必修1第5章第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

1、第五章第五章 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 一、酶的作用和本質(zhì)一、酶的作用和本質(zhì)問題探問題探討討1.1.該實驗要解決什么問題？該實驗要解決什么問題？2.2.肉塊為什么會消失？肉塊為什么會消失？3.3.怎樣證明你的猜測？怎樣證明你的猜測？斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用鳥類的胃是否只有物理性鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學(xué)性消化？消化，沒有化學(xué)性消化？被胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)分解。被胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)分解。收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)能否在體外講看這些物質(zhì)能否在體外講肉塊分解。肉塊分

2、解。葉綠體：葉綠體：光能光能 酶酶線粒體線粒體:氧氣氧氣酶酶核糖體：核糖體：酶酶縮合脫水縮合脫水CO2+H2O （CH2O) +O2C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量能量氨基酸氨基酸 多肽多肽 細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。細(xì)胞代謝。 想一想：想一想：葉綠體、線粒體、核糖體有什么生理功能？葉綠體、線粒體、核糖體有什么生理功能？問題問題1 1：酶在細(xì)胞代謝中起什么作用？：酶在細(xì)胞代謝中起什么作用？ 問題問題2 2：實驗室中哪些方法可以加快反應(yīng)速度？：實驗室中哪些方法可以加快反應(yīng)速度？ 加熱、催化劑加熱、催化劑

3、H2O2H2O +O2常溫常溫H2O2H2O +O2加熱加熱H2O2H2O +O2FeCL3H2O2H2O +O2H2O2酶酶過氧化氫在這幾種不同條件下的分解過氧化氫在這幾種不同條件下的分解速度有什么差別呢？速度有什么差別呢？1 1、實驗、實驗: : 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2H2O22H2O+O2高溫高溫 /Fe3 /過氧化氫酶過氧化氫酶實驗原理：實驗原理：通過比較過氧化氫在通過比較過氧化氫在不同條件不同條件下分解的快慢，下分解的快慢，了解酶的作用和意義。了解酶的作用和意義。實驗?zāi)康模簩嶒災(zāi)康模翰襟E步驟12343%的的 H2O2 溶液溶液2ml2ml2ml

4、2ml反應(yīng)條件反應(yīng)條件常溫常溫 902滴滴FeCl32滴肝臟滴肝臟研磨液研磨液實驗實驗現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論無關(guān)無關(guān)變量變量自變量自變量因變量因變量對對照照組組實實驗驗組組對照實驗對照實驗實實驗驗組組實實驗驗組組單一變量原則單一變量原則原則原則實驗步驟實驗步驟實驗步驟實驗步驟試管編號試管編號1 12 23 34 4第一步第一步每支試管加每支試管加2ml2ml過氧化氫溶液過氧化氫溶液第二步第二步不處不處理理9090水浴水浴滴入滴入2 2 滴滴FeClFeCl3 3溶液溶液滴入滴入2 2滴滴肝臟研磨肝臟研磨液液實驗現(xiàn)實驗現(xiàn)象象實驗結(jié)論實驗結(jié)論1min1min分鐘后，將分鐘后，將點燃的衛(wèi)生香放在點燃的衛(wèi)生

5、香放在液面的上方液面的上方酶能催化生物化學(xué)反應(yīng)，催化效率比酶能催化生物化學(xué)反應(yīng)，催化效率比無機(jī)催化劑高得多。無機(jī)催化劑高得多。 分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量稱為應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量稱為活化活化能能。酶為什么能催化生物化學(xué)酶為什么能催化生物化學(xué)反應(yīng)？反應(yīng)？ H2O2 ( (常態(tài)常態(tài)) ) H2O2( (活躍狀態(tài)活躍狀態(tài)) )能量能量反應(yīng)物反應(yīng)物產(chǎn)物產(chǎn)物活活化化能能反應(yīng)進(jìn)程反應(yīng)進(jìn)程能能量量加熱加熱加熱在化學(xué)反應(yīng)中的作用：加熱在化學(xué)反應(yīng)中的作用：結(jié)論：結(jié)論：加熱可以給反應(yīng)加熱可以給反應(yīng)物提供能量。物提供能量。75無催化劑無催化劑29有機(jī)催化劑有

6、機(jī)催化劑( (酶酶) )54無機(jī)催化劑無機(jī)催化劑活化能活化能(kJ.mol-1)條件條件反應(yīng)物反應(yīng)物產(chǎn)物產(chǎn)物活活化化能能反應(yīng)進(jìn)程反應(yīng)進(jìn)程能能量量催化劑在化學(xué)反應(yīng)中的作用：催化劑在化學(xué)反應(yīng)中的作用：. 無機(jī)無機(jī)催化劑催化劑.有機(jī)催有機(jī)催化劑化劑結(jié)論：結(jié)論：催化劑降低了化學(xué)反應(yīng)的催化劑降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能。活化能。同無機(jī)催化劑相比，酶降同無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，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。巴斯德之前巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德巴斯德發(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)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中

7、是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用才能發(fā)揮作用畢希納畢希納酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)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)胞中一樣起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣薩姆納薩姆納酶是蛋白質(zhì)酶是蛋白質(zhì)李比希李比希少數(shù)少數(shù)RNARNA也具有生物催化功能（核酶）也具有生物催化功能（核酶）切郝、奧特曼切郝、奧特曼2 2、酶的本質(zhì)、酶的本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)基本單位基本單位合成場所合成場所來源來源生理

8、功能生理功能作用原理作用原理絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)少數(shù)酶是少數(shù)酶是RNARNA氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖體核糖體細(xì)胞核細(xì)胞核活細(xì)胞活細(xì)胞（哺乳動物成熟的紅細(xì)胞不能合成）（哺乳動物成熟的紅細(xì)胞不能合成）催化作用催化作用降低化學(xué)反應(yīng)的活化能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 練習(xí)：有關(guān)酶的敘述正確的是 1、具有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的、具有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的 2、有的從食物中獲得，有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來、有的從食物中獲得，有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來 3、凡是活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶、凡是活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶 4、大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)、大多數(shù)酶是蛋白質(zhì) 5、有的酶是核酸、有的酶是核酸 6、酶在新陳代謝中有多種功能、酶在

9、新陳代謝中有多種功能 7、在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)控作用、在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)控作用 8、酶只起到催化作用、酶只起到催化作用4、5、8科學(xué)探究的程序科學(xué)探究的程序: :設(shè)計設(shè)計實驗實驗提出提出問題問題作出作出假設(shè)假設(shè)進(jìn)行進(jìn)行實驗實驗分析分析結(jié)果結(jié)果得出得出結(jié)論結(jié)論其中其中實驗實驗是是實施探究實施探究的的重要方式重要方式。表達(dá)表達(dá)交流交流配置無關(guān)變量；配置無關(guān)變量；1)1)實驗設(shè)計遵循原則：實驗設(shè)計遵循原則：2)2)實驗步驟設(shè)計的內(nèi)容：實驗步驟設(shè)計的內(nèi)容： 設(shè)計對照原則設(shè)計對照原則單一變量原則單一變量原則設(shè)定設(shè)定自變量，設(shè)置好實驗組和對照組；自變量，設(shè)置好實驗組和對照組；檢測因變量，觀察

10、記錄實驗結(jié)果。檢測因變量，觀察記錄實驗結(jié)果。 分組編號分組編號配置無關(guān)變量；配置無關(guān)變量；設(shè)定自變量，設(shè)置好實驗組和對照組；設(shè)定自變量，設(shè)置好實驗組和對照組；檢測因變量，觀察記錄實驗結(jié)果。檢測因變量，觀察記錄實驗結(jié)果。二、酶的特性二、酶的特性 酶是具有催化作用的有機(jī)物，與無酶是具有催化作用的有機(jī)物，與無機(jī)催化劑相比，有哪些不同的特點呢？機(jī)催化劑相比，有哪些不同的特點呢？1 1、酶具有高效性、酶具有高效性比較過氧化氫酶和比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率的催化效率3443少量肝臟少量肝臟研磨液研磨液酶的催化效率是無機(jī)催化劑的酶的催化效率是無機(jī)催化劑的107 1013倍。倍。探究：淀粉酶對淀粉和蔗

11、糖的水解作用探究：淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用 現(xiàn)在給你淀粉酶溶液，要觀察淀現(xiàn)在給你淀粉酶溶液，要觀察淀粉酶能否催化蔗糖和淀粉水解，應(yīng)該粉酶能否催化蔗糖和淀粉水解，應(yīng)該如何設(shè)計這個實驗？你又怎么知道淀如何設(shè)計這個實驗？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？粉酶催化了糖的水解呢？提醒：麥芽糖、葡萄糖、果糖為還原性糖提醒：麥芽糖、葡萄糖、果糖為還原性糖淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液實實驗驗步步驟驟一一二二三三實驗實驗現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論加入加入淀粉酶淀粉酶2 2滴，振蕩，試管下半部浸入滴，振蕩，試管下半部浸入6060左右的熱水中，反應(yīng)左右的熱水中，反應(yīng)5min5min2號試管中加入號試管中加入2mL蔗

12、糖蔗糖溶液溶液加入斐林試劑加入斐林試劑 振蕩振蕩約約6060水浴水浴2min2min1號試管中加入號試管中加入2mL淀粉淀粉溶液溶液無變化無變化磚紅色沉淀磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解探究：淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用探究：淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用v目前發(fā)現(xiàn)的酶有目前發(fā)現(xiàn)的酶有_多種，它們分別多種，它們分別 催化不同的化學(xué)反應(yīng)。催化不同的化學(xué)反應(yīng)。2 2、酶具有專一性、酶具有專一性v每一種酶只能催化每一種酶只能催化_化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)。v細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行，與酶的細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行，與酶的 _ _是分不開的。是分不

13、開的。一種或一類一種或一類 4000專一性專一性從上面進(jìn)行的實驗我們看出進(jìn)行實驗從上面進(jìn)行的實驗我們看出進(jìn)行實驗需要一定的條件，比如淀粉酶在需要一定的條件，比如淀粉酶在60左右左右最好。能不能設(shè)計一個實驗，來證明溫度最好。能不能設(shè)計一個實驗，來證明溫度會影響酶的活性？會影響酶的活性？酶活性：酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率。酶活性：酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率。淀粉溶液淀粉溶液實驗實驗步驟步驟一一二二三三四四實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論探究：溫度對淀粉酶活性的影響探究：溫度對淀粉酶活性的影響1號試管號試管2號試管號試管3號試管號試管加入淀粉酶加入淀粉酶2mL，振蕩，振蕩試管各加入試管各加入2mL淀粉溶液淀粉溶液藍(lán)

14、色藍(lán)色保持保持0冰水中冰水中保溫約保溫約5min加熱至加熱至100，保溫約保溫約5min加熱至加熱至60，保溫約保溫約5min各加入兩滴碘液各加入兩滴碘液振蕩振蕩無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象只有在一定溫度下酶的催化效率最好只有在一定溫度下酶的催化效率最好藍(lán)色藍(lán)色0最適溫度最適溫度t/mmol. s/mmol. s-1 -14 4、溫度對酶活性的影響、溫度對酶活性的影響在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較_ ;_ ;低溫：低溫：_酶的活性，升溫可以恢復(fù)。酶的活性，升溫可以恢復(fù)。高溫：破壞了酶的高溫：破壞了酶的_，使酶失去，使酶失去_且且 不可恢復(fù)。不可恢復(fù)。低低活性活性空間結(jié)

15、構(gòu)空間結(jié)構(gòu)在最適溫度下，在最適溫度下，酶的活性酶的活性_。抑制抑制最高最高過氧化氫過氧化氫溶液溶液實驗實驗步驟步驟一一二二三三四四實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論探究：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1號試管號試管2號試管號試管3號試管號試管加入新鮮的肝臟碾磨液加入新鮮的肝臟碾磨液2mL，振蕩，振蕩試管各加入試管各加入2mL過氧化氫溶液過氧化氫溶液,觀察現(xiàn)象觀察現(xiàn)象無明顯變化無明顯變化pH7pH=12pH223min后將點燃的衛(wèi)生香分別放入試管中后將點燃的衛(wèi)生香分別放入試管中只有在適合的只有在適合的pH下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好復(fù)燃復(fù)燃無明顯變化無明顯變化/mmol

16、. s/mmol. s-1 -1最適最適pH0pH4 4、pHpH對酶活性的影響對酶活性的影響在最適合的在最適合的pHpH下，下，酶的活性酶的活性 在過酸過堿的條件下，都會使酶的在過酸過堿的條件下，都會使酶的 遭到破壞而失去遭到破壞而失去 且不可恢復(fù)。且不可恢復(fù)。最高最高空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)活性活性小結(jié)：酶的特性：小結(jié)：酶的特性：1. 具有高效性具有高效性2. 具有專一性具有專一性3. 作用條件較溫和作用條件較溫和要有合適的溫度：要有合適的溫度：要有合適的要有合適的pH：討論：影響酶促反應(yīng)速率的因素：討論：影響酶促反應(yīng)速率的因素：1 1溫度溫度3 3酶的濃度：酶的濃度：反應(yīng)速率隨反應(yīng)速率隨 酶濃度

17、的升高而加快。酶濃度的升高而加快。4 4底物濃度：底物濃度：在一定濃度在一定濃度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快，但達(dá)度的升高而加快，但達(dá)到一定濃度，反應(yīng)速率到一定濃度，反應(yīng)速率不再變化不再變化2 2pHpH酶酶促促反反應(yīng)應(yīng)速速率率底物濃度底物濃度酶量一定酶量一定酶酶促促反反應(yīng)應(yīng)速速率率酶的濃度酶的濃度底物無限底物無限2 2、在測定胃蛋白酶的活性時，將溶液、在測定胃蛋白酶的活性時，將溶液pHpH值由值由1010降到降到2 2的過程中，的過程中，胃蛋白酶的活性將（胃蛋白酶的活性將（ ） A A、不斷上升、不斷上升 B B、沒有變化、沒有變化 C C、先升后降、先升后降 D

18、D、先降后升、先降后升課堂鞏固課堂鞏固B1 1、催化脂肪酶水解的酶是（、催化脂肪酶水解的酶是（ ）A A 肽酶肽酶 B B 蛋白酶蛋白酶 C C 脂肪酶脂肪酶 D D 淀粉酶淀粉酶B3 3、在植物細(xì)胞工程中常常要去掉細(xì)胞壁，在不損傷植物細(xì)胞內(nèi)、在植物細(xì)胞工程中常常要去掉細(xì)胞壁，在不損傷植物細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，下列哪種物質(zhì)可用于去除細(xì)胞壁（部結(jié)構(gòu)的情況下，下列哪種物質(zhì)可用于去除細(xì)胞壁（ ） A A、蛋白酶、蛋白酶 B B、纖維素酶、纖維素酶C C、鹽酸、鹽酸 D D、淀粉酶、淀粉酶B4 4、關(guān)于酶的特性，下列表述中錯誤的一項是、關(guān)于酶的特性，下列表述中錯誤的一項是 ( ) ( )A. A. 酶

19、是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物B. B. 化學(xué)反應(yīng)前后，酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量不變化學(xué)反應(yīng)前后，酶的化學(xué)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酶的催化效率很高，但易受溫度和酸堿度影響影響D. D. 一旦離開活細(xì)胞，酶就失去催化能力一旦離開活細(xì)胞，酶就失去催化能力D5 5、酶的基本組成單位是（、酶的基本組成單位是（ ） A. A.氨基酸氨基酸 B. B.核苷酸核苷酸 C. C.核糖核苷酸核糖核苷酸 D.A D.A或或C CD6.6.右圖表示酶活性與溫度的關(guān)系。右圖表示酶活性與溫度的關(guān)系。 下列敘述正確的是下列敘述正確的是 ( ) ( )

20、 A. A.當(dāng)反應(yīng)溫度由當(dāng)反應(yīng)溫度由t t2 2調(diào)到最適溫度調(diào)到最適溫度 時，酶活性下降時，酶活性下降 B. B.當(dāng)反應(yīng)溫度由當(dāng)反應(yīng)溫度由t t2 2調(diào)到最適溫度調(diào)到最適溫度 時，酶活性上升時，酶活性上升 C. C.酶活性在酶活性在t t2 2時比時比t t1 1高，故高，故t t2 2時更適合酶的保存時更適合酶的保存 D. D.酶活性在酶活性在t t1 1時比時比t t2 2低，表明低，表明t t1 1時酶的空間結(jié)構(gòu)時酶的空間結(jié)構(gòu) 破壞更嚴(yán)重破壞更嚴(yán)重B7.7.下圖表示在不同條件下，酶促反應(yīng)的速率變化下圖表示在不同條件下，酶促反應(yīng)的速率變化 曲線，下列說法中錯誤的是曲線，下列說法中錯誤的是

21、（ ）A.A.酶促反應(yīng)的速率可用底物消失所需的酶促反應(yīng)的速率可用底物消失所需的時間（或產(chǎn)物生成的速率）來表示時間（或產(chǎn)物生成的速率）來表示B.B.和和相比較，酶促反應(yīng)速率不同，相比較，酶促反應(yīng)速率不同，這是因為它們的酶濃度和溫度不同這是因為它們的酶濃度和溫度不同C.C.ABAB段影響酶促反應(yīng)速率的主要限制因段影響酶促反應(yīng)速率的主要限制因子是底物濃度子是底物濃度D.D.若想探究不同溫度對酶活性的影響，至少若想探究不同溫度對酶活性的影響，至少應(yīng)設(shè)計應(yīng)設(shè)計3 3種不同的溫度種不同的溫度BDD8.8.加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，請回答下面加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，請回答下面的問題：的問題：(1)(1

22、)這種洗衣粉為什么能夠很好地除去衣這種洗衣粉為什么能夠很好地除去衣物上的奶漬和血漬？物上的奶漬和血漬？(2)(2)使用這種洗衣粉為什么要用溫水？使用這種洗衣粉為什么要用溫水？(3)(3)含有蛋白酶的洗衣粉不宜用來洗滌下含有蛋白酶的洗衣粉不宜用來洗滌下列哪些衣料？（列哪些衣料？（ ）A.A.化纖化纖 B. B.純毛純毛 C. C.純棉純棉 D. D.真絲真絲(4)(4)為了更好地除去衣物上的油漬，在洗為了更好地除去衣物上的油漬，在洗衣粉中還可以加入什么酶？衣粉中還可以加入什么酶？B D脂肪酶脂肪酶和和1 1號試管相比，號試管相比， 2 2號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明