公開課：降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 提出問題 1 酶是怎樣被發(fā)現(xiàn)的 2 什么是細(xì)胞代謝 3 酶在細(xì)胞代謝中有什么作用 4 酶的化學(xué)本質(zhì)是什么 貼近生活 2 消化器官 胃起到了什么樣的作用 是不是只簡單的磨碎食物 1 早晨吃過飯 肚子里的食物會發(fā)生怎樣的變化 一 問題探討 討論一 金屬籠子有什么作用呢 討論二 是什么物質(zhì)使肉塊消失了 討論三 怎樣才能證明你的推測 排除了鳥胃中的物理性消化 胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì) 收集胃內(nèi)物質(zhì) 在體外能否分解肉塊 請思考 細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)稱 一 酶的作用和本質(zhì) 細(xì)胞代謝 葉綠體 線粒體 核糖體 是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ) 小資料 人體細(xì)胞內(nèi)所發(fā)生的反應(yīng)是非?？斓?據(jù)估計人體內(nèi)的細(xì)胞每分鐘發(fā)生的反應(yīng)超過幾百萬次 人體血液中的紅細(xì)胞每秒鐘要更新200萬個 這么多的化學(xué)反應(yīng)能夠在常溫常壓下順利進(jìn)行 正是因為細(xì)胞內(nèi)存在著生物催化劑 酶 一 酶在細(xì)胞代謝中的作用 實驗探究 比較過氧化氫在不同條件下的分解 實驗?zāi)康?通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢 了解酶的作用和意義 實驗原理 過氧化氫在高溫或鐵離子或過氧化氫酶的作用下都可分解成水和氧氣 2H2O22H2O O2 高溫 Fe3 過氧化氫酶 想一想 1 為什么要選用新鮮的豬肝 2 為什么要將豬肝制成研磨液 3 滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時 能否共用一個吸管 4 氧氣的多少可以通過哪些途徑觀察 新鮮肝臟中有較多的過氧化氫酶 使肝細(xì)胞破裂從而釋放出過氧化氫酶 不能 影響實驗的準(zhǔn)確性 氣泡的數(shù)量 帶火星木條復(fù)燃情況 與1號試管相比 2號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象 這一現(xiàn)象說明什么 90 水浴加熱 加熱可以促進(jìn)過氧化氫分解 1 3號試管和4號試管未經(jīng)加熱也有大量的氣泡產(chǎn)生 這說明什么 2 3號和4號試管相比 哪支試管反應(yīng)速率快 說明什么 Fe3 和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解 4號 說明過氧化氫酶的催化效率更高 比較過氧化氫在不同條件下的分解速率 2ml 2ml 2ml 2ml 3 3 3 3 常溫 90 FeCl3 鮮肝研磨液 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 反應(yīng)條件 對照組 實驗組 1 高溫可以加快過氧化氫分解 2 FeCl3能催化過氧化氫分解 3 過氧化氫酶能催化過氧化氫分解 4 過氧化氫酶的催化效率比FeCl3高 控制變量的科學(xué)方法 酶在細(xì)胞代謝中的作用 分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量 各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì) 加熱 Fe3 酶 提高分子的能量 降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 同無機催化相比 酶能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 因而催化效率更高 活化能 催化劑在化學(xué)反應(yīng)中的作用 酶作用的本質(zhì) 降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 高效性 當(dāng)皮膚上出現(xiàn)小傷口時 用雙氧水消毒時 能觀察到什么現(xiàn)象 你能解釋這一現(xiàn)象的原因嗎 當(dāng)皮膚上出現(xiàn)小傷口時 常用雙氧水消毒 消毒時常能觀察到有氣泡產(chǎn)生 這是因為人體細(xì)胞中的過氧化氫酶能將過氧化氫分解成水和氧氣 這氣泡就是氧氣 資料分析討論 細(xì)胞中的酶很多 它們都是蛋白質(zhì)嗎 二 酶的本質(zhì) 二 酶的本質(zhì) 1 資料分析 發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng) 與生命活動無關(guān) 巴斯德 李比希 畢希納 薩姆納 爭論 其他科學(xué)家 切赫和奧特曼 發(fā)酵與死細(xì)胞中的物質(zhì)有關(guān) 發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān) 死細(xì)胞中的物質(zhì)和活細(xì)胞都能引起發(fā)酵 脲酶是蛋白質(zhì) 胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質(zhì) 少數(shù)酶是RNA 2 歸納酶的本質(zhì)及生理功能 蛋白質(zhì) RNA 氨基酸 核糖核苷酸 核糖體 核仁 降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 生物催化作用 活細(xì)胞 酶的定義 酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機物 絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì) 少數(shù)的酶是RNA 來源 作用 化學(xué)本質(zhì) 什么是酶 酶的作用與本質(zhì) 作用 由酶催化的化學(xué)反應(yīng) 稱酶促反應(yīng)酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率為酶的活性 參與細(xì)胞代謝 催化化學(xué)反應(yīng) 三 酶的特性 和無機催化劑相比 酶的催化效率大約是其的107 1013倍 高效性 你在打球或賽跑時 需要大量的能量供應(yīng) 如果酶的催化效率很低 會發(fā)生什么情況呢 資料1 1 無機催化劑酸既能催化蛋白質(zhì)的水解 也能催化脂肪 淀粉水解 2 蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)水解 但不能催化脂肪 淀粉等的水解 3 口腔里有唾液淀粉酶 可塞進(jìn)牙縫里的肉絲兩天后還沒被消化 由上述資料大膽的提出問題 作出你的假設(shè) 出現(xiàn)磚紅色沉淀 無磚紅色沉淀 酶的專一性是普遍存在的生物體內(nèi)有些酶能夠催化某些分子結(jié)構(gòu)相近的礦物質(zhì) 如二肽酶 可以催化任何兩種氨基酸組成的二肽水解 所以 準(zhǔn)確地說 酶的專一性是指一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng) 酶的特性 專一性 酶具有專一性 東方驕子P53酶專一性的圖像分析 溫度對酶活性的影響 1 能否使用過氧化氫酶催化H2O2分解來探究溫度對酶活性的影響 2 1和1 2和2 3和3 為什么要各自在相同的溫度下保溫5min后再混合 東方驕子P54 特別提醒 酶促反應(yīng)速率最快時的環(huán)境溫度稱為該酶促反應(yīng)的最適溫度 一般地 動物體內(nèi)的酶最適溫度在35 40 之間 植物體內(nèi)的酶最適溫度在40 50 之間 細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別較大 溫度對酶活性的影響 pH對酶活性的影響 1 步驟2和步驟3能否對調(diào) 為什么 2 能否用碘液作鑒定試劑 為什么 東方驕子P54 P55 特別提醒 反應(yīng)溶液pH會對酶的活性有影響 一般地 動物體內(nèi)的酶最適pH在6 5 8 0之間 植物體內(nèi)的酶最適溫度在4 5 6 5之間 細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別較大 pH對酶活性的影響 pH對酶活性的影響 酶的作用條件較溫和 嬌氣的酶酶一般在比較溫和的條件下催化化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行 過酸過堿和高溫 酶被殺死 低溫 酶暫時失活 結(jié)論 在最適宜的溫度和最適宜的pH下 酶的活性最高 溫度和pH偏高或偏低 酶的活性都會明顯降低 過酸 過堿和高溫 都能使酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性 且不可逆 小結(jié) 酶的特性 酶的高效性 酶的專一性 酶需要適宜的條件 每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng) 酶的催化效率是無機催化劑的107 1013倍 1 下列有關(guān)對照實驗設(shè)置的敘述中 錯誤的是 A 要設(shè)置對照組和實驗組B 要遵循單因子變量原則C 無關(guān)變量要始終相同且適宜D 自變量要始終保持相同2 同無機催化劑相比 酶具有更高的催化效率的原因是 A 能降低反應(yīng)的活化能B 能供給反應(yīng)物能量C 改變了反應(yīng)的途徑D 降低反應(yīng)活化能的作用更顯著 課堂鞏固 3 關(guān)于活化能 下列說法不正確的是 A 是反應(yīng)物分子從常態(tài)變?yōu)榛钴S狀態(tài)所需要的能量B 加熱 加壓通常能使反應(yīng)物分子獲得足夠的活化能C 無機催化劑使反應(yīng)物分子獲得的活化能的總量更多而加快反應(yīng)速率D 酶能降低反應(yīng)物分子發(fā)生反應(yīng)的活化能而使反應(yīng)更容易進(jìn)行 4 同一個體內(nèi)的各類活細(xì)胞所含有的酶 A 種類有差異 數(shù)量相同B 種類有差異 數(shù)量不同C 種類無差異 數(shù)量相同D 種類無差異 數(shù)量不同 5 在探究pH對酶活性的影響的實驗中 溫度和pH分別屬于 A 自變量和因變量B 無關(guān)變量和因變量C 無關(guān)變量和自變量D 因變量和自變量 生黃豆