2011降低化学反应活化能的酶

1、酶,细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。,你知道吗？ 在化学反应中有没有提高化学反应速率的方法？,加热、催化剂,细胞代谢在常温常压下，为什么能顺利而快速地进行？,第三节 酶,一、酶的本质的探索,酶到底是什么物质？,1773年意大利科学家斯帕兰扎尼喂食鹰实验,1897年德国化学家毕希纳将酵母菌中引起发酵的物质称为酿酶,1926年美国科学家萨姆纳尔从刀豆中提取脲酶实验（并证明其是一种蛋白质）,20世纪30年代，提取多种酶的蛋白质结晶，并指出有催化作用,20世纪80年代，切赫和奥特曼发现少数RNA也具有催化作用,1857年巴斯德提出发酵是因酵母细胞的存在；李比希认为引起发酵的是酵母细

2、胞中的某些物质,一酶的本质的探索,一、酶的本质,酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,作用原理：显著降低反应的活化能,注意：反应前后酶的性质和数量均不变,思考：加热为什么能加快化学反应？,无酶催化,有酶催化,酶催化作用机理：降低活化能,大部分酶是蛋白质，少数是RNA。,一、酶的本质的探索,酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,实验：验证酶的化学本质,(1)证明某种酶是蛋白质,(2)证明某种酶是RNA,实验组：待测酶液+双缩脲试剂是否出现紫色反应,对照组：已知蛋白液+双缩脲试剂出现紫色反应,实验组： 对照组：,待测酶液+派洛宁染液是否呈现红色,已知RNA溶液+派洛宁染液出现红色,实验设计：注

3、意设置对照！,二、酶的分布,胞内酶(如呼吸氧化酶) 胞外酶(如各种消化酶),三、酶的功能特性,1、高效性 2、专一性 3、需要适宜的条件,三、酶的功能特性,1、高效性,缩短达到化学平衡所需时间，不改变平衡点,实验一：验证酶具有催化能力和高效性,1实验原理,比较H2O2在常温条件下，过氧化氢酶和MnO2作用下气泡产生的数量多少或卫生香复燃的剧烈程度，得出H2O2酶的催化效率。,2实验材料,3实验流程,特别注意观察比较产生气泡的多少,冒气泡时间的长短，卫生香的燃烧情况,实验一：验证酶具有催化能力和高效性,酶能催化生物化学反应； 酶的催化效率比无机催化剂高得多高效性,4.通过该实验可以得出哪些结论?

4、,意义： 保证细胞内化学反应的顺利进行； 保证细胞所需能量的稳定供应。,实验一：验证酶具有催化能力和高效性,新课堂P32-2009.全国卷,实验中为什么要选用新鲜的肝脏？ 为什么要将肝脏制成研磨液？,5.讨论,肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶的数量减少且活性降低 。,实验中为什么要选用新鲜的肝脏？ 为什么要将肝脏制成研磨液？,可以加大过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。,5.讨论,理一理：本实验审题时要找1+4要素,反应条件： MnO2 过氧化氢酶,自变量,过氧化氢分解速率,因变量,反应物的浓度 反应物的体积 外界的压强

5、等,无关变量,检测指标,观察单位时间产生气泡的多少,实验目的：验证酶具有催化能力和高效性,三、酶的功能特性,1、高效性 2、专一性,1948年，德国有机化学家Fisher提出钥匙和锁学说,三、酶的功能特性,1、高效性 2、专一性,新课堂P30,实验二：探究酶的专一性,1实验原理,2实验材料,3实验流程,实验二：探究酶的专一性,自行强化-新课堂P29案例2（2009.全国）,酶催化作用的专一性原理,实验关键及注意事项,保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键； 在实验中，质量分数为3的蔗糖溶液要现用现配； 本尼迪特试剂要水浴加热 若用唾液淀粉酶，取唾液时一定要用清水漱口， 以免食物残渣进入唾液中

6、。,实验二：探究酶的专一性,举一反三,实验中所用酶的来源不同，则所需最适温度也不同 市售的一淀粉酶：最适温度为5065； 来自人体或生物组织的淀粉酶：最适温度为37左右。 证明酶的专一性实验中，既可用不同的底物作自变量，也可用不同的酶作自变量(底物相同),实验二：探究酶的专一性,三、酶的功能特性,1、高效性 2、专一性 3、需要适宜的条件（影响酶活性因素）,温度：(动物体内酶的最适温度为3540 植物体内酶的最适温度为4050) pH： (最适pH动物体内酶大多在6.58.O 植物为4.56.8),实验三：探究pH对H2O2酶的影响,1实验原理,2实验材料,肝脏中的H2O2酶能将H2O2催化分

7、解成H2O和O2。用不同的pH缓冲液处理H2O2酶和H2O2，收集O2的产生量，比较在不同pH下H2O2酶的催化活性。,3实验流程,实验三：探究pH对H2O2酶的影响,实验方案：,实验预期 ：,使同一种酶分别处于不同的温度或pH条件下，分别催化同一种底物，观察其催化活性的变化。,高温、过酸或过碱会使酶失活 低温会抑制酶的活性,探索温度、pH对酶活性的影响,实验流程：,温度对酶活性的影响,分析一下表格：,2与3步能互换吗？为什么？,四、影响酶活性、酶促反应的因素及其曲线模型,1、酶的催化活性的表示方法：,以单位时间内(每分钟)底物减少量 或产物生成量来表示,1、酶的催化活性的表示方法：,2、研究

8、影响酶作用的因素的方法：,以单位时间内(每分钟)底物减少量或产物生成量来表示,研究某一因素对酶促反应速率的影响，应在保持其他因素不变的情况下， 单独改变研究的因素。,四、影响酶活性、酶促反应的因素及其曲线模型,3、影响酶作用的因素：酶浓度、底物浓度、温度、PH,（1）酶浓度对酶促反应的影响：,用定量分析的方法，分别在不同的某种条件下测定同一种酶的活性，据所得到的数据绘制成曲线,四、影响酶活性、酶促反应的因素及其曲线模型,（前提：底物充足、其它条件适宜情况下）,3、影响酶作用的因素：,（2）底物浓度对酶促反应的影响 ：,反应速率随底物浓度增加而加快， 反应速率与底物浓度近乎成正比。,底物浓度较低

9、时： 底物浓度较高时： 底物浓度很大且达到一定限度：,底物浓度增加，反应速率也随之加快，但不显著。,酶饱和,四、影响酶活性、酶促反应的因素及其曲线模型,（前提：酶量一定、其它条件适宜情况下）,（3）温度对酶促反应的影响,四、影响酶活性、酶促反应的因素及其曲线模型,曲线含义：,温度对酶活性的影响曲线（以人体内的酶例）,B点：在最适温度时，酶的催化效率最高,曲线含义：,温度对酶活性的影响曲线（以人体内的酶例）,AB段：低于最适温度时，随着温度的升高， 酶的催化效率逐渐提高。 （低温时酶的活性受到抑制）,曲线含义：,温度对酶活性的影响曲线（以人体内的酶例）,BC段：高于最适温度时，随着温度的升高，

10、酶的催化效率逐渐降低。 （温度过高时酶失去活性）,曲线含义：,温度对酶活性的影响曲线（以人体内的酶例）,实践应用：,活的生物材料的低温保存（低温适合酶保存）,（4）pH对酶促反应的影响,3、影响酶作用的因素：,四、影响酶活性、酶促反应的因素及其曲线模型,图表含义：B点：BA段：BC段：,pH值对酶活性的影响（以人体内的酶为例）,催化效率,pH值,2,4,6,8,10,12,胰蛋白酶,胃蛋白酶,唾液淀粉酶,pH值对酶活性的影响（以人体内的酶为例）,A,B,归纳小结,特别关注： 从酶催化作用机理看出，底物浓度，酶浓度以及影响酶活性的因素(如温度、pH值等)都将影响酶促反应速率，在研究影响酶促反应速

11、度的因素时，要遵循单因子变量原则，即所要研究的因素为自变量，其余因素为无关变量（如研究温度对酶活性影响时，除温度可变外其他因素都应相同）。,注意： 1.过酸、过碱和高温使酶的分子结构遭到破坏，失去活性,酶的特性,3、酶的作用条件较温和,2、酶具有专一性,1、酶具有高效性,原因？,因大多数酶是蛋白质，在过酸、过碱、高温、紫外线、重金属盐、农药等作用下会发生结构的改变，即发生蛋白质变性，此时，酶的催化作用消失。,注意： 1.过酸、过碱和高温使酶的分子结构遭到破坏，失去活性；,2.低温没有改变酶的分子结构，只是使酶的活性降低，温度适宜时酶的活性可恢复。,酶的特性,3、酶的作用条件较温和,2、酶具有专一性,1、酶具有高效性,五、酶与新陈代谢与基因与性状的关系,1、酶促进了新陈代谢的进行，生物体内 酶缺乏或不足就要发生代谢紊乱,2、酶是代谢产物，是受控于遗传物质而 发挥作用的有机物,说明：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控