热水浴加热、 肝脏研磨液中肝脏研磨液中的过氧化氢酶、的过氧化氢酶、FeClFeCl3 3、均可均可影响过氧化氢的分解速率。影响过氧化氢的分解速率。观察气泡数目和比较对卫生观察气泡数目和比较对卫生香的助燃程度判断分解速度。香的助燃程度判断分解速度。2022-3-410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2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%3%3%3%3%常温常温9090FeClFeCl3 3肝脏研肝脏研磨液磨液2 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

5、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自变量因变量因变量无关变量无关变量变量变量 2 2 2 2 浓度浓度剂量剂量剂量剂量气泡产生气泡产生卫生香燃烧卫生香燃烧对照实验对照实验对照组对照组实验组实验组2022-3-411实验结论实验结论1 1号试管与号试管与2 2号试管对照，说明号试管对照，说明1 1号试管与号试管与3 3号试管对照，说明号试管对照，说明1 1号试管与号试管与4 4号试管对照，说明号试管对照，说明3 3号试管与号试管与4 4号试管对照，说明号试管对照，说明12131434加热可以加快过氧化氢分解加热可以加快过

6、氧化氢分解FeClFeCl3 3能催化能催化H H2 2O O2 2分解分解过氧化氢酶能催化过过氧化氢酶能催化过H H2 2O O2 2的分解的分解过氧化氢酶的催化效率比过氧化氢酶的催化效率比FeClFeCl3 3高高实验注意事项：实验注意事项：新鲜：过氧化氢酶的含量多，活性高。新鲜：过氧化氢酶的含量多，活性高。研磨液：增加接触面积，加速过氧化研磨液：增加接触面积，加速过氧化氢的分解。氢的分解。提醒：滴加肝脏研磨液和氯化铁溶液提醒：滴加肝脏研磨液和氯化铁溶液时不能共用一个滴管，原因：酶的催时不能共用一个滴管，原因：酶的催化效率高，试管壁上残留的少量研磨化效率高，试管壁上残留的少量研磨液会影响实

7、验结果的准确性。液会影响实验结果的准确性。实验过程实验过程试管编号试管编号1 12 23 34 41 1分钟后，将点燃的卫分钟后，将点燃的卫生香放在液面的上方生香放在液面的上方每支试管加每支试管加2ml 过氧化氢溶液过氧化氢溶液第一步第一步第二步第二步实实验验结结果果空白空白90水浴水浴滴入滴入2 滴滴FeCl3溶液溶液滴入滴入2滴肝滴肝脏研磨液脏研磨液 和和1号试管相比，号试管相比， 2号试管出现什么不同的现号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？象？这一现象说明什么？ 加热能促进过氧化氢分解加热能促进过氧化氢分解 在细胞内在细胞内,能通过加热来提高反应速率吗能通过加热来提高反应速率吗?

8、 不能，温度过高会造成生物的细胞死亡不能，温度过高会造成生物的细胞死亡 3号和号和4号试管未经加热，也有大量的气泡产号试管未经加热，也有大量的气泡产生，这说明什么？生，这说明什么？ Fe3+和过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解和过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解,起催化作用起催化作用 3号和号和4号试管相比，哪支试管中的反应速率号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？快？这说明什么？ 过氧化氢酶比过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高的多的催化效率高的多讨论：实验结论：实验结论： 酶（有机催化剂）的催酶（有机催化剂）的催化效率比无机催化剂的催化作用化效率比无机催化剂的催化作用更显著（高效性）。更显著

9、（高效性）。v1对照原则对照原则v2单一变量原则单一变量原则总结实验设计的原则总结实验设计的原则：思考：加热思考：加热FeCl3过氧过氧化氢酶都促进了化氢酶都促进了22的分解的分解,那么他们的原那么他们的原理是否一样呢？理是否一样呢？让我们一起来看看反应的过程吧：2022-3-416二、酶在细胞代谢中的作用二、酶在细胞代谢中的作用 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。的活跃状态所需要的能量。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

10、化能。同无机催化相比，酶能更显著地降低化学同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。反应的活化能，因而催化效率更高。 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才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。能在温和的条件下快速进行。二、酶的作用二、酶的作用abc1 1同无机催化剂相比，酶具有更高的同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因是催化效率的原因是( )( ) A A能降低反应的活化能能降低反应的活化能 B B能供给反应物能量能供给反应物能量 C C改变了反应的途径改变了反应的途径 D D降低反应活化能的作用更显著降低反应活化能的作用更显著2022-3-4

11、19D 当堂达标当堂达标2 2、关于活化能，下列说法不正确的是、关于活化能，下列说法不正确的是（ ） A A是反应物分子从常态变为活跃状是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量态所需要的能量 B B加热、加压通常能使反应物分子加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能获得足够的活化能 C C无机催化剂使反应物分子获得的无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更多而加快反应速率活化能的总量更多而加快反应速率 D D酶能降低反应物分子发生反应的酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易进行活化能而使反应更容易进行2022-3-420C 3 3酶具有极强催化功能的原因是酶具有极强催化功能的

12、原因是 （ ） A A、增强了反应物之间的接触面、增强了反应物之间的接触面 B B、降低了反应物分子的活化能、降低了反应物分子的活化能 C C、提高了反应物分子的活化能、提高了反应物分子的活化能 D D、酶提供使反应开始所必须的活化、酶提供使反应开始所必须的活化能能2022-3-421B2022-3-4224 4、下列各图中、下列各图中, ,表示有酶催化的反应曲线，表示有酶催化的反应曲线，表示没有酶催化的反应曲线表示没有酶催化的反应曲线,E,E表示酶降表示酶降 低的活化能。正确的图解是低的活化能。正确的图解是 ( )( )C 二、酶的本质二、酶的本质2022-3-4资料资料巴斯德巴斯德李比希李

13、比希 毕希纳毕希纳 萨姆纳萨姆纳切赫切赫奥特曼奥特曼用用3分钟的时间阅读课本分钟的时间阅读课本P81-82“关于酶本质的探索关于酶本质的探索”他们在酶的认识历程他们在酶的认识历程中分别有什么发现？中分别有什么发现？ 思考思考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，发发酵与活细胞有关，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细胞中的某些引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵物质，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

14、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酶是蛋白质脲酶是蛋白质李比希李比希切赫、奥特曼切赫、奥特曼RNARNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能2022-3-425酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物其中绝大多数酶是蛋白质，少数是其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNARNA。来源来源功能功能化学本质化学本质活细胞产生活细胞产生催化作用催化作用绝大多数是蛋白质，绝大多数是蛋白质，少数可为少数可为RNARNA总结酶的定义总结酶的定

15、义作用本质：降低化学反应的活化能。作用本质：降低化学反应的活化能。1.酶的本质及生理功能酶的本质及生理功能化学本质化学本质绝大多数是蛋白质绝大多数是蛋白质少数是少数是RNA合成原料合成原料氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸合成场所合成场所核糖体核糖体细胞核、线粒体、叶绿细胞核、线粒体、叶绿体体(真核生物真核生物)化学本质化学本质绝大多数是蛋白质绝大多数是蛋白质少数是少数是RNA来源来源一般来说，活细胞都能产生酶一般来说，活细胞都能产生酶生理功能生理功能具有生物催化作用具有生物催化作用作用原理作用原理降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能 四、酶四、酶 的的 特特 性性1 1、高效性、高效性3.

16、5%3.5%的的FeClFeCl3 3溶液溶液1 1滴无滴无机催化剂机催化剂FeFe3+3+相对数量：相对数量：2525万万20%20%的新鲜肝脏研磨液的新鲜肝脏研磨液1 1滴生滴生物催化剂过氧化酶的相对数物催化剂过氧化酶的相对数量：量：1 1 一般地说，酶的催化效率是无机催化剂的一般地说，酶的催化效率是无机催化剂的10107 7-10-101313倍。酶的高效性是细胞代谢顺利进行的保证。倍。酶的高效性是细胞代谢顺利进行的保证。实验结论麦芽糖 + 葡萄糖葡萄糖 + 果糖 斐林试剂斐林试剂砖红色沉淀砖红色沉淀非还非还原糖原糖淀粉酶淀粉酶 淀粉蔗糖还原糖还原糖2.酶的专一性酶的专一性(1)表示酶专

17、一性的图解表示酶专一性的图解 A表示酶，表示酶，B表示被催化的反应物；表示被催化的反应物； 酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。每一种酶只能催化一种或一类化学反应。每一种酶只能催化一种或一类化学反应。2 2、专一性、专一性 四、酶四、酶 的的 特特 性性例如：例如：过氧化氢酶过氧化氢酶 淀粉酶淀粉酶 纤维素酶纤维素酶 果胶酶果胶酶脲酶脲酶蛋白酶蛋白酶过氧化氢过氧化氢 淀粉淀粉纤维素纤维素果胶果胶尿素尿素蛋白质蛋白质催化水解催化水解蛋白质蛋白质实验结果冰冰水水浴浴沸沸水水浴浴60碱性碱性酸性酸性中性中性(1)酶活性受温度影响酶活性受温度影响(2)酶活性受酶

18、活性受pH影响影响3 3、作用条件比较温和、作用条件比较温和低温使酶低温使酶活性降低活性降低，无催化能力（分子结构没有，无催化能力（分子结构没有改变）；改变）；高温、过酸、过碱会使酶高温、过酸、过碱会使酶失去活性失去活性，（分子结构，（分子结构发生改变）。发生改变）。 二、酶二、酶 的的 特特 性性 酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。件下进行的。（1）酶活性受温度影响示意图）酶活性受温度影响示意图 每种酶都有其最适温度，高于或低于最适温每种酶都有其最适温度，高于或低于最适温度酶的活性都会降低，过高的温度会使酶失去度酶的活性都会降低，过高的温

19、度会使酶失去活性，且不可恢复。活性，且不可恢复。（2)酶活性受酶活性受pH影响示意图影响示意图 每种酶都有其最适每种酶都有其最适PHPH值，高于或低于最适值，高于或低于最适PHPH值。酶的活性都会降低，过高或过低的值。酶的活性都会降低，过高或过低的PHPH值都会使酶失去活性，且不可恢复。值都会使酶失去活性，且不可恢复。u温度温度在一定温度范围内，酶的催化效在一定温度范围内，酶的催化效率随温度的上升而加快。率随温度的上升而加快。u酶的活性最强（催化效率最高）时的温度酶的活性最强（催化效率最高）时的温度称为最适温度。称为最适温度。u超过最适温度超过最适温度，酶的催化效率随温度的上，酶的催化效率随温

20、度的上升减慢。升减慢。u低温和高温都能抑制酶的活性，高温使酶低温和高温都能抑制酶的活性，高温使酶失活，但低温不会破坏酶的分子结构，酶的失活，但低温不会破坏酶的分子结构，酶的活性在适宜的温度下可以恢复。活性在适宜的温度下可以恢复。 当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，却发现，唾液不再具有催化淀粉以后，却发现，唾液不再具有催化淀粉分解的功能你能给出合理的解释吗？分解的功能你能给出合理的解释吗？唾液的唾液的pH为为6.27.4,胃液的胃液的pH为为0.91.5, 不同的不同的pH值影响酶值影响酶的活性。的活性。讨论：讨论：高于或低于酶的最适温度和最适高于或低于酶的最

21、适温度和最适PH值，酶值，酶的活性都会降低，甚至在高温，强酸，强碱的活性都会降低，甚至在高温，强酸，强碱的情况下，会使酶的空间结构遭到不可恢复的情况下，会使酶的空间结构遭到不可恢复的破坏，为什么酶是如此的的破坏，为什么酶是如此的“娇气娇气”？酶为生酶为生活添姿活添姿彩彩总结总结 酶和无机催化剂相酶和无机催化剂相比有高效性和专一比有高效性和专一性，但还必须要有性，但还必须要有一定的适宜条件。一定的适宜条件。1.表示表示酶高效酶高效性的曲性的曲线线拓展：拓展：ABC(1)、AB曲线相比，说明酶具有高效性。曲线相比，说明酶具有高效性。(2)、AC曲线相比，说明酶具有催化作用曲线相比，说明酶具有催化作用(3)、意义：保证细胞代谢顺利进行。、意义：保证细胞代谢顺利进行。(2)表示表示酶专一性酶专一性的曲线的曲线在在A反应物中加入酶反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶加快，说明酶A催化底物催化底物A参加反应；参加反应；在在A反应物中加入酶反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，反应速率和未加酶时相同，说明酶说明酶B不催化底物不催化底物A参加反应。参加反应。3.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响底