第五章第1节降低化学反应活化能的酶高一上学期生物人教版必修1

5.1降低化学反应活化能的酶

一.酶的作用和本质学习目标一、细胞代谢的概念二、过氧化氢在不同条件下的分解实验三、酶催化作用的原理四、酶及其本质的发现过程细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，称为：细胞代谢一、细胞代谢的概念1、关于变量（1）变量：是指实验过程中

的因素。可以变化

：是指

的变量，如氯化铁和肝脏研磨液。自变量人为改变

：是指随着自变量的变化而变化的变量。如H2O2的分解速率或酶活性。因变量

：是指除自变量外，其他对实验结果

的可能因素。如H2O2浓度,肝脏研磨液新鲜程度等。无关变量能造成影响（2）（3）（4）二、知识储备：变量的相关知识介绍2.对照实验：除了

以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。它一般要设置

组和

组。3.活化能：分子从

转变为容易发生化学反应的

状态所需要的能量称为活化能。4.通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，证明酶具有

能力，同时也证明酶具有

。其催化作用的机理是

，使细胞代谢在

条件下快速进行。一个因素对照实验常态活跃催化高效性降低化学反应的活化能温和找一找对照课本79页实验，找出下列问题的答案：1、1~4号试管中____号试管是对照组，

_____号试管是实验组。2、该实验中的自变量是：因变量是：3、2H2O22H2O+O2,该过程有气泡冒出。若反应一段时间,不再有气泡冒出,说明________；若在不增加H2O2量的前提下，使气泡的生成量增加,可采取的措施是提高__________。

酶反应结束H2O2的浓度H2O2分解速率Fecl3溶液、H2O2溶液12、3、4过氧化氢可以分解产生水和氧气以过氧化氢为例探讨酶在细胞代谢中的作用三、过氧化氢在不同条件下的分解实验比较过氧化氢在不同条件下的分解试管编号1234每支试管加过氧化氢溶液90℃水浴滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝脏研磨液不处理结果第二步第一步2ml实验步骤实验试管编号1234第一步第二步2-3min后，将点燃的卫生香分别放入试管上方，观察卫生香燃烧情况。每支试管加2ml过氧化氢溶液90℃水浴滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝脏研磨液空白1min分钟后，将点燃的卫生香放在液面的上方检验方法结果预测步骤试管编号说明1234一二

观察结论2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮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过氧化氢酶的作用下分解速率最快反应条件自变量因变量无关变量变量

H2O2

浓度剂量剂量气泡产生带火星的卫生香对照实验对照组实验组实验步骤：2号试管为什么能产生气泡？加热提供了使H2O2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，使H2O2分解为水和O2。活化能：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。·3号和4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？结论：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高！两支试管的唯一区别是催化剂不同，如果两试管的温度也不同，对实验结果有影响吗？四、酶催化作用的原理

降低了化学反应的活化能。发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德李比希毕希纳萨姆纳VS其他科学家切赫和奥特曼发酵与死细胞中的物质有关发酵与活细胞有关

死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵脲酶是蛋白质胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质少数酶是RNA五、酶及其本质的发现过程酶的定义酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA.什么是酶？来源作用化学本质(1)酶能降低反应的活化能，提高反应速率，缩短到达平衡的时间，但并不改变反应的方向。(2)反应前后酶的性质和数量均没有变化。一.细胞代谢:二.酶的本质三.酶的作用与无机催化剂相比，更加显著降低化学反应活化能绝大多数酶本质是蛋白质少数酶本质是RNA细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。四.设计实验的原则：单一变量原则(自变量/因变量）对照实验原则(对照组/实验组）活化能(KJ·mol-1)反应进程常态无酶催化Fe3+催化酶降低的活化能条件活化能(KJ·mol-1)无催化剂≈75H2O2酶≈8Fe3+≈50H2O2分解所需活化能75850Fe3+降低的活化能有酶催化同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。酶，Fe3+并未供给过氧化氢能量，但降低了化学反应活化能。第5章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶酶的特性比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的107

～1013倍。2滴肝脏研磨液2滴三氯化铁溶液1212高效性酶的特性质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。表示酶高效性的曲线(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。下图中三条线分别以下哪种情况，加入酶，加入无机催化剂和未加酶和催化剂(2)酶和催化剂只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点（即生成物的量）

蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。脲酶只能催化尿素分解，对其他化学反应不起作用。由上述资料可看出酶具有什么特性？酶的特性肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸，是否说明肽酶没有专一性？专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应。2、感冒发烧的你为什么不想吃饭呢？1、实验证明，用加酶洗衣粉时，温水的洗涤效果要比冷水好。3、我们知道口腔温度和体温差不多，而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分解的功能，你能给出合理的解释吗？（提示：唾液的pH为6.2-7.4，胃液的pH为0.9-1.5）探究影响酶活性的条件探究1

温度对酶活性的影响问题聚焦1、选择淀粉还是H2O2作为实验材料？三组，高温，低温和常温2、设计几组实验？选择几个温度？H2O2受温度影响会分解3、观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定试剂？为什么不用斐林试剂？碘液，看是否变蓝，斐林试剂鉴定需要水浴加热，会影响实验结果。

实验步骤12345观察并记录实验现象结论试管各加入2mL可溶性淀粉溶液1号试管2号试管3号试管1′试管2′试管3′试管试管各加入2mL淀粉酶溶液1和1′置于0℃冰水中保温5min2和2′置于60℃热水中保温5min3和3′置于100℃沸水中保温5min将相应温度下的两试管溶液混合均匀，在各自温度下继续保温2min试管中各滴加1～2滴碘液，摇匀蓝色不变蓝蓝色温度过高过低，都会影响酶的活性1和1’，2和2’，3和3’为什么要各自在相同的温度下保温5min后再混合？如果直接将酶加入反应物,在未达到实验设定温度的时间里,酶已经发挥作用,影响实验结果.所以在探究温度对酶活性的影响的实验里,一定要将酶、反应物分别放置在设定温度保温5min温度对酶活性的影响（1）在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而_______，但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而________。BCA（3）低温影响酶的活性，但不会使酶的_________遭到破坏，温度升高后，酶________恢复活性。但高温会导致酶_________，酶会_______活性。（2）在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的_________。升高降低最适温度空间结构能够变性失去一般地，动物体内的酶最适温度在35~40℃之间；植物体内的酶最适温度在40~50℃之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。探究2

pH对酶活性的影响问题聚焦1、选择淀粉还是H2O2作为实验材料？三组，酸性，碱性和中性2、设计几组实验？选择几个pH？H2O2，因为在酸性条件下，淀粉会发生水解反应。3、观察指标怎么确定？气泡产生数量步骤项目试管1取三支试管分别编号1232注入新鲜猪肝研磨液2滴2滴2滴2各试管分别注入2mlH2O22mlH2O22mlH2O23各试管分别滴加HCl2mlNaOH2ml蒸馏水2ml5观察并记录实验现象（气泡产生多少）结论探究2.pH对酶活性的影响实验无明显气泡无明显气泡大量气泡酶的作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会使酶活性降低。为什么在加入肝脏研磨液后，直接调节pH，然后再加入3%过氧化氢溶液？pH能不能放在最后？不能，因为酶的作用具有高效性，在调节pH之前，试管中已经发生了剧烈反应，会影响到实验结果。υ/mmol.s-1最适pH0pH酶活性受pH影响示意图（1）在一定条件下，酶活性最大时的pH值称为该酶的________。偏离该pH，不论升高还是降低，酶促反应速率都会________。pH对酶活性的影响（2）过酸，过碱都会使酶的_________遭到破坏，使酶___________。降低最适pH空间结构永久失活

一般地，动物体内的酶最适pH在6.5~8.0之间，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为1.5；植物体内的酶最适pH在4.5~6.5之间。底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响（1）甲图中在其他条件适宜、酶浓度一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度的改变怎样变化？（2）甲图中：A~B段限制因素：_____________；B以后稳定阶段限制因素：___________________________（3）乙图显示在底物足够、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率和酶浓度之间的关系：________________________________底物浓度酶的数量和酶的活性成正比酶促反应速率随底物浓度增大而加快，但当底物达到一定浓度后，酶促反应速率不再增大。温度小结：影响酶促反应速率的因素及其作用的实质pH抑制剂或激活剂酶浓度底物浓度酶活性影响影响酶与底物的接触面积酶促反应速率据表分析,下列说法正确的是(

)组别①②③3%淀粉溶液2mL2mL2mL2%α-淀粉酶溶液1mL1mL1mL反应温度0℃60℃100℃碘液2滴2滴2滴A.α-淀粉酶溶液的用量是无关变量B.本实验探究的是淀粉酶具有专一性C.淀粉溶液和酶溶液可直接混合后再在相应温度下保温D.①③组实验结果均出现蓝色,其原因都是酶永久失活AP86课后练习为了探究温度、pH对酶活性的影响,下列实验设计合理的是(

)实验编号探究课题选用材料与试剂A温度对酶活性的影响过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液B温度对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液CpH对酶活性的影响新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液DpH对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、新制的麦芽糖溶液、斐林试剂B如图表示在最适温度和