好降低化學(xué)反應(yīng)活化能酶課

1、關(guān)于好降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課第1頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三本節(jié)聚集：1.細(xì)胞代謝為什么離不開酶？2.酶是什么？3.科學(xué)家是怎樣研究酶的本質(zhì)的？第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第2頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三問題探討討論：1.1783年斯巴蘭札尼的實(shí)驗(yàn)要解決什么問題？2.是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的推測？第3頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三一、酶的作用和本質(zhì)： 1.酶在細(xì)胞代謝中的作用：用簡單的實(shí)驗(yàn)證明酶的催化效率：2 H2O2 2 H2O + O21.常溫 2.加熱 3.FeCl3 4.加肝

2、液第4頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三在本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意哪些事項(xiàng)？ 1.實(shí)驗(yàn)時(shí)肝臟必須要新鮮; 2.要使用肝臟的研磨液; 3.滴加氯化鐵和肝臟研磨液不能合 用一支滴管; 4.要注意觀察實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象; 5.不要讓過氧化氫接觸皮膚。第5頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三控制變量與對照實(shí)驗(yàn)1、自變量：實(shí)驗(yàn)中人為改變的變量。2、因變量：隨自變量而變化的變量。3、無關(guān)變量：除自變量外，實(shí)驗(yàn)過程中可能還會(huì)存在的一些可變因素，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。4、對照實(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)叫做對照實(shí)驗(yàn)。5、對照實(shí)驗(yàn)一般要設(shè)置對照組與實(shí)驗(yàn)組。第6頁，

3、共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三步驟試管編號(hào) 說明1234 一二 結(jié)果結(jié)論比較過氧化氫在不同條件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90FeCl3肝臟研磨液2滴清水2滴清水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反應(yīng)條件自變量因變量無關(guān)變量y=kx變量 H2O2 濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒對照實(shí)驗(yàn)對照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)第7頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三說明：1、加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率；2、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、過氧

4、化氫酶比Fe3+的催化效率高得多； 細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行著成千上萬種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效率地進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。酶憑什么能擔(dān)此大任？第8頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三提高化學(xué)反應(yīng)速率的途徑：(1) 用加熱或光照給反應(yīng)體系提供能量。(2) 使用催化劑。 那么，為什么使用催化劑可以提高反應(yīng)速率呢？第9頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三活化能： 在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系中，反應(yīng)開始時(shí)，反應(yīng)物分子的平均能量水平較低，為“初態(tài)”。在反應(yīng)的任何一瞬間反應(yīng)物中都有一部分分子具有了

5、比初態(tài)更高一些的能量，高出的這一部分能量稱為“活化能” 在一定溫度下，1mol反應(yīng)底物全部進(jìn)入活化態(tài)所需要的自由能就是該反應(yīng)底物的活化能。單位J/mol第10頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三思考：1mol H2O2由常態(tài)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)時(shí)需要吸收75 KJ的熱量，這75 KJ就是每mol H2O2的活化能。但加入過氧化氫酶時(shí)，H2O2只要吸收29 KJ的熱量就可以轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)。少了的46 KJ的熱量是不是由過氧化氫酶提供的呢？如果不是由過氧化氫提供的，那么如何解釋為何少了46 KJ的熱量呢？第11頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三 酶和一般催

6、化劑的作用就是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，從而使活化分子數(shù)增多，反應(yīng)速度加快。第12頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三酶的催化機(jī)理是降低活化能第13頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三第14頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三分子初態(tài)活化能活躍狀態(tài)作用機(jī)理：第15頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三例1 下表所列舉的實(shí)驗(yàn)，能夠說明 過氧化氫溶液FeCl3溶液肝臟研磨液溫度結(jié)果試管12mL2滴25oC氣泡少試管22mL2滴25oC氣泡多A、酶具有多樣性 B、酶具有專一性C、酶的活性受溫度影響 D、酶具有高效性

7、D第16頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三例2：下列生理過程和現(xiàn)象中，不需要酶直接參與的是（ ） A、光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中的化學(xué)能B、塑料袋中的土豆變酸 C、萎蔫的菠菜放入清水中變硬 D、小麥吸收土壤中的NO3C第17頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三2、酶的發(fā)現(xiàn)：1836年,德國科學(xué)家施旺提取胃液中消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)-胃蛋白酶.1926年,美國科學(xué)家薩姆納從刀豆種子中提取出脲酶結(jié)晶,并證明它是一種蛋白質(zhì).20世紀(jì)30年代,科學(xué)家相繼提取出多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶,指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì).1783年,意大利科學(xué)家斯巴蘭札尼 用“金屬籠肉塊”實(shí)

8、驗(yàn)推斷胃液中 一定含有消化肉塊的物質(zhì)-說明胃具有化學(xué)性消化的作用.20世紀(jì)80年代以來,美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有催化作用.第18頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三討論：1、巴斯德他李比希的觀點(diǎn)，各有什么積極意義？各有什么局限？2、他們之間的爭論對于后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？3、從畢希納的實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？4、薩姆納歷時(shí)9年證明脲酶是蛋白質(zhì)，并獲諾貝爾獎(jiǎng)。你認(rèn)為他成功的原因是什么？5、請給酶下一個(gè)完整的定義。第19頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三疑問：酶究竟是什么呢？為什么畢希納沒能確定酶的化學(xué)本質(zhì)？所有的酶都是

9、蛋白質(zhì)嗎？第20頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三 1982年至1983年美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA 也具有催化作用，這一研究成果的出現(xiàn)榮獲了1984年諾貝爾生理獎(jiǎng)。結(jié)論：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)， 極少數(shù)酶是RNA。奧特曼第21頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三巴斯德之前發(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)胞中一樣薩姆納酶是蛋白質(zhì)

10、李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能一、酶的本質(zhì)第22頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三1.巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)是合理的，但是認(rèn)為發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用是不正確的；李比希認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)是合理的，但是認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確的。第23頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三3、酶的化學(xué)本質(zhì)： 酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率稱為酶活性.正由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速進(jìn)行。第24頁，共52

11、頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三酶在活細(xì)胞產(chǎn)生，但可分布在細(xì)胞內(nèi)（如呼吸酶）或細(xì)胞外（如唾液淀粉酶）。同一個(gè)體內(nèi)各類細(xì)胞所含酶的種類、數(shù)量 ，是 的結(jié)果。都不同基因選擇性表達(dá)酶所催化的反應(yīng)叫酶促反應(yīng)。酶促反應(yīng)中被酶作用的物質(zhì)叫做底物經(jīng)反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)叫做產(chǎn)物。第25頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三酶的特性第26頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三二、酶的特性 高效性：催化效率很高，大大提高反應(yīng)速率 專一性：任何一種酶只作用于一種或幾種相關(guān)的化合物 多樣性：種類繁多 易變性：容易被高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等破壞 反應(yīng)條件較溫和：第27頁，共5

12、2頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三序號(hào)項(xiàng) 目試管121注入可溶性淀粉溶液2mL/2注入蔗糖溶液/2mL3注入新鮮淀粉酶溶液2mL2mL結(jié)果現(xiàn)象磚紅無第28頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則： 對照原則 單一變量(單因子）原則友情提示第29頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三探究：影響酶活性的條件實(shí)驗(yàn)材料： 2淀粉酶溶液、20肝臟研磨液、3可溶性淀粉溶液、體積分?jǐn)?shù)為30的過氧化氫溶液、5 HCl、5 NaOH、熱水、蒸餾水、冰塊、碘液、斐林試劑實(shí)驗(yàn)用具： 試管、量筒、小燒杯、大燒杯、滴管、試管夾、酒精燈、三角架、石棉網(wǎng)、溫

13、度計(jì)、PH試紙、火柴第30頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三pH對酶活性的影響 1 2 3 肝臟研磨液 1ml 1ml 1ml pH3過氧化氫溶液 結(jié)果 結(jié)論蒸餾水1mL5NaOH1mL5HCL1mL2ml2ml2ml搖勻混合，放置在室溫下反應(yīng)5min有較多氣泡不明顯不明顯過氧化氫酶在中性條件中活性最強(qiáng)自變量因變量第31頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三第32頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三pH值：在極端的酸性或堿性條件下會(huì)變性而完全失去活性，大多數(shù)酶的最適PH值為4.5-8.0范圍內(nèi)。（1）動(dòng)物體內(nèi)的酶最適宜pH大多在

14、6.58之間。唾液pH為6.27.4，胃液的pH為0.91.5，小腸液的pH為7.6。（2）植物體內(nèi)的酶最適pH大多在4.56.5之間。第33頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三探究溫度對淀粉酶活性的影響(1)自變量：溫度（已知淀粉酶的適用溫度范圍是5075）(2)因變量：(3)無關(guān)變量：不同溫度條件下淀粉酶的活性實(shí)驗(yàn)操作順序、溶液的量、時(shí)間、溫度是否達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度等（0 、60 、100 ）如何檢測？淀粉淀粉酶麥芽糖2.實(shí)驗(yàn)用品：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3的可溶性淀粉溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2的淀粉酶溶液、冰水（0）、熱水、碘液(4)實(shí)驗(yàn)原則：單一變量原則、等量原則、對照實(shí)驗(yàn)原則1.實(shí)驗(yàn)分析

15、第34頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三溫度對酶活性的影響 1 2 33可溶性淀粉 2ml 2ml 2ml 溫度 唾液淀粉酶 碘液 顏色 結(jié)論冰水中37水浴60 浴放置2min1ml1ml1ml1滴1滴1滴搖勻混合，放置反應(yīng)5min變藍(lán)變藍(lán)不變藍(lán)唾液淀粉酶在37 中活性最強(qiáng)自變量因變量第35頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三 123 1滴1滴1滴滴入碘液觀察顏色變化變藍(lán)不變藍(lán)變藍(lán)0 60100保溫5.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論 溫度會(huì)影響酶的活性第36頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三6.拓展試管1的現(xiàn)象說明：0下酶仍有活性，

16、只是活性很低，隨著溫度升高，這時(shí)酶活性增強(qiáng)； 123 1滴1滴1滴滴入碘液觀察顏色變化變藍(lán)不變藍(lán)變藍(lán)0 60100保溫變溫處理2分鐘6060/觀察顏色變化藍(lán)色消退藍(lán)色不變/試管3的現(xiàn)象說明：100 下酶已經(jīng)失去活性，并且酶的這種失活是不可恢復(fù)的。第37頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三溫度過高和過低對酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？第38頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三溫度：一般而言，溫度越高化學(xué)反應(yīng)越快，但酶是蛋白質(zhì)，若溫度過高會(huì)發(fā)生變性而失去活性，因而酶促反應(yīng)一般是隨著溫度升高反應(yīng)加快，直至某一溫度活性達(dá)到最大，超過這一最適溫度，由于酶的變性，反

17、應(yīng)速度會(huì)迅速降低。 大多數(shù)酶，在30-40范圍內(nèi)顯示最高活性。 低溫不會(huì)使酶失去活性，低溫時(shí)酶活性降低，但若再給予適宜的溫度，酶活性又增強(qiáng)。高溫可導(dǎo)致酶失去活性，絕大多數(shù)酶在70以上，其空間結(jié)構(gòu)即被破壞。 熱對酶活性的影響對食品很重要，如，綠茶是通過把新鮮茶葉熱蒸處理而得，經(jīng)過熱處理，使酚酶、脂氧化酶、抗壞血酸氧化酶等失活，以阻止兒茶酚的氧化來保持綠色。紅茶的情況正相反，是利用這些酶進(jìn)行發(fā)酵來制備的。 第39頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三影響酶促反應(yīng)的因素常有： 溫度 PH值 酶的濃度 底物濃度 抑制劑 激活劑第40頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分

18、，星期三 影響酶活性的因素：除溫度和PH對酶活性的影響外，酶濃度和反應(yīng)底物的濃度也能影響酶促反應(yīng)的速度。 丙 丁 第41頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三 酶的濃度：在有足夠底物而又不受其它因素的影響的情況下，則酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。 底物濃度：當(dāng)酶濃度、溫度和PH恒定時(shí)，在底物濃度很低的范圍內(nèi)，反應(yīng)速率與底物濃度成正比，當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定限度時(shí)，所有的酶與底物結(jié)合，反應(yīng)速率達(dá)到最大，再增加底物演義，反應(yīng)速率不再增加。第42頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三 如果酶的數(shù)量一定，下列哪個(gè)圖示最確切地反映了反應(yīng)速率與底物濃度的數(shù)量關(guān)系 B第43

19、頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三注意酶與激素、蛋白質(zhì)、維生素、脂質(zhì)的關(guān)系：問：能產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定能產(chǎn)生酶嗎？能產(chǎn)生酶的細(xì)胞一定能產(chǎn)生激素嗎？ 用數(shù)學(xué)集合怎樣表示？第44頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三2.人在發(fā)高燒時(shí)，常常不思飲食，其根本原因時(shí)A.消化道內(nèi)食物尚未消化 B.發(fā)燒使胃腸蠕動(dòng)減弱C.體內(nèi)的食物殘?jiān)懦鍪茏?D.高燒使酶的活性減弱1.下列有關(guān)酶的敘述錯(cuò)誤的是A.組成大多數(shù)酶的基本單位是氨基酸B.少數(shù)的酶是RNAC.每種酶都具有高效性，專一性D.酶都具有消化功能第45頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三7、下圖

20、示酶促反應(yīng)，甲、乙、丙、丁中屬于酶的是（ ） A、甲B、乙 C、丙 D、丁 A第46頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三8、某種酶在水解過程中，首先能得到多肽，最后得到氨基酸，這說明該酶 （ ）A、是活細(xì)胞產(chǎn)生的 B、是生物催化劑C、是蛋白質(zhì) D、基本組成單位是多肽C9、當(dāng)某種RNA存在時(shí)，生物體內(nèi)的某種化學(xué)反應(yīng)能正常進(jìn)行，當(dāng)這種RNA被有關(guān)的酶水解后，此種化學(xué)反應(yīng)立刻停止。由此可以說明 A、RNA是核酸的一種 B、RNA也可起生物催化劑的作用C、RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中 D、RNA是該種生物的遺傳物質(zhì)B第47頁，共52頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)23分，星期三10、以20過氧化氫溶液為反應(yīng)底物的一組實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。通過分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能夠得出相應(yīng)的結(jié)論。在下列有關(guān)結(jié)論的描述中，從表中得不到實(shí)驗(yàn)依據(jù)的一項(xiàng)是方法觀察結(jié)果1常溫下自然分解氧氣泡少而小2常溫下加入Fe3氧氣泡稍多而小3常溫下加入鮮肝提取液氧氣泡極多而大4加入煮沸后冷卻