降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

1、高一徐老師章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶復(fù)習(xí)提問：合成ATP時(shí)能量的主要來(lái)源是？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(cè)？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(qǐng)思考： 細(xì)胞代謝究竟是指什么呢？(1)場(chǎng)所： 中。(2)實(shí)質(zhì)：各種 的總稱。(3)意義：細(xì)胞 的基礎(chǔ)。細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)生命活動(dòng)一、細(xì)胞代謝二、酶在細(xì)胞代謝中的作用實(shí)驗(yàn)探究：.實(shí)驗(yàn)：比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)實(shí)驗(yàn)原理：H2O2在水浴加熱、FeCl3溶液中的 和肝臟研磨液中的 的作用下加速分解。過氧化氫酶Fe3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^比較

2、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(shí)驗(yàn)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。2 H2O2 2 H2O + O2高溫 /Fe3 /過氧化氫酶檢驗(yàn)方法：A、觀察產(chǎn)生氣泡的數(shù)目的多少。B、用無(wú)火焰的衛(wèi)生香來(lái)鑒定，氧氣多會(huì)使無(wú)火焰的衛(wèi)生香復(fù)燃。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？新鮮肝臟中有較多的過氧化氫酶過氧化氫酶存在于活細(xì)胞中，實(shí)驗(yàn)使用肝臟的研磨液，加大肝臟內(nèi)過氧化氫酶與試管中過氧化氫分子的接觸面積，從而加速過氧化氫的分解思考：土豆細(xì)胞中有嗎？2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90FeCl3肝臟研磨液2滴2滴反應(yīng)

3、條件 H2O2 濃度劑量劑量實(shí)驗(yàn)步驟：1、與1號(hào)試管相比，2號(hào)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2比1釋放的氣泡多2、3號(hào)試管和4號(hào)試管未經(jīng)加熱也有大量的氣泡產(chǎn)生，這說明什么？3、3號(hào)和4號(hào)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(hào)，說明過氧化氫酶的催化效率更高2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90FeCl3肝臟研磨液2滴2滴不明顯少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快反應(yīng)條件 H2O2 濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生帶火星的

4、木條實(shí)驗(yàn)步驟：對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組等量性原則單一變量原則等量性原則則變量無(wú)關(guān)變量自變量無(wú)關(guān)變量因變量自變量：實(shí)驗(yàn)中 的變量。因變量：隨 而變化的變量。無(wú)關(guān)變量：除自變量外，實(shí)驗(yàn)過程中可能還會(huì)存在一 些 ，對(duì) 造成影響。控制變量與對(duì)照實(shí)驗(yàn)：對(duì)照實(shí)驗(yàn)：除了一個(gè)因素以外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。對(duì)照實(shí)驗(yàn)一般要設(shè)置對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組。 人為控制改變自變量實(shí)驗(yàn)結(jié)果可變因素對(duì)照原則：設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn),既要有對(duì)照組又要有實(shí)驗(yàn)組。單一變量原則：在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中,除了要觀察的變量發(fā)生變化外,其他變量都應(yīng)保持相同。等量原則：各組加入的試劑要等量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則：對(duì)照原則；單一變量原則；等量原則；平行重復(fù)原則問

5、題質(zhì)疑：與1號(hào)試管相比，為什么2號(hào)試管加熱后過氧化氫就能分解？加熱使反應(yīng)加快的本質(zhì)：使過氧化氫分子得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)。 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)所需要的能量稱為活化能降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能 FeCl3中Fe3+和肝臟研磨液的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解，原因與2號(hào)試管的相同嗎？催化作用各條件使反應(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)的活化能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能2、現(xiàn)象解釋：能量反應(yīng)過程酶使活化能降低沒有酶催化有酶的催化AB:酶降低的活化能BC:酶的活化能AC：無(wú)催化劑時(shí)的活化能酶的作用機(jī)理1.下圖是無(wú)催化劑和酶的作用機(jī)

6、理示意圖答案分別是CA、CB。(1)沒有催化劑時(shí)的活化能是多少？有酶催化時(shí)的活化能又是多少？(用圖中字母表示)(2)酶能不能為化學(xué)反應(yīng)提供所需要的能量？酶加快反應(yīng)速率的機(jī)理是什么？答案不能。酶是通過降低反應(yīng)的活化能來(lái)加快反應(yīng)速率的(3)下表數(shù)據(jù)是在20 測(cè)得的H2O2分解的活化能，數(shù)據(jù)說明，酶和無(wú)機(jī)催化劑相比有什么不同？答案和無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯 著，即催化效率更高。謝 謝高一 徐老師人教版生物必修一第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第一節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 第二課時(shí) 一、 酶的本質(zhì)閱讀教材P8182,“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”思考：巴斯德、李畢希、畢希納、薩姆納、切赫和奧特曼的

7、觀點(diǎn)各是什么？ 發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)巴斯德發(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)胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣薩姆納酶是蛋白質(zhì)李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能巴斯德之前酶 來(lái)源 功能化學(xué)本質(zhì)活細(xì)胞催化性降低化學(xué)反應(yīng)活化能大部分是蛋白質(zhì)，少部分是RNA酶的概念酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機(jī)物。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA.來(lái)源作用化學(xué)本質(zhì)合成原料？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

8、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2、酶化學(xué)本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（1）證明某種酶是蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)組:待測(cè)酶液+雙縮脲試劑一 是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)對(duì)照組：已知蛋白液+雙縮脲試劑一 出現(xiàn)紫色反應(yīng)(2)要驗(yàn)證唾液淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)材料有：剛?cè)〉耐僖?，已知蛋白液，雙縮脲試劑及試管等，那么你給出的合理實(shí)驗(yàn)方案是怎樣的？與無(wú)機(jī)催化劑相比較，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。(一)酶具有高效性二、酶的特性 酶高效性的曲線（1）催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無(wú)機(jī)催化劑相比， 酶的催化效率更高。 （2）酶只能縮短達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡所需時(shí)間，不改變化學(xué) 反應(yīng)的平衡點(diǎn)。反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量不發(fā)

9、生變化。 （3）酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。 無(wú)機(jī)催化劑既能催化蛋白質(zhì)的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。 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。 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)。（二）酶具有專一性(1)含義：每一種酶只能催化 化學(xué)反應(yīng)。如過氧化氫酶只能催化 分解。脲酶除了催化 分解外，對(duì)其他化學(xué)反應(yīng)不起作用。(2)意義：使細(xì)胞代謝有條不紊地進(jìn)行。一種或一類過氧化氫尿素 根據(jù)圖2分析：在A反應(yīng)物中加入酶A，反應(yīng)速率較未加酶時(shí)明顯加快，而加入酶B，反應(yīng)速率和未加酶時(shí)相同，這說明什么？答案酶A能催化反應(yīng)物A反應(yīng)，酶B不

10、能催化反應(yīng)物A反應(yīng)，酶的作用具有專一性。圖2酶的活性大小 通常以單位時(shí)間內(nèi)底物減少的量或產(chǎn)物生成的量（即反應(yīng)的速度）來(lái)表示酶活性的大小。（三）酶的作用條件溫和t/mmol. s-1最適溫度酶活性受溫度影響示意圖最適溫度酶活性最高時(shí)：動(dòng)物:3540oC；植物:4050oC之間；微生物最適溫度差別很大有些人工酶：60oC酶的作用需要適宜的溫度在一定溫度范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨溫度的升高而 ；當(dāng)溫度升高到一定限度時(shí)，酶促反應(yīng)速率隨著溫度的升高而 。加快下降酶活性受溫度影響示意圖最適溫度t/mmol. s-1低溫、高溫對(duì)酶活性的影響一樣的嗎？抑制失活低溫抑制酶的活性，但不溫度升高后，酶仍能恢復(fù)活性。但高

11、溫會(huì)使酶的 遭到破壞，會(huì)導(dǎo)致酶 ，甚至?xí)蛊溆谰檬セ钚浴?空間結(jié)構(gòu)變性最適pH酶活性最高時(shí)：動(dòng)物:6.58.0胃蛋白酶的最適pH:1.5植物:4.56.5。酶的作用需要適宜的pH最適pH下降在一定條件下，酶活性最大時(shí)的pH值稱為該酶的 。偏離該pH，不論升高還是降低，酶促反應(yīng)速率都會(huì) 。酶活性受pH值影響示意圖過酸、過堿對(duì)酶活性的影響一樣的嗎？失活失活過酸、過堿都會(huì)使酶的 遭到破壞，使酶永久 空間結(jié)構(gòu)失活謝 謝第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第一節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 第三課時(shí) 高一 徐老師人教版生物必修一材料：淀粉酶、淀粉、沸水、冰塊、 60 的水、碘液一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1、溫度酶活性的影響(

12、1)原理 溫度影響酶的活性和結(jié)構(gòu)，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來(lái)判斷酶的活性。 (2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路 淀粉t1溫度下淀粉酶t1溫度下 淀粉t2溫度下淀粉酶t2溫度下 淀粉tn溫度下淀粉酶tn溫度下 檢測(cè)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色深淺碘液（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程度取淀粉、淀粉酶分別放入試管各自在所控制的溫度下處理一段時(shí)間淀粉與相應(yīng)溫度的淀粉酶混合在各自所控制的溫度下保溫一段時(shí)間滴加碘液，觀察顏色變化注意：實(shí)驗(yàn)程序中2、3步一定不能顛倒 (4)實(shí)驗(yàn)的變量分析實(shí)驗(yàn)過程中先加酶再調(diào)控溫度同樣能說明溫度對(duì)酶活性的影響，你贊同嗎？改用斐林試劑檢測(cè)有不妥之處嗎？為什么？不，因?yàn)槊妇哂懈咝?，加?/p>

13、后再做變量（溫度）的調(diào)控，底物已經(jīng)被催化分解一部分了。不行，因?yàn)殪沉衷噭z測(cè)過程中要加熱，而本實(shí)驗(yàn)中的變量是溫度。（5）交流與表達(dá)： （2）在溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，為什么要在加入淀粉酶溶液之前控制好各自的溫度？ 防止在控制溫度之前淀粉酶已將淀粉水解，從而失去對(duì)照作用，影響實(shí)驗(yàn)效果。問題討論(1)結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果你有什么結(jié)論？1號(hào)試管中的淀粉被完全水解了，2、3號(hào)試管中的淀粉沒有被水解。工業(yè)淀粉酶的活性受溫度的影響。在60 時(shí)活性最高，溫度偏高或者偏低，都會(huì)影響酶的活性答案不能。過氧化氫本身在不同溫度下就存在分解速率的差異，會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(3) 能否在反應(yīng)后加入新配制的斐林試劑觀察是否有磚紅色

14、沉淀生成，來(lái)判斷試管中的淀粉是否水解了？不能。因?yàn)檫@個(gè)實(shí)驗(yàn)要嚴(yán)格控制溫度，而斐林試劑的反應(yīng)需要水浴加熱。(4) 能否用過氧化氫和過氧化氫酶來(lái)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)？【提醒】本實(shí)驗(yàn)不宜選用斐林試劑，因?yàn)殪沉衷噭┡c還原糖只有在加熱的條件下才有磚紅色沉淀生成，而該實(shí)驗(yàn)需嚴(yán)格控制不同的溫度。本實(shí)驗(yàn)不宜選用過氧化氫酶催化H2O2分解，因?yàn)檫^氧化氫酶催化的底物過氧化氫在加熱的條件下分解也會(huì)加快。2pH對(duì)酶活性的影響 (1)原理 pH影響酶的活性和結(jié)構(gòu)，從而影響氧氣的生成量，可用點(diǎn)燃但無(wú)火焰的衛(wèi)生香燃燒的情況來(lái)檢驗(yàn)氧氣生成量的多少。(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序取n支試管分別加入等量的同種新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液用鹽酸或

15、NaOH溶液調(diào)整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)分別滴加等量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液用點(diǎn)燃但無(wú)火焰的衛(wèi)生香來(lái)檢驗(yàn)氧氣的生成情況。pH對(duì)酶活性的影響 實(shí)驗(yàn)程序注意：實(shí)驗(yàn)程序中2、3步一定不能顛倒(1)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明了酶的活性和pH有什么關(guān)系？答案酶的作用需要適宜的pH，pH偏高或偏低都會(huì)使酶活性降低。(2)該實(shí)驗(yàn)中，能否在加入肝臟研磨液后，直接加入3%過氧化氫溶液，然后再調(diào)節(jié)pH?不能。因?yàn)槊傅淖饔镁哂懈咝?，在調(diào)節(jié)pH之前，試管中已經(jīng)發(fā)生了劇烈反應(yīng)，會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果?！咎嵝选勘緦?shí)驗(yàn)中也可將過氧化氫酶和H2O2分別調(diào)至同一pH，再混合，以保證

16、反應(yīng)一開始便達(dá)到預(yù)設(shè)pH。本實(shí)驗(yàn)不宜選用淀粉酶催化淀粉分解，因?yàn)榈矸勖复呋牡孜锏矸墼谒嵝詶l件下也會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)。(3)本實(shí)驗(yàn)?zāi)芊襁x用淀粉酶和淀粉作為實(shí)驗(yàn)材料？為什么？不能。因?yàn)榈矸勖复呋牡孜锏矸墼谒嵝詶l件下也會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)。材料用具：淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、斐林試劑、3、驗(yàn)證酶的專一性有無(wú)無(wú)有實(shí)驗(yàn)：酶具有專一性(1)1號(hào)試管有磚紅色沉淀生成，2號(hào)試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明什么？答案: 1號(hào)試管中淀粉被水解，2號(hào)試管中蔗糖沒有被水解。(2)上述實(shí)驗(yàn)說明了什么？答案:淀粉酶只催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的催化作用具有專一性。(3)肽酶能催化多種多肽水解為氨基酸，是否說

17、明肽酶沒有專一性？答案:不是。酶的專一性是指每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，肽酶催化的是一類反應(yīng)，也說明其具有專一性。1.酶活性（溫度、pH）二、影響酶促反應(yīng)速率的因素酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定在底物濃度較低時(shí)，反應(yīng)速率隨底物濃度的增加而加快，反應(yīng)速率與底物濃度近乎成正比。2.底物濃度酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定當(dāng)?shù)孜餄舛群艽螅疫_(dá)到一定限度時(shí)，反應(yīng)速率就達(dá)到了一個(gè)最大值，此時(shí)即使再增加底物濃度，反應(yīng)速率也幾乎不再改變，這是受酶濃度或酶活性的限制。2.底物濃度右下圖表示的是在最適溫度下，反應(yīng)物濃度對(duì)酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速率的影響。請(qǐng)據(jù)圖回答以下問題：酶促反應(yīng)速率底物濃度ABCA點(diǎn)：隨著反應(yīng)底物濃度的增加，反應(yīng)速率加快。B點(diǎn)：反應(yīng)速率在此時(shí)達(dá)到最高。C點(diǎn)：反應(yīng)速率不再隨反應(yīng)底物濃度的增加而升高，維持在相對(duì)穩(wěn)定（1）請(qǐng)解釋在A、B、C三點(diǎn)時(shí)該化學(xué)反應(yīng)的狀況酶促反應(yīng)速率底物濃度ABC（2）如果在B點(diǎn)時(shí)往反應(yīng)混合物中加入少量同樣的酶，曲線會(huì)發(fā)生什么變化？為什么？（用相應(yīng)的曲線在右圖表示