降低化學反應活化能的酶4

1、會計學1降低化學反應活化能的酶降低化學反應活化能的酶4第1頁/共35頁1、斯帕蘭札尼對鷹的消化研究、斯帕蘭札尼對鷹的消化研究17731773年，意大利科學年，意大利科學家斯帕蘭札尼設計了家斯帕蘭札尼設計了一個巧妙的實驗：將一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段籠子吞下去。過一段時間他把小籠子取出時間他把小籠子取出來發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消來發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。失了。一、酶的作用一、酶的作用金屬籠作用？金屬籠作用？避免物理消化避免物理消化第2頁/共35頁討論一：這個實驗要解決什么問題？討論一：這個實驗要解決什么問題？討論二：是什么物

2、質(zhì)使肉塊消失了討論二：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？討論三：怎樣才能證明你的推測？鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學性消化鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學性消化 是胃內(nèi)的化學物質(zhì)將肉塊分解了是胃內(nèi)的化學物質(zhì)將肉塊分解了收集胃內(nèi)的化學物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也收集胃內(nèi)的化學物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。能將肉塊分解。 一、酶的作用一、酶的作用第3頁/共35頁葉綠體：葉綠體：CO2+H2O （CH2O) +O2光能光能 酶酶線粒體線粒體: C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量能量 酶酶核糖體：核糖體： 氨基酸氨基酸 多肽多肽酶

3、酶縮合脫水縮合脫水細胞中每時每刻都進行著許多化學反應細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統(tǒng)稱，統(tǒng)稱細胞代謝細胞代謝酶和細胞代謝有關系嗎？酶和細胞代謝有關系嗎？一、酶的作用一、酶的作用第4頁/共35頁質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為20%的新鮮肝臟的新鮮肝臟研磨液研磨液 2滴滴質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為3.5%的氯的氯 化鐵溶液化鐵溶液 2滴滴過氧化氫酶過氧化氫酶所含酶的相對數(shù)量：所含酶的相對數(shù)量：1無機催化劑：無機催化劑： Fe3+Fe3+的相對數(shù)量：的相對數(shù)量：25萬萬一、酶的作用一、酶的作用（1 1）、實驗原理：）、實驗原理：2H2H2 2O O2 2 2H2H2 2O+OO+O2 2不同條件不同條件 分解

4、分解（2）、實驗材料：）、實驗材料：新配置的體積分數(shù)為新配置的體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液的過氧化氫溶液新鮮的質(zhì)量分數(shù)為新鮮的質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟碾磨液（含過氧化氫酶的肝臟碾磨液（含過氧化氫酶）質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為3.5%的三氯化鐵溶液的三氯化鐵溶液第5頁/共35頁想一想想一想1、為什么要選用新鮮的豬肝？、為什么要選用新鮮的豬肝？2、為什么要將豬肝制成研磨液？、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，、滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時，能否共用一個吸管？為什么？能否共用一個吸管？為什么？4、氧氣的多少可以通過哪些途徑觀察？、氧氣的多少可以通過哪些途徑觀察？一、酶的作用一、酶的

5、作用第6頁/共35頁分組分組1 12 23 34 4底物：過氧化氫底物：過氧化氫2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml條條件件9090C C水浴水浴 + + FeClFeCl3 3（2 2滴）滴） + + 肝臟研磨液（肝臟研磨液（2 2滴）滴）+ +觀察觀察和記和記錄現(xiàn)錄現(xiàn)象象 氣泡產(chǎn)生速度氣泡產(chǎn)生速度 衛(wèi)生香復燃情況衛(wèi)生香復燃情況 一、酶的作用一、酶的作用（3）、實驗操作、結(jié)果）、實驗操作、結(jié)果不明顯不明顯少量少量較多較多大量大量復燃復燃迅速迅速復燃復燃對照實驗對照實驗對照組對照組 實驗組實驗組自自變變量量因因變變量量無關無關變量變量：過過氧化氧化氫的氫的濃度濃度，酸，酸堿度堿度等

6、等第7頁/共35頁各條件使反應加快的本質(zhì)各條件使反應加快的本質(zhì)： 加熱：加熱： FeFe3+3+： 酶：酶：一、酶的作用一、酶的作用（4）、實驗結(jié)論）、實驗結(jié)論酶具有催化作用，酶具有催化作用，且酶的催化速率比無機催化劑高且酶的催化速率比無機催化劑高提高分子的能量提高分子的能量降低化學反應的降低化學反應的活化能活化能 分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為需要的能量稱為活化能活化能。降低化學反應的降低化學反應的活化能活化能第8頁/共35頁第9頁/共35頁一、酶的作用一、酶的作用催化催化3 3、酶的作用機制：降低化學反應的、酶的作用機

7、制：降低化學反應的活化能活化能催化劑（無機催化劑、酶）沒有供給能量，而是降低催化劑（無機催化劑、酶）沒有供給能量，而是降低反應的活化能，促進反應進行，縮短完成時間，反應的活化能，促進反應進行，縮短完成時間，但本身不被消耗。但本身不被消耗。與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。更顯著，因而催化效率更高。正是酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和的條件正是酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和的條件下快速進行。下快速進行。 第10頁/共35頁催 化 劑 在 化 學 反 應 中 的 作 用催 化 劑 在 化 學 反 應 中 的 作 用. 無機無機催化劑

8、催化劑. 有機有機催化劑催化劑注意：催化劑只改變反應速率不改變自注意：催化劑只改變反應速率不改變自身的結(jié)構(gòu)及生成物的量身的結(jié)構(gòu)及生成物的量第11頁/共35頁巴斯德之前巴斯德之前巴斯德巴斯德李比希李比希畢希納畢希納薩姆納薩姆納切赫和奧特曼切赫和奧特曼發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關發(fā)酵與活細胞有關，發(fā)酵是發(fā)酵與活細胞有關，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中的某整個細胞而不是細胞中的某些物質(zhì)在起作用些物質(zhì)在起作用引起發(fā)酵的是細胞中的某些引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，但是這些物質(zhì)只有在物質(zhì)，但是這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡后才能發(fā)揮作用酵母細胞死亡后才能發(fā)揮作用酵母細胞中的某些

9、物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就象在活酵母細胞中一樣催化作用，就象在活酵母細胞中一樣 提取脲酶，證明是蛋白質(zhì)提取脲酶，證明是蛋白質(zhì)少數(shù)的少數(shù)的RNARNA具有催化作用具有催化作用二、酶的本質(zhì)二、酶的本質(zhì)1、關于酶本質(zhì)的探索、關于酶本質(zhì)的探索第12頁/共35頁二、酶的本質(zhì)二、酶的本質(zhì)2、酶的概念、酶的概念酶是酶是活細胞活細胞產(chǎn)生的具有產(chǎn)生的具有催化作用催化作用的的有機物有機物。本質(zhì)：本質(zhì)：來源：來源：產(chǎn)生場所：產(chǎn)生場所：合成原料：合成原料：作用：作用：作用原理（機制）作用原理（機制）：作用場所：作用場所：活細胞產(chǎn)生活細胞產(chǎn)生有機物，絕大多數(shù)

10、是蛋白質(zhì)，少部分是有機物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少部分是RNA核糖體，細胞核核糖體，細胞核氨基酸，核糖核苷酸氨基酸，核糖核苷酸催化催化降低化學反應的活化能降低化學反應的活化能生物體內(nèi)或體外生物體內(nèi)或體外第13頁/共35頁酶具有高效性酶具有高效性3443少量肝臟少量肝臟研磨液研磨液說明過氧化氫酶比說明過氧化氫酶比FeFe3+3+的催化效率高得多。的催化效率高得多。 比較過氧化氫酶和比較過氧化氫酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率為什么為什么4 4號試管的反應速率比號試管的反應速率比3 3號試管快得多？號試管快得多？三、酶的特性三、酶的特性第14頁/共35頁酶的催化效率一般是無機催化劑的酶的催化效

11、率一般是無機催化劑的107 1013倍倍。三、酶的特性三、酶的特性1 1、酶具有高效性、酶具有高效性酶具有高效性的意義：酶具有高效性的意義：酶的高效性保證了細胞內(nèi)化學反應順利酶的高效性保證了細胞內(nèi)化學反應順利高效地進行高效地進行第15頁/共35頁思考思考1：酶的催化效率是如此的高效，那：酶的催化效率是如此的高效，那么酶是不是就是萬能的了？就一種酶是不么酶是不是就是萬能的了？就一種酶是不是就可以催化所有的化學反應了呢？是就可以催化所有的化學反應了呢？思考思考2：口腔里有唾液淀粉酶，為什么塞：口腔里有唾液淀粉酶，為什么塞進牙縫里的肉絲兩天后還沒被消化進牙縫里的肉絲兩天后還沒被消化?酶具有酶具有專一

12、性專一性說明唾液淀粉酶不能分解蛋白質(zhì)說明唾液淀粉酶不能分解蛋白質(zhì)第16頁/共35頁你能設計實驗證明酶具有專一性嗎？你能設計實驗證明酶具有專一性嗎？實驗設計原則：實驗設計原則： 對照原則對照原則單一變量原則單一變量原則友情提示友情提示等量原則等量原則實驗實驗 探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用實驗原理：實驗原理：淀粉和蔗糖都是非還原糖。它們在酶的催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）。還原糖能夠與斐林試劑發(fā)生反應，生成磚紅色的）。還原糖能夠與斐林試劑發(fā)生反應，生成磚紅色的氧

13、化亞銅沉淀。氧化亞銅沉淀。第17頁/共35頁 加入物質(zhì)（毫升）加入物質(zhì)（毫升） 試管試管1 試管試管23%的淀粉溶液的淀粉溶液 2 3%的蔗糖溶液的蔗糖溶液 2稀釋的唾液稀釋的唾液 1 1溫度溫度 37 37斐林試劑斐林試劑 2 2沸水?。ǚ昼姡┓兴。ǚ昼姡?2 2 你能預測實驗的結(jié)果嗎？你能預測實驗的結(jié)果嗎？磚紅色沉淀磚紅色沉淀無磚紅色（藍色）無磚紅色（藍色）結(jié)論：結(jié)論：淀粉酶只能催化淀粉水解，對蔗糖則不起催化作用淀粉酶只能催化淀粉水解，對蔗糖則不起催化作用。第18頁/共35頁v每一種酶只能催化每一種酶只能催化 化學反應，化學反應，即酶只能催化一定結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)相似的化合物。即酶只能催化一定結(jié)

14、構(gòu)或結(jié)構(gòu)相似的化合物。v使細胞代謝能夠有條不紊地進行使細胞代謝能夠有條不紊地進行一種或一類一種或一類 4000v目前發(fā)現(xiàn)的酶有目前發(fā)現(xiàn)的酶有 多種多種, ,它們分別催化不同它們分別催化不同的化學反應。的化學反應。酶具有專一性的意義：酶具有專一性的意義：三、酶的特性三、酶的特性2 2、酶具有專一性、酶具有專一性第19頁/共35頁 腸肽酶腸肽酶蛋白質(zhì)胃蛋白酶胃蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶多肽氨基酸淀粉淀粉麥芽糖麥芽糖葡萄糖葡萄糖腸、胰淀粉酶腸、胰淀粉酶唾液淀粉酶唾液淀粉酶腸、胰麥芽糖酶腸、胰麥芽糖酶脂肪脂肪脂肪微粒脂肪微粒甘油、甘油、脂肪酸脂肪酸乳化作用乳化作用膽汁膽汁腸、胰脂肪酶腸、胰脂肪酶第20頁/

15、共35頁酶具有高效性和專一性；那么它的這兩個特性酶具有高效性和專一性；那么它的這兩個特性的發(fā)揮是不是在任何條件下都可以呢？的發(fā)揮是不是在任何條件下都可以呢？思考：感冒發(fā)燒的你為什么不想吃飯呢？思考：感冒發(fā)燒的你為什么不想吃飯呢？假設：溫度可以影響酶的活性假設：溫度可以影響酶的活性我們知道口腔溫度和體溫差不多，而當我們口腔中我們知道口腔溫度和體溫差不多，而當我們口腔中的唾液淀粉酶進入胃中以后，卻發(fā)現(xiàn)，唾液不再具的唾液淀粉酶進入胃中以后，卻發(fā)現(xiàn)，唾液不再具有催化淀粉分解的功能，你能給出合理的解釋嗎？有催化淀粉分解的功能，你能給出合理的解釋嗎？唾液的唾液的PH為為6.27.4,胃液的胃液的PH為為0

16、.91.5假設：假設：PH值也可影響酶的活性，不同的值也可影響酶的活性，不同的酶具有不同的酶具有不同的PH條件條件請設計實驗探究：材料用具見教材請設計實驗探究：材料用具見教材P84第21頁/共35頁實驗實驗步驟步驟（1）分組編號）分組編號1、 2號試管號試管3、 4號試管號試管5、 6號試管號試管（2）加物質(zhì)）加物質(zhì)（3）條件預處理）條件預處理 （10min）（4）酶加入底物）酶加入底物中中 條件處理條件處理 （10min）（5）加入鑒定劑）加入鑒定劑實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論實驗結(jié)論1、3、5試管各加入試管各加入2mL淀粉溶液淀粉溶液, 2、 4、 6 試管各加入試管各加入1ml淀粉酶淀粉酶溶

17、液溶液加熱至加熱至10060水浴水浴冰塊冰塊分別將分別將2、 4、 6的淀粉酶溶液倒入的淀粉酶溶液倒入1、 3、 5試管中，震蕩搖勻，再將試管中，震蕩搖勻，再將1、 3、 5試管放入試管放入原條件下處理原條件下處理冷卻后各滴入一滴碘液，搖勻后觀察試管顏冷卻后各滴入一滴碘液，搖勻后觀察試管顏色的變化色的變化變藍變藍無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象變藍變藍在一定溫度下酶的催化效率最好，高溫、低溫在一定溫度下酶的催化效率最好，高溫、低溫都降低了酶的活性都降低了酶的活性探究溫度對淀粉酶活性的影響探究溫度對淀粉酶活性的影響第22頁/共35頁實驗實驗步驟步驟（1）分組編號）分組編號 1 號試管號試管 2 號試管號試管

18、 3 號試管號試管（2）加底物）加底物（3）酶加入底物中）酶加入底物中 （4）條件處理）條件處理 （10min）（5）加入鑒定物）加入鑒定物 實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象 實驗結(jié)論實驗結(jié)論每支試管各加入每支試管各加入 2 ml 過氧化氫溶液過氧化氫溶液每支試管各加入每支試管各加入2mL肝臟研磨液肝臟研磨液蒸餾水蒸餾水1mL5%的鹽酸的鹽酸1mL5%的的NaOH 1mL振蕩振蕩3支試管，支試管，23min后將點燃的衛(wèi)后將點燃的衛(wèi)生香分別放入試管中生香分別放入試管中復燃復燃無明顯變化無明顯變化無明顯變化無明顯變化只有在適宜的只有在適宜的pHpH下酶的催化效率最好，下酶的催化效率最好，pHpH偏高或偏低，酶活性

19、都會降低偏高或偏低，酶活性都會降低探究探究pHpH對過氧化氫酶活性的影響對過氧化氫酶活性的影響第23頁/共35頁實驗思考：實驗思考：1 1、用過氧化氫酶來探究溫度對酶活性的影響可以嗎？、用過氧化氫酶來探究溫度對酶活性的影響可以嗎？ 為什么？為什么？2 2、探究溫度對淀粉酶影響的時候為什么要對底物和酶、探究溫度對淀粉酶影響的時候為什么要對底物和酶 進行預處理？進行預處理？3 3、探究溫度對酶活性影響的實驗時鑒定劑用斐林試劑、探究溫度對酶活性影響的實驗時鑒定劑用斐林試劑 可以嗎？為什么？可以嗎？為什么？4 4、這兩個探究實驗說明酶具有什么特性？、這兩個探究實驗說明酶具有什么特性？不可以不可以 因為

20、過氧化氫在加熱的條件下分解也會加快因為過氧化氫在加熱的條件下分解也會加快 防止底物和酶混合后影響實驗溫度，從而影響酶活性防止底物和酶混合后影響實驗溫度，從而影響酶活性不可以不可以 因為斐林試劑需要加熱，會影響酶的活性因為斐林試劑需要加熱，會影響酶的活性第24頁/共35頁三、酶的特性三、酶的特性3 3、酶的作用條件較溫和、酶的作用條件較溫和（1）曲線描述：）曲線描述：AB段（段（DB段）：段）：在一定溫度（在一定溫度（pH）范圍內(nèi)）范圍內(nèi)，隨著溫度（，隨著溫度（pH）的升高，酶的活性升高）的升高，酶的活性升高B點：酶活性最大點：酶活性最大BC：在一定溫度（在一定溫度（pH）范圍內(nèi)）范圍內(nèi)，隨著溫

21、度的升高，酶的活，隨著溫度的升高，酶的活性降低性降低E點：點：最適溫度（最適溫度（pH）C、 D點：酶失活點：酶失活溫度溫度vPHv最適溫度最適溫度最適最適PHABCDBCEE第25頁/共35頁三、酶的特性三、酶的特性3 3、酶的作用條件較溫和、酶的作用條件較溫和溫度溫度vPHv最適溫度最適溫度最適最適PHABCDBCEE最適溫度（最適溫度（pH）前后，都會使酶的活性降低。）前后，都會使酶的活性降低。在高溫、在高溫、過酸、過堿的條件下，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而永過酸、過堿的條件下，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而永久失去活性。（低溫不會破壞酶的結(jié)構(gòu)，在適宜溫度下久失去活性。（低溫不會破壞酶的結(jié)構(gòu)，

22、在適宜溫度下其活性可以恢復。）其活性可以恢復。）動動手：動動手：將將A A溫度的酶置于溫度的酶置于B B處溫度則處溫度則V V的曲線圖如何？的曲線圖如何？將將F F溫度的酶置于溫度的酶置于B B處溫度則處溫度則V V的曲線圖如何？的曲線圖如何？F第26頁/共35頁三、酶的特性三、酶的特性1 1、酶具有高效性、酶具有高效性2 2、酶具有專一性、酶具有專一性3 3、酶的作用條件較溫和、酶的作用條件較溫和（1）需要適宜）需要適宜pH值值（2）需要適宜的溫度）需要適宜的溫度第27頁/共35頁酶的名稱酶的名稱最適溫度（最適溫度（C）動物體內(nèi)的酶動物體內(nèi)的酶3540植物體內(nèi)的酶植物體內(nèi)的酶4050細菌和真

23、菌細菌和真菌 差別很大差別很大酶的名稱酶的名稱最適最適PH過氧化氫酶（肝）過氧化氫酶（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 1.52.2第28頁/共35頁酶促反應速率酶促反應速率酶的酶的濃度濃度酶促反應速率酶促反應速率底物濃底物濃度度反應速率隨酶濃度的升高而加快。反應速率隨酶濃度的升高而加快。底物充足底物充足的情況下的情況下酶量一定酶量一定的情況下，反應速率的情況下，反應速率隨濃度的升高而加快，達到一隨濃度的升高而加快，達到一定濃度，反應速率不再變化。定濃度，反應速率不再變化。第29頁/共35頁1.能夠使脂肪酶水解的是（能夠使脂

24、肪酶水解的是（ ）A.A.淀粉酶淀粉酶 B.B.脂肪酶脂肪酶C.C.蛋白酶蛋白酶 D.D.膽汁膽汁 2.關于酶的特性，下列表述中錯誤的一項是（關于酶的特性，下列表述中錯誤的一項是（ ）A.A.酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物B.B.化學反應前后，酶的化學性質(zhì)和數(shù)量不變化學反應前后，酶的化學性質(zhì)和數(shù)量不變C.C.酶的催化效率很高，但易受溫度和酸堿度影響酶的催化效率很高，但易受溫度和酸堿度影響D.D.一旦離開活細胞，酶就失去催化能力一旦離開活細胞，酶就失去催化能力CD課堂練習：課堂練習：第30頁/共35頁第31頁/共35頁酶的催化效率一般是無機催化劑的酶的催化效率一般是無機催化劑的107 1013倍倍。三、酶的特性三、酶的特性1 1、酶具有高效性、酶具有高效性酶具有高效性的意義：酶具有高效性的意義：酶的高效性保證了細胞內(nèi)化學反應順利酶的高效性保證了細胞內(nèi)化學反應順利高效地進行高效地進行第32頁/共35頁思考思考1：酶的催化效率是如此的高效，那：酶的催化效率是如此的高效，那么酶是不是就是萬能的了？就一種酶是不么酶是不是就是萬能的了？就一種酶是不是就可以催化所有的化學反應了呢？是就可以催化所有的化學反應了呢？思考思考2：口腔里有唾液淀粉酶，為什