降低化学反应活化能的酶ty

1、新叶伸向和煦的阳光，新叶伸向和煦的阳光，蚱蜢觊觎绿叶的芬芳。蚱蜢觊觎绿叶的芬芳。它们为生存而获取能量，它们为生存而获取能量，能量在细胞里流转激荡！能量在细胞里流转激荡！1.1.为何要将肉块放在笼子里？为何要将肉块放在笼子里？用排除了胃对肉块的物理性消化用排除了胃对肉块的物理性消化2.2.对肉起消化作用的是什么物质？对肉起消化作用的是什么物质？ 酶酶3.3.进行肉类消化的过程的条件是怎样的？进行肉类消化的过程的条件是怎样的？极温和的，即常温常压下极温和的，即常温常压下4.4.在实验室里，能否也让肉块分解？能的话需要怎样的条件？在实验室里，能否也让肉块分解？能的话需要怎样的条件？能。但要在高温、高

2、压、强酸、强碱等剧烈的条件下才能进行。能。但要在高温、高压、强酸、强碱等剧烈的条件下才能进行。细胞代谢细胞代谢: : 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。（一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用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过氧化氢酶过氧化氢酶有害有害HH2 2OO2 2 FeClFeCl3 3HH2 2O + OO + O2 2控制变量与对照实验：控制变量与对照实验：自变量：实验中自变量：实验中 的变量。的变量。因变量：随因变量：随 而变化的变量。而变化的变量。无关变量：无关变量：除自变量外，实验过程中

3、可能还会存在一除自变量外，实验过程中可能还会存在一 些些 ，对，对 造成影响造成影响。实验设计的基本原则：对照性原则；单因子变量原则；实验设计的基本原则：对照性原则；单因子变量原则； 等量性原则；科学性原则等量性原则；科学性原则对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。的实验叫做对照实验。对照实验一般要设置对照组与实验组。对照实验一般要设置对照组与实验组。 人为控制改变人为控制改变自变量自变量实验结果实验结果可变因素可变因素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试管编号试管编号1 12 23 34 4每

4、支试管加每支试管加 过氧化氢溶液过氧化氢溶液9090水浴水浴滴入滴入2 2滴滴FeClFeCl3 3溶液溶液滴入滴入2 2滴肝滴肝脏研磨液脏研磨液不处理不处理 结果结果第二步第二步第一步第一步2ml实验步骤实验步骤步骤步骤试管编号试管编号 说明说明1 12 23 34 4 一一二二 观观察察结论结论2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温90FeCl3肝脏研肝脏研磨液磨液2 2滴滴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 不复燃不复燃变亮变亮复燃复燃过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快过氧化氢

5、在过氧化氢酶的作用下分解速率最快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 H H2 2OO2 2 浓度浓度剂量剂量剂量剂量气泡产生气泡产生带火星的木条带火星的木条对照实验对照实验对照组对照组实验组实验组实验步骤：实验步骤：(1)(1)与与1 1号试管相比，号试管相比，2 2号试管出现什么不同的现象？这一现象说号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？明什么？ 2 2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率的分解，提高反应速率 (2)(2)在细胞中，能通过加热来提高反应速率吗？在细胞中，能通

6、过加热来提高反应速率吗？ 不能不能(3)3(3)3号和号和4 4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？ 在一定催化剂和较温和的条件下，过氧化氢就可以被分解。在一定催化剂和较温和的条件下，过氧化氢就可以被分解。(4)3(4)3号试管与号试管与4 4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？ 4 4号试管中的反应速率快，可以说明，与无机催化剂号试管中的反应速率快，可以说明，与无机催化剂Fe3+Fe

7、3+相比，过氧化氢的催化效率要高出很多相比，过氧化氢的催化效率要高出很多(5)(5)这个实验为什么要选择新鲜的肝脏？为什么要研磨？这个实验为什么要选择新鲜的肝脏？为什么要研磨？ 因为过氧化氢酶是蛋白质，放置久了会受到细菌的作用，因为过氧化氢酶是蛋白质，放置久了会受到细菌的作用，使组织中的酶分子数量减少或活性降低。研磨目的是使细胞内的使组织中的酶分子数量减少或活性降低。研磨目的是使细胞内的过氧化氢酶充分释放出来，加大过氧化氢酶与过氧化氢的接触面过氧化氢酶充分释放出来，加大过氧化氢酶与过氧化氢的接触面积，加速分解。积，加速分解。(6)(6)滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什滴入肝

8、脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？么？ 不能。否则滴入的氯化铁溶液中因含有少量肝脏研磨液而不能。否则滴入的氯化铁溶液中因含有少量肝脏研磨液而影响实验结果的准确性影响实验结果的准确性 1）与）与1号试管相比，号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？了什么？2号试管，号试管，加热加热能促进能促进H2O2的分解的分解,提高反应速率；提高反应速率；2） 3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？FeCl3中的中的Fe3+ 和新鲜肝脏中的和新鲜肝脏中的过氧化氢酶过氧化氢酶都能加快过氧

9、化都能加快过氧化氢分解的速率，氢分解的速率，3）3号试管和号试管和4号试管相比，号试管相比，4号试管中的反应速率快号试管中的反应速率快,这说明这说明了什么？了什么？过氧化氢酶比过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率的催化效率高高得多，得多，试一试对现象的分析试一试对现象的分析问题质疑：问题质疑：1 1、与、与1 1号试管相比，为什么号试管相比，为什么2 2号试管加热后过氧化氢就号试管加热后过氧化氢就能分解？能分解？加热使反应加快的本质：加热使反应加快的本质：使使过氧化氢过氧化氢分子得到能量，分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。从常态转变为容易分解的活跃状态。 分子从分子从常态常态转变为容易

10、发生化学反应的转变为容易发生化学反应的活活跃状态跃状态所需要的所需要的能量能量称为称为 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才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。在温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地降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能 分子从分子从常态常态转变为容易发生化学反应的转变为容易发生化学反应的活跃状态活跃状态所需要的能量。所需要的能量。酶只缩短到酶只缩短到达化学平衡达化学平衡的时间，但的时间，但不改变化学

11、不改变化学反应的平衡反应的平衡点点生成物产量只与反应物的量生成物产量只与反应物的量有关有关2.酶的本质酶的本质阅读教材阅读教材P81页页,关于酶本质的探索关于酶本质的探索酶的本质酶的本质巴斯德在显微镜下观察到酵母细胞巴斯德在显微镜下观察到酵母细胞,他他的观点哪些是正确的的观点哪些是正确的,哪些是错误的哪些是错误的?李比希的观点呢李比希的观点呢? 巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的；李比希认为引起发酵是细在起作用是不正确的；李比希认为引起发酵是细胞中的某

12、些物质是合理的，但是认为这些物质只胞中的某些物质是合理的，但是认为这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的。巴是微生物学家，特别强调生物体或细正确的。巴是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用胞的作用 ；李是化学家，倾向于从化学角度考；李是化学家，倾向于从化学角度考虑问题。虑问题。毕希纳实验示意图毕希纳实验示意图,从中可得出什么结论从中可得出什么结论?为什么当时为什么当时只能推测酶是蛋白质只能推测酶是蛋白质,而不能证明酶是蛋白质而不能证明酶是蛋白质?酶的本质酶的本质 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

13、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。是谁最先鉴定出酶的化学本质？为什么在他是谁最先鉴定出酶的化学本质？为什么在他之前很难鉴定？之前很难鉴定？萨姆纳萨姆纳切赫切赫奥特曼奥特曼请思考请思考:1.萨姆纳历时萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质年才证明脲酶是蛋白质,并因此获得诺贝尔奖并因此获得诺贝尔奖.你认为他成功的主你认为他成功的主要原因是什么要原因是什么?（正确的科学方法，坚（正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。）纯出来。成功属于不畏艰苦的人。）2.请给酶下一个较完整

14、的定义请给酶下一个较完整的定义.酶是由活细胞产生具有催化作用的有机物酶是由活细胞产生具有催化作用的有机物发酵是纯化学反应，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李比希李比希毕希纳毕希纳萨姆纳萨姆纳VSVS其他科学家其他科学家切赫和奥特曼切赫和奥特曼发酵与死细胞发酵与死细胞中的物质有关中的物质有关发酵与发酵与活细胞活细胞有关有关 死细胞中的物死细胞中的物质和活细胞都质和活细胞都能引起发酵能引起发酵脲酶是脲酶是蛋白质蛋白质胃蛋白酶等许多胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质酶也是蛋白质 少数酶是少数酶是RNARNA五、酶及其本质的发现过程五、酶及其本质的发现过程小结：关小结：关 于于 酶酶

15、 本本 质质 的的 探探 索索巴斯德以前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。巴斯德以前：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，发酵是整个细胞而不是细胞中的发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的 物质在起作用。物质在起作用。李比希：李比希：引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能起作用。酵母细胞死亡并裂解后才能起作用。比希纳：比希纳：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞裂解后继续起酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞裂解后继续起催化作用。就像在活酵母细胞中一样。催化作用。就像在活酵母细胞

16、中一样。萨姆纳：萨姆纳：提取脲酶并确定其为蛋白质。提取脲酶并确定其为蛋白质。奥特曼：奥特曼：少数少数RNARNA也是酶。也是酶。目前已有发现目前已有发现DNADNA具有催化活性的报道。具有催化活性的报道。酶的本质大部分酶是蛋白质，也有少大部分酶是蛋白质，也有少数是数是RNA酶的活细胞产生的一类具有酶的活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物生物催化作用的有机物（一）酶具有高效性（一）酶具有高效性 比无机催化剂的效率高比无机催化剂的效率高10107 710101313倍。倍。 步骤步骤试管试管1 1试管试管2 21 12ml2ml可溶性淀粉可溶性淀粉2ml2ml蔗糖溶液蔗糖溶液2 22ml2ml

17、新鲜淀粉酶溶液，振荡，新鲜淀粉酶溶液，振荡，6060水浴水浴保温保温5min5min3 32ml2ml斐林试剂，边加边轻轻振荡斐林试剂，边加边轻轻振荡4 4水浴煮沸水浴煮沸1min1min结果结果出现出现砖红色沉淀砖红色沉淀无无砖红色沉淀砖红色沉淀酶的特性酶的特性 专一性专一性（二）酶具有专一性（二）酶具有专一性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。如淀粉酶只能催化淀粉分解成麦芽糖，而不能分解蔗糖如淀粉酶只能催化淀粉分解成麦芽糖，而不能分解蔗糖酶促反应速率最快时的环境温度称为酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的该酶促反应的最适温度最适温度0最适温度最适

18、温度t/mmol. s-1酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图 一般地，动物体内的酶一般地，动物体内的酶最适温度在最适温度在35403540之间；之间；植物体内的酶最适温度在植物体内的酶最适温度在40504050之间；之间；细菌和真菌体内的酶最适温细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。度差别较大。温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响试管编号试管编号处理处理C1C2C3C4C5加入新鲜淀粉酶溶加入新鲜淀粉酶溶液液1毫升毫升1毫升毫升1毫升毫升1毫升毫升1毫升毫升加入缓冲液调节加入缓冲液调节PH值值更酸更酸酸酸7碱碱更碱更碱加入可溶性淀粉液加入可溶性淀粉液2毫升毫升2毫升毫升2毫升毫升2毫升

19、毫升2毫升毫升振荡试管后，在振荡试管后，在60恒温水浴中静置恒温水浴中静置1min加入配好的斐林试加入配好的斐林试剂剂1毫升毫升1毫升毫升1毫升毫升1毫升毫升1毫毫升升轻轻振荡试管，煮沸轻轻振荡试管，煮沸1min结果（颜色）结果（颜色）结论结论pH对酶活性的影响对酶活性的影响本实验中也可将过氧化氢酶和本实验中也可将过氧化氢酶和H2O2分别调至同一分别调至同一pH再混合，以保证反应一开始便达到预设再混合，以保证反应一开始便达到预设pH。本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉分解，因为淀粉酶本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉分解，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。催化的底物淀粉在酸性条件下也会

20、发生水解反应。反应溶液反应溶液pH会对酶的活性有影响会对酶的活性有影响/mmol. s-1最适最适pH0pH酶活性受酶活性受pH影响示意图影响示意图 一般地，动物体内的一般地，动物体内的酶最适酶最适pHpH在在6.58.06.58.0之间；之间；植物体内的酶最适温度植物体内的酶最适温度在在4.56.54.56.5之间；之间；细菌和真菌体内的酶最细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。适温度差别较大。pH对酶活性的影响对酶活性的影响酶的名称酶的名称最适最适PH过氧化氢酶（肝）过氧化氢酶（肝）6.8唾液淀粉酶唾液淀粉酶 6.8脂肪酶脂肪酶 8.3胰蛋白酶胰蛋白酶8.09.0胃蛋白酶胃蛋白酶 1.52.

21、2pH对酶活性的影响对酶活性的影响 1、在温度对酶活性影响的实验中，为什么要在、在温度对酶活性影响的实验中，为什么要在加入淀粉酶溶液之前控制好各自的温度？加入淀粉酶溶液之前控制好各自的温度？ 防止在控制温度之前淀粉酶已将淀粉水解，防止在控制温度之前淀粉酶已将淀粉水解，从而失去对照作用，影响实验效果。从而失去对照作用，影响实验效果。问题讨论问题讨论 2、pH对酶活性影响的实验中，能不能先加淀粉对酶活性影响的实验中，能不能先加淀粉溶液和淀粉酶溶液，后加蒸馏水、氢氧化钠、盐溶液和淀粉酶溶液，后加蒸馏水、氢氧化钠、盐酸？为什么？酸？为什么？ 不能，这样可能在改变溶液不能，这样可能在改变溶液pH之前淀之

22、前淀粉酶已将淀粉水解，从而影响实验效果。粉酶已将淀粉水解，从而影响实验效果。（三）酶的作用条件较温和（三）酶的作用条件较温和娇气的酶娇气的酶 酶一般在酶一般在比较温和的条件比较温和的条件下催化化学下催化化学反应的进行。反应的进行。 （三）影响酶活性的条件（三）影响酶活性的条件 1.1.温度温度最适温度最适温度最适最适PHPH2.PH2.PH值值温度温度速度速度速度速度PHPH（1 1）动物的最适温度在）动物的最适温度在35354040之间；之间；植物的是植物的是40 40 50 50 （2 2）动物的最适）动物的最适PHPH在在6.58.06.58.0之间；植物之间；植物的是的是4.5 6.5

23、 4.5 6.5 酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图最适温度最适温度t/mmol. s/mmol. s-1 -1酶活性受酶活性受pH值影响示意图值影响示意图低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响一样的吗？一样的吗？抑制抑制失活失活失活失活失活失活影响酶促反应速率的因影响酶促反应速率的因素？素？1、温度、pH2、底物浓度3、酶浓度4、生成物浓度5、激活剂和抑制剂2.2.底物浓度底物浓度 酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不

24、再增加，原因是受到再增加，原因是受到酶数量的限制酶数量的限制。 3.3.酶浓度酶浓度 在底物充足、其他条件适宜且固定的条在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，件下，酶促反应速率与酶浓度成正相关。酶促反应速率与酶浓度成正相关。 4.4.生成物浓度生成物浓度 在生成物浓度较低时，反应速率随反应时间能在生成物浓度较低时，反应速率随反应时间能较长时间保持不变较长时间保持不变，在生成物浓度较高时，反应在生成物浓度较高时，反应速率会明显下降速率会明显下降底物（生成物）浓度底物（生成物）浓度反应速率5.5.激活剂和抑制剂激活剂和抑制剂 激活剂激活剂：酶的活性常受到某些物质影响，有些物质能 增加酶的活性，称

25、为酶的激活剂； 抑制剂抑制剂：另一些物质则降低酶的活性，称为抑制剂。 很少量的激活剂或抑制剂就会影响酶的活性，而且常具有特异性（值得注意的是激活剂和抑制剂不是绝对的，有些物质在低浓度时为某种酶的激活剂，而在高浓度时则成为该酶的抑制剂，NaCl是唾液淀粉酶的激活剂，但NaCl浓度到1/3饱和度时就可抑制唾液淀粉酶的活性）。 1 1、酶的特性、酶的特性（1 1）酶具有高效性）酶具有高效性（2 2）酶具有专一性）酶具有专一性（3 3）酶的作用条件较温和）酶的作用条件较温和温度影响酶的活性温度影响酶的活性PHPH值影响酶的活性值影响酶的活性2 2、对照性实验设、对照性实验设计原则计原则 （1 1）单因

26、子变量原则）单因子变量原则 （2 2）对照性原则）对照性原则 （3 3）等量原则）等量原则课堂小结课堂小结酶催化反应的机制（底物酶催化反应的机制（底物-酶结合）酶结合）练习练习P82P822.2.提示：（提示：（1 1）细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反）细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要高效率地进行，酶的催化效率比无机应，这些化学反应需要高效率地进行，酶的催化效率比无机催化剂高得多。催化剂高得多。（2 2）细胞内的化学反应需要在常温、常压、酸碱度适中等温）细胞内的化学反应需要在常温、常压、酸碱度适中等温和条件下进行，无机催化剂常常需要辅助以高温、高压、强和条件下进行，无机催化剂常常需要辅助以高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件才能有较高的催化效率。酸、强碱等剧烈条件才能有较高的催化效率。3.D3.