降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)

1、降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)問題探討問題探討排除物理性消化2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。3、胃內(nèi)起催化消化作用的物質(zhì)主要是什么？1、為什么將肉塊放入金屬籠內(nèi)？1、細(xì)胞代謝場所：細(xì)胞中實(shí)質(zhì)：各種化學(xué)反應(yīng)的總稱。實(shí)驗(yàn)：比較過氧化氫在不同條件下的分解2 H2O2 2 H2O + O22 H2O2 2 H2O + O22 H2O2 2 H2O + O2Fe3+過氧化氫酶2 H2O2 2 H2O + O2檢驗(yàn)方法？帶火星的衛(wèi)生香2、比較不同H2O2在不同條件下的分解1、為什么要選用新鮮的肝臟？2、為什么要將肝臟制成研磨液？想一想步驟試管編號(hào) 說明1234 一二 觀察結(jié)論2ml2

2、ml2ml2ml3%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)條件自變量因變量無關(guān)變量變量 H2O2 濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生帶火星的木條對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟：3、控制變量與對(duì)照實(shí)驗(yàn)自變量：實(shí)驗(yàn)中 的變量。因變量：隨 而變化的變量。無關(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。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則：對(duì)照性原則；單因子變量原則； 等量性原則；科學(xué)性原則對(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)

3、組。 人為控制改變自變量實(shí)驗(yàn)結(jié)果可變因素變量:實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素，1）與1號(hào)試管相比，2號(hào)試管產(chǎn)生的氣泡多，這一現(xiàn)象說明了什么？2號(hào)試管，加熱能促進(jìn)H2O2的分解,提高反應(yīng)速率；2） 3、4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明了什么？FeCl3中的Fe3+ 和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率，3）3號(hào)試管和4號(hào)試管相比，4號(hào)試管中的反應(yīng)速率快,這說明了什么？過氧化氫酶比Fe3+ 的催化效率高得多，試一試對(duì)現(xiàn)象的分析實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)： 1 必須用新鮮肝臟做實(shí)驗(yàn)材料。2 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。3 不

4、能共用一個(gè)試管吸取肝臟研磨液和氯化鐵溶液。4 過氧化氫有腐蝕性，使用時(shí)不要讓其接觸皮膚。5 觀察產(chǎn)生氧氣多少的途徑： A、觀察產(chǎn)生氣泡的數(shù)目的多少。 B、用無火焰的衛(wèi)生香來鑒定，氧氣多會(huì)使無火焰的衛(wèi)生香復(fù)燃。問題質(zhì)疑：？1、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4、酶的作用機(jī)理現(xiàn)象解釋：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？現(xiàn)象解釋：與無機(jī)催化劑相比較，酶降低活

5、化能的作用更顯著，因而催化效率更高。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液 過氧化氫酶 Fe3+所含酶相對(duì)數(shù)量：1Fe3+的相對(duì)數(shù)量：25萬3號(hào)試管加FeCl3溶液4號(hào)管加新鮮肝臟研磨液氣泡：較多氣泡：大量衛(wèi)生香：不猛烈衛(wèi)生香：猛烈酶具有高效性現(xiàn)象解釋：非催化催化EaEaG反應(yīng)物產(chǎn)物催化反應(yīng)降低了反應(yīng)物分子活化時(shí)所需的能量非催化反應(yīng)和酶催化反應(yīng)活化能的比較能量反應(yīng)過程Ea活化能，G自由能變化各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：加熱： Fe3+：酶：提高分子的能量（提供活化能）降低化學(xué)反應(yīng)的活化能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能二、 酶的本質(zhì)閱讀教材P8182,“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”思考

6、：巴斯德、李畢希、畢希納、薩姆納、切赫和奧特曼的觀點(diǎn)各是什么？巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(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)胞中一樣薩姆納脲酶是蛋白質(zhì)李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能酶的本質(zhì)二、酶的特性3443少量肝臟研磨液說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率(活性)高得多。 比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率為什么4號(hào)試管的反應(yīng)速率比3號(hào)試管快得多？二、酶的特性1.酶具有高效性事實(shí)上，

7、酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的1071013倍。意義：酶的高效性保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行。酶高效性的曲線（1）催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無機(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)。（3）酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。序號(hào)項(xiàng) 目試管12341淀 粉 溶 液2mL2mL/2蔗 糖 溶 液/2mL2mL3淀 粉 酶2mL/2mL4蔗 糖 酶/2mL2mL/5斐 林 試 劑2mL2mL2mL2mL6磚紅色沉淀有無無有廣東省四會(huì)市四會(huì)中學(xué)方仲揚(yáng)探究淀粉酶、蔗糖酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用每一種酶只能催化 化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞代謝能夠有條不紊，互不干

8、擾地進(jìn)行，與酶的 是分不開的。 二、酶具有專一 性一種或一類 4000專一性目前發(fā)現(xiàn)的酶有 多種,它們分別催化不同的化學(xué)反應(yīng)。一、酶具有高效性酶催化反應(yīng)的機(jī)制（底物-酶結(jié)合）2、酶具有專一性實(shí)驗(yàn)：探究溫度對(duì)酶活性影響實(shí)驗(yàn)一系列溫度梯度分別處理淀粉和淀粉酶溶液，淀粉和相應(yīng)溫度淀粉酶溶液混合一段時(shí)間，其它因素一致，滴加碘液，檢測是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺，即達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹２倏v自變量，控制無關(guān)變量。檢測因變量，表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（2）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

9、中2、3步一定不能顛倒3、酶的作用條件較溫和t/mmol. s-1最適溫度酶活性受溫度影響示意圖溫度低于最適溫度時(shí)酶活性隨著溫度的升高而上升溫度高于最適溫度時(shí)酶活性隨著溫度的升高而下降最適溫度時(shí)：酶活性最高動(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酶活性受溫度影響示意圖最適溫度t/mmol. s-1抑制失活高溫能使酶的分子結(jié)構(gòu)受到破壞而使酶失活，低溫雖降低酶活性，但未破壞酶的分子結(jié)構(gòu)，適宜低溫下可恢復(fù)活性pH對(duì)酶活性的影響 實(shí)驗(yàn)程序步驟實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容試管1試管2試管31注入等量過氧化氫酶溶液2滴2滴2滴2注入不同pH的溶液1 mL蒸餾水1 mL鹽酸1

10、mLNaOH3注入等量的H2O2溶液2 mL2 mL2 mL4觀察現(xiàn)象有大量氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生注意：實(shí)驗(yàn)程序中2、3步一定不能顛倒pH低于最適pH時(shí)酶活性隨著pH的升高而上升pH高于最適pH時(shí)酶活性隨著pH的升高而下降最適pH時(shí)：酶活性最高動(dòng)物:6.58.0例外，胃蛋白酶的最適pH:1.5植物:4.56.5。酶活性受pH值影響示意圖pH過高、過低都會(huì)使酶分子結(jié)構(gòu)受到破壞，導(dǎo)致酶失活。失活失活pH的改變，不會(huì)導(dǎo)致酶的最適溫度發(fā)生變化。.底物濃度 酶量一定的條件下，在一定范圍內(nèi)隨著底物濃度的增加，反應(yīng)速率也增加，但達(dá)到一定濃度后不再增加，原因是受到酶數(shù)量的限制。.酶濃度 在底物充足、其他

11、條件適宜且固定的條件下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正相關(guān)。.生成物濃度 在生成物濃度較低時(shí)，反應(yīng)速率隨反應(yīng)時(shí)間能較長時(shí)間保持不變，在生成物濃度較高時(shí)，反應(yīng)速率隨明顯下降底物（生成物）濃度反應(yīng)速率酶的特性在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用1、人在發(fā)燒時(shí)，食欲下降，是因?yàn)闇囟冗^高導(dǎo)致消化酶的活性降低。2、治療糖尿病的藥物：胰島素制劑只能注射不能口服，是應(yīng)為胰島素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，易被消化道內(nèi)的蛋白酶水解。1.下列關(guān)于酶的敘述中，正確的是 （ ） A.人體中酶的活性受溫度、pH的影響，并只能 在人體的內(nèi)環(huán)境中起作用 B.酶的形成都要經(jīng)過核糖體的合成、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和 高爾基體的加工等幾個(gè)階段 C.與光合作用有關(guān)的酶分布在類囊

12、體薄膜上和 葉綠體基質(zhì)中 D.酶均是由腺細(xì)胞合成的,具有高效性、專一性 例題精選2、（2009遼寧、寧夏卷）下圖表示酶活性與溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是 A當(dāng)反應(yīng)溫度由t2調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性下降 B當(dāng)反應(yīng)溫度由t1調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性上升 C酶活性在t2時(shí)比t1高，故t2時(shí)更適合酶的保存 D酶活性在t1時(shí)比t2低，表明t1時(shí)酶的空間結(jié)構(gòu)破壞更嚴(yán)重 例題精選3、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(cuò)誤的是 （ ）酶促反應(yīng)的速率可用底物消失所需的時(shí)間 （或產(chǎn)物生成的 速率）來表示B.和相比較，酶促反應(yīng)速率不同，這是 因?yàn)樗鼈兊拿笣舛群蜏囟炔煌珻. AB段影響酶促反應(yīng)速率

13、的主要限制因子是底物 濃度D. 若想探究不同溫度對(duì)酶活性的影響， 至少應(yīng)設(shè)計(jì)3種不同的溫度 例題精選4.下圖中的曲線是用過氧化氫作實(shí)驗(yàn)材料，根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制的。其中能說明酶具有高效性的是（考點(diǎn)：影響酶活性的外界因素）通常實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證某種因素的作用時(shí)一般要遵循單一變量原則和對(duì)照原則。酶與疾病 人體內(nèi)的許多酶能促進(jìn)體內(nèi)代謝活動(dòng)的順利進(jìn)行。如果遺傳因素或環(huán)境因素影響了酶的合成或活性，就會(huì)引起疾?。簧踔廖＜吧?。許多遺傳病的發(fā)生與酶缺陷有關(guān)。例如：白化病 黑色素合成酶，苯丙酮尿癥 苯丙氨酸羥化酶，導(dǎo)致苯丙氨酸代謝異常，產(chǎn)生對(duì)大腦有損害的苯丙酮酸，病人表現(xiàn)智力障礙。缺乏缺乏1、大多數(shù)酶在水解過程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，這說明（ ） A.大多數(shù)酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的 B.大多數(shù)酶是生物催化劑 C.大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì) D.大多數(shù)酶的基本組成單位是多肽2、酶的基本組成單位是（ ） A.氨基酸 B.核苷酸 C.核糖核苷酸 D.A或C課堂練習(xí)：CD課堂練習(xí)：3.人在發(fā)高燒時(shí)，常常食欲大減，最根本的原因是 A.所吃食物不能消化 （ ） B.胃沒有排空C.體溫超過合適溫度，消化酶的活性下降D.吃藥使人沒有了胃口 4.胃蛋白酶在進(jìn)入小腸后就幾乎沒有了催化作用，主要原因是（ ）A.pH不適合B.胃中已經(jīng)起了消化作用，不能再起作用了C.被小腸中的物質(zhì)包裹