降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶2013、11

1、第第1 1節(jié)節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第第5 5章章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用一一 酶的作用和本質(zhì)酶的作用和本質(zhì)v17731773年年, ,意大利意大利科學(xué)家科學(xué)家斯巴蘭札斯巴蘭札尼尼 用用“金屬籠肉金屬籠肉塊塊”實(shí)驗(yàn)推斷胃實(shí)驗(yàn)推斷胃液中一定含有消液中一定含有消化肉塊的物質(zhì)?；鈮K的物質(zhì)。一一 酶的作用和本質(zhì)酶的作用和本質(zhì)問題探討問題探討（課本（課本P78P78）一一 酶的作用和本質(zhì)酶的作用和本質(zhì)（課本（課本P78P78）比較過氧化氫在不同條件下的分解比較過氧化氫在不同條件下的分解（一）酶在細(xì)胞代謝中的作用（一）酶在細(xì)胞代謝中的作用 HH2 2O O2 2

2、 H2 2O + O2 2實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一一 酶的作用和本質(zhì)酶的作用和本質(zhì)2 22 2 濃度濃度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3自變量自變量因變量因變量無關(guān)變量無關(guān)變量對照組對照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組對照實(shí)驗(yàn)對照實(shí)驗(yàn)比較過氧化氫在不同條件下的分解比較過氧化氫在不同條件下的分解變量變量 對照原則對照原則: :設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)，既要有設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)，既要有對照組又要有實(shí)驗(yàn)組。對照組又要有實(shí)驗(yàn)組。 單一變量原則：單一變量原則：在對照實(shí)驗(yàn)中，除在對照實(shí)驗(yàn)中，除了要觀察的變量發(fā)生變化外，其他變了要觀察的變量發(fā)生變化外，其他變量都應(yīng)保持相同。量都應(yīng)保持相同。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則: :比較過氧化氫在不

3、同條件下的分解比較過氧化氫在不同條件下的分解在本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意的事項(xiàng)在本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意的事項(xiàng)（5 5）過氧化氫具有一定的腐蝕性，使用時(shí)不要讓其接）過氧化氫具有一定的腐蝕性，使用時(shí)不要讓其接觸皮膚。觸皮膚。（1 1）實(shí)驗(yàn)時(shí)肝臟必須要）實(shí)驗(yàn)時(shí)肝臟必須要新鮮新鮮。肝臟如果不新鮮，實(shí)驗(yàn)。肝臟如果不新鮮，實(shí)驗(yàn)效果不好。因?yàn)槊甘堑鞍踪|(zhì)，如果取材過早，肝細(xì)胞內(nèi)效果不好。因?yàn)槊甘堑鞍踪|(zhì)，如果取材過早，肝細(xì)胞內(nèi)的過氧化氫酶等有機(jī)物就會(huì)在腐生細(xì)菌的作用下分解，的過氧化氫酶等有機(jī)物就會(huì)在腐生細(xì)菌的作用下分解，使組織中使組織中酶的數(shù)量減少且活性降低酶的數(shù)量減少且活性降低。（2 2）要使用肝臟的）要使用肝臟的研磨液研磨

4、液，這樣可加大肝細(xì)胞內(nèi)過氧，這樣可加大肝細(xì)胞內(nèi)過氧化氫酶與試管中過氧化氫的接觸面積，從而加速過氧化化氫酶與試管中過氧化氫的接觸面積，從而加速過氧化氫的分解。氫的分解。（3 3）滴加氯化鐵和肝臟研磨液）滴加氯化鐵和肝臟研磨液不能合用一支滴管不能合用一支滴管。原。原因是酶的催化效率具有高效性，少量酶帶入氯化鐵溶液因是酶的催化效率具有高效性，少量酶帶入氯化鐵溶液中也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致得出錯(cuò)誤的結(jié)論。中也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致得出錯(cuò)誤的結(jié)論。（4 4）由于反應(yīng)速度快，要注意觀察實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。）由于反應(yīng)速度快，要注意觀察實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。降低活化能，使細(xì)胞代謝降低活化能，使細(xì)胞代謝在在溫和條件溫

5、和條件（常溫、常壓）下快速地進(jìn)行。（常溫、常壓）下快速地進(jìn)行。（課本（課本P80P80）（一）酶在細(xì)胞代謝中的作用（一）酶在細(xì)胞代謝中的作用一一 酶的作用和本質(zhì)酶的作用和本質(zhì) 催化劑可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，而且催化劑可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，而且與無機(jī)催化劑相比較，生物催化劑酶有突出的與無機(jī)催化劑相比較，生物催化劑酶有突出的優(yōu)越性優(yōu)越性 酶降低活化能的作用更顯著，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高因而催化效率更高。 （一）酶在細(xì)胞代謝中的作用（一）酶在細(xì)胞代謝中的作用（課本（課本P80P80）（一）酶在細(xì)胞代謝中的作用（一）酶在細(xì)胞代謝中的作用酶的作用機(jī)理酶的作用機(jī)理降低反降低反應(yīng)的

6、活應(yīng)的活化能，化能，加快反加快反應(yīng)的速應(yīng)的速度。度。.常態(tài)常態(tài)加熱加熱無機(jī)催化劑無機(jī)催化劑酶酶 催化劑只改變反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間，催化劑只改變反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間，并沒有改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)并沒有改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)酶的化學(xué)成分酶的化學(xué)成分 酶的來源酶的來源 酶的功能酶的功能酶是一類生物催化劑酶是一類生物催化劑蛋白質(zhì)是酶嗎？蛋白質(zhì)是酶嗎？大部分酶是蛋白質(zhì)，也有少數(shù)是大部分酶是蛋白質(zhì)，也有少數(shù)是RNARNA。（二）酶的本質(zhì)（二）酶的本質(zhì)一一 酶的作用和本質(zhì)酶的作用和本質(zhì)發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān)發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān)發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中是

7、整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)在起作用某些物質(zhì)在起作用引起細(xì)胞發(fā)酵的是細(xì)胞中的引起細(xì)胞發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡裂解后才能在酵母細(xì)胞死亡裂解后才能發(fā)揮作用發(fā)揮作用酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣酶是蛋白質(zhì)酶是蛋白質(zhì)（課本（課本P82）課本相關(guān)內(nèi)容的答案課本相關(guān)內(nèi)容的答案第第1 1節(jié)節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第第5 5章章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用二二 酶的特性酶的特性酶的定義酶的定義 酶是

8、活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有催化作用的有機(jī)物，絕大多數(shù)有催化作用的有機(jī)物，絕大多數(shù)酶是酶是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是，少數(shù)的酶是RNARNA。二二 酶的特性酶的特性（3 3）酶的作用條件較溫和）酶的作用條件較溫和二二 酶的特性酶的特性（1 1）酶）酶催化作用催化作用具有具有高效性高效性：比一般的無機(jī)催：比一般的無機(jī)催化劑高化劑高10107 710101313倍。倍。（2 2）酶）酶催化作用催化作用具有具有專一性專一性：每種酶只能催化：每種酶只能催化一種一種或或一類一類化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)。（4 4）酶具有多樣性：生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)很）酶具有多樣性：生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)很多，每個(gè)化學(xué)反應(yīng)

9、都是由專一的酶催化，因此多，每個(gè)化學(xué)反應(yīng)都是由專一的酶催化，因此酶的種類很多。酶的種類很多。（課本（課本P83P83）（課本（課本P83P83）（課本（課本P83P83）（課本（課本P79P79）實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理：淀粉和蔗糖都是非還原糖。它們在酶的催化作用下都淀粉和蔗糖都是非還原糖。它們在酶的催化作用下都能水解成還原糖（麥芽糖、葡萄糖、果糖）。還原糖能夠與斐林能水解成還原糖（麥芽糖、葡萄糖、果糖）。還原糖能夠與斐林試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色的氧化亞銅沉淀。試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色的氧化亞銅沉淀。方法步驟：方法步驟：序號(hào)序號(hào)項(xiàng)項(xiàng) 目目試管試管1 12 21 1注入可溶性淀粉溶液注

10、入可溶性淀粉溶液2mL2mL/ /2 2注入蔗糖溶液注入蔗糖溶液/ /2mL2mL3 3注入新鮮淀粉酶溶液注入新鮮淀粉酶溶液2mL2mL2mL2mL注入新配制的斐林試劑，加熱注入新配制的斐林試劑，加熱2mL2mL2mL2mL5 5結(jié)果現(xiàn)象結(jié)果現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)：探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用實(shí)驗(yàn)：探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用說明酶催化的專一性說明酶催化的專一性磚紅色磚紅色 無磚紅色無磚紅色 低溫低溫不破壞蛋不破壞蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，高溫高溫會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子發(fā)生變性，而分子發(fā)生變性，而蛋白質(zhì)的變性是不蛋白質(zhì)的變性是不可逆的，所以在最可逆的，所以在最適溫度兩側(cè)的曲線適溫度兩

11、側(cè)的曲線是不對稱的。是不對稱的。一般來說影響蛋白質(zhì)活性的因素都能影響酶的活性。一般來說影響蛋白質(zhì)活性的因素都能影響酶的活性。酶活性受溫度影響示意圖酶活性受溫度影響示意圖（課本（課本P85P85）酶酶促促反反應(yīng)應(yīng)速速度度溫度溫度最適溫度最適溫度高溫高溫在最適在最適pHpH值兩側(cè)的值兩側(cè)的曲線基本是對稱的曲線基本是對稱的 酶活性受酶活性受PHPH影響示意圖影響示意圖（課本（課本P85P85）酶酶促促反反應(yīng)應(yīng)速速度度PHPH值值最適最適PHPH值值在一定在一定pHpH范圍內(nèi)，范圍內(nèi)，隨著隨著pHpH的升高，酶的升高，酶的催化作用增強(qiáng)；超的催化作用增強(qiáng)；超過酶的最適過酶的最適pHpH后，后，隨隨pHp

12、H的升高，酶的的升高，酶的催化作用減弱。催化作用減弱。過酸、過堿使酶的空間結(jié)構(gòu)過酸、過堿使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，遭到破壞，使酶變性使酶變性失活。失活。過過酸酸過過堿堿小結(jié)小結(jié)酶酶促促反反應(yīng)應(yīng)速速度度溫度溫度最適溫度最適溫度1 1、溫度、溫度酶酶促促反反應(yīng)應(yīng)速速度度PHPH值值最適最適PHPH值值2 2、PHPH值值唾液淀粉酶唾液淀粉酶: 6.8: 6.8胃蛋白酶胃蛋白酶:1.52.2:1.52.2胰蛋白酶胰蛋白酶: 8.0 9.0: 8.0 9.0脂肪酶脂肪酶:8.3:8.3人體內(nèi)常用的幾種酶的最適人體內(nèi)常用的幾種酶的最適PHPH值值中性環(huán)境中性環(huán)境PH7PH7酸性環(huán)境酸性環(huán)境PH2PH2小腸

13、中各種酶小腸中各種酶堿性環(huán)境堿性環(huán)境PH8PH8食物的消化食物的消化淀粉淀粉麥芽糖麥芽糖葡萄糖葡萄糖唾液淀粉酶唾液淀粉酶胰、腸淀粉酶胰、腸淀粉酶胰麥芽糖酶胰麥芽糖酶腸麥芽糖酶腸麥芽糖酶蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)多肽多肽氨基酸氨基酸胃蛋白酶胃蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶肽酶肽酶（胰、腸）（胰、腸）脂肪脂肪脂肪微粒脂肪微粒甘油和脂肪酸甘油和脂肪酸膽汁膽汁乳化作用乳化作用胰脂肪酶胰脂肪酶腸脂肪酶腸脂肪酶拓展題（課本拓展題（課本P86P86二、二、1 1、）、）（1 1）A A點(diǎn)：隨著反應(yīng)底物濃度的增加，點(diǎn)：隨著反應(yīng)底物濃度的增加， 反應(yīng)速率加快。反應(yīng)速率加快。 B B點(diǎn)：反應(yīng)速率在此時(shí)達(dá)到最高。點(diǎn)：反應(yīng)速率在此時(shí)達(dá)到最

14、高。 C C點(diǎn)：反應(yīng)速率不再隨反應(yīng)底物濃點(diǎn)：反應(yīng)速率不再隨反應(yīng)底物濃 度的增加而升高，維持在相度的增加而升高，維持在相 對穩(wěn)定的水平。對穩(wěn)定的水平。（2 2）如果）如果A A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí)溫度升高溫度升高10 10 ，曲線上升的幅度曲線上升的幅度變小。因?yàn)閳D中變小。因?yàn)閳D中原曲線表示在最原曲線表示在最適溫度下催化速適溫度下催化速率隨底物濃度的率隨底物濃度的變化。溫度高于變化。溫度高于或低于最適溫度，或低于最適溫度，反應(yīng)速率都會(huì)變反應(yīng)速率都會(huì)變慢。慢。拓展題（課本拓展題（課本P86P86二、二、1 1、）、）拓展題（課本拓展題（課本P86P86二、二、1 1、）、）（3 3）該曲線）該曲線表明，表明，

15、B B點(diǎn)的點(diǎn)的反應(yīng)底物的濃反應(yīng)底物的濃度足夠大，是度足夠大，是酶的數(shù)量限制酶的數(shù)量限制了反應(yīng)速率的了反應(yīng)速率的提高，這時(shí)加提高，這時(shí)加入少量的酶，入少量的酶，會(huì)使反應(yīng)速率會(huì)使反應(yīng)速率加快。加快。課本相關(guān)內(nèi)容的答案課本相關(guān)內(nèi)容的答案例：探究溫度影響酶活性的實(shí)驗(yàn)，已知例：探究溫度影響酶活性的實(shí)驗(yàn)，已知-淀粉酶的適宜淀粉酶的適宜溫度為溫度為55755575，現(xiàn)需要探究其他溫度對該酶活性的影，現(xiàn)需要探究其他溫度對該酶活性的影響。響。自變量：自變量：因變量：因變量：無關(guān)變量：無關(guān)變量：控制控制自變量自變量，以形成對照或?qū)Ρ?；，以形成對照或?qū)Ρ?；觀察分析觀察分析因變量因變量，以得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果或結(jié)論；，以得出

16、實(shí)驗(yàn)結(jié)果或結(jié)論；無關(guān)變量無關(guān)變量保持一致。保持一致。不同的溫度。不同的溫度。酶的活性。酶的活性。儀器、酶用量、淀粉用量（濃度）等等。儀器、酶用量、淀粉用量（濃度）等等。（需要嚴(yán)格控制，以形成（需要嚴(yán)格控制，以形成對照對照或或?qū)Ρ葘Ρ龋ㄐ枰J(rèn)真觀察、測量、記錄或分析，（需要認(rèn)真觀察、測量、記錄或分析，是得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要依據(jù)）是得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要依據(jù)）（需要嚴(yán)格控制，在實(shí)驗(yàn)中保持一致）（需要嚴(yán)格控制，在實(shí)驗(yàn)中保持一致）探究探究溫度溫度對對淀粉酶淀粉酶活性的影響活性的影響組組1 1：60 60 組組2 2：0 0 組組3 3：100 100 試管編號(hào)試管編號(hào) 1 12 23 34 45 56 6

17、實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)步步驟驟一一二二三三四四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論探究探究溫度溫度對對淀粉酶淀粉酶活性的影響活性的影響各加入各加入2ml2ml（等量）淀粉（等量）淀粉溶液（溶液（若干組等量底物）若干組等量底物）各加入各加入2 2滴（等量）淀粉滴（等量）淀粉酶（酶（若干組等量酶液）若干組等量酶液）1 1、4 4號(hào)試管水浴號(hào)試管水浴加熱至加熱至6060一段一段時(shí)間時(shí)間2 2、5 5號(hào)試管號(hào)試管保持保持00冰水冰水一段時(shí)間一段時(shí)間3 3、6 6號(hào)試管水浴號(hào)試管水浴加熱至加熱至100100一一段時(shí)間段時(shí)間同溫度的底物與酶液混合，同溫度的底物與酶液混合，在各自所控制的溫度下處理一段時(shí)間在各自所控制的溫度下處理一段時(shí)間各加入各加入2 2滴（等量）碘液，振蕩滴（等量）碘液，振蕩不變藍(lán)色不變藍(lán)色變藍(lán)色變藍(lán)色變藍(lán)色變藍(lán)色酶的活性受溫度影響酶的活性受溫度影響步步驟驟項(xiàng)目項(xiàng)目試管試管A AB B