降低化學反應活化能的酶

第五章細胞的能量供應和利用1、人為什么要吃飯？？2、食物進入人體內發(fā)生了怎樣的變化？？3、這些變化過程在其它生物中有沒有呢？？斯帕蘭札尼實驗？——純物理過程——化學物質起作用消化實驗用金屬小籠的目的是什么，能否改為密封金屬盒？？推測是胃內的化學物質將肉塊分解了。討論一：金屬籠子有什么作用呢？討論二：是什么物質使肉塊消失了？討論三：怎樣才能證明你的推測？排除了鳥胃中的物理性消化胃內的化學物質收集胃內物質，在體外能否分解肉塊請思考：細胞作為一個基本的生命系統(tǒng)，只有不斷輸入能量，才能維持生命活動的有序性。能量的獲得和利用必須通過化學反應。細胞代謝——細胞中每時每刻進行的化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝。一些化學反應的條件MnO2濃H2SO4CH3CH2OH+CH3COOH

CH3COOCH2CH3+H2O2KClO32KCl+3O2乙醇醋酸乙酸乙酯

質疑：？

在生物體外，許多化學反應的順利進行需要一些條件，如高溫、高壓、強酸、強堿、催化劑等。細胞內是否具備這些條件呢？

組成生物體的細胞內外環(huán)境是很溫和的：常溫、常壓、水溶液環(huán)境、pH接近中性。而細胞內每時每刻都進行著各種生化反應，為什么這些生化反應能迅速有序地完成的呢？酶（二）酶在細胞代謝中的作用2H2O22H2O+O2H2O2酶加熱2H2O2Fe3+常溫

2H2O2

→2H2O+O2常溫下反應加熱Fe3+做催化劑過氧化氫酶豬肝研磨液加入試管直接觀察酒精燈水浴加熱滴加FeCl3溶液實驗原理：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。實驗目的：通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用和意義。比較過氧化氫不同條件下的分解實驗實驗思路：過氧化氫在不同條件下的分解常溫90℃H2O2酶FeCl3步驟試管編號說明1234

一

H2O2濃度劑量二劑量結果氣泡產(chǎn)生帶火星木條結論比較過氧化氫在不同條件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3鮮肝研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明顯少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃反應條件自變量因變量無關變量變量對照組實驗組對照實驗等量性原則單一變量原則等量性原則無關變量人為改變的變量隨自變量的變化而變化的變量加熱可以促進H2O2分解，提高反應速率，F(xiàn)e3+和過氧化氫酶都能加快H2O2分解，但H2O2酶的催化效率更高。討論:提示1.2號試管放出的氣泡多。這一現(xiàn)象說明加熱能促進H2O2的分解，提高反應速率。提示2.不能。提示3.說明FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的H2O2酶都能加快H2O2分解的速率。提示4.4號試管的反應速率比3號試管快得多。說明H2O2酶比Fe3+的催化效率高得多。細胞內每時每刻都在進行成百上千的化學反應,需要在常溫、常壓下高效率地進行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對于細胞內化學反應的順利進行至關重要。實驗的注意事項：1必須用新鮮肝臟做實驗材料。2實驗使用肝臟的研磨液,加大肝臟內H2O2酶與試管中H2O2分子的接觸面積，從而加速H2O2的分解。3不能共用一個試管吸取肝臟研磨液和氯化鐵溶液。4H2O2有腐蝕性，使用時不要讓其接觸皮膚。5觀察產(chǎn)生氧氣多少的途徑：一、觀察產(chǎn)生氣泡的數(shù)目的多少。二、用無火焰的衛(wèi)生香來鑒定，氧氣多會使無火焰的衛(wèi)生香復燃。分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需的能量稱為活化能。酶為什么能催化生物化學反應？H2O2(常態(tài))

H2O2(活躍狀態(tài))能量加熱活化能

加熱為什么能加快化學反應？與無機催化劑相比，酶能顯著降低化學反應活化能，催化效率更高表在20℃測得的過氧化氫分解的活化能條件活化能/kJ·mol-1沒有催化劑催化

用Fe3+催化

用過氧化氫酶催化75

43

29

酶在細胞代謝中的作用（1）降低化學反應的活化能（作用原理）（2）只催化反應，提高反應速率，本身在反應前后無變化總結糖

酒精+CO2？關于酶本質的探索對這一問題的爭論有哪些觀點？代表人物分別是誰？他們爭論的焦點是什么，出現(xiàn)爭論的原因是什么？是哪位科學家通過怎樣的實驗結束了這場爭論？得到了什么結論？是誰最先鑒定出酶的化學本質？為什么在他之前很難鑒定？糖

酒精+CO2？關于酶本質的探索對這一問題的爭論有哪些觀點？代表人物分別是誰？巴斯德（微生物學家）是活酵母細胞的作用李比希（化學家）是某些物質在細胞死亡裂解后的作用糖酒精+CO2？關于酶本質的探索對這一問題的爭論有哪些觀點？代表人物分別是誰？巴斯德（微生物學家）是活酵母細胞的作用李比希（化學家）是某些物質在細胞死亡裂解后的作用他們爭論的焦點是什么，出現(xiàn)爭論的原因是什么？糖酒精+CO2？關于酶本質的探索巴斯德（微生物學家）是活酵母細胞的作用李比希（化學家）是某些物質在細胞死亡裂解后的作用他們爭論的焦點是什么，出現(xiàn)爭論的原因是什么？是誰通過怎樣的實驗結束了這場爭論？得到什么結論？畢希納（化學家）酵母細胞提取液與活酵母細胞作用相同是誰最先鑒定出酶的化學本質？為什么在他之前很難鑒定？薩姆納脲酶是蛋白質切赫奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化作用

酶是

產(chǎn)生的具有

的

來源酶的本質功能活細胞催化作用※

絕大多數(shù)是蛋白質；少數(shù)是RNA有機物※酶是一類生物催化劑(具有專一性和高效性)歸納酶的本質及生理功能化學本質絕大多數(shù)________少數(shù)是_____合成原料合成場所來源生理功能作用原理蛋白質RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體核仁降低化學反應的活化能生物催化作用活細胞用法：先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水內數(shù)小時，用溫水浸泡效果更佳,切勿用60℃以上的水。注意：切勿用于絲質及羊毛衣料，用后須徹底清洗雙手?？伎寄悖?！1.下列各圖中,①表示有酶催化的反應曲線，②表示沒有酶催化的反應曲線,E表示酶降低的活化能。正確的圖解是()C2下圖是人體某個化學反應的示意圖。圖中的哪個英文字母代表酶？A3.能夠使唾液淀粉酶水解的是（）A.淀粉酶B.脂肪酶C.蛋白酶D.肽酶

4.關于酶的特性，下列表述中錯誤的一項是（）A.酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物B.化學反應前后，酶的化學性質和數(shù)量不變C.酶的催化效率很高，但易受溫度和酸堿度影響D.一旦離開活細胞，酶就失去催化能力CD酶的作用與本質作用：……由酶催化的化學反應，稱酶促反應

酶對化學反應的催化效率為酶的活性參與細胞代謝，催化化學反應。三、酶的特性和無機催化劑相比，酶的催化效率大約是其的107～1013倍高效性你在打球或賽跑時，需要大量的能量供應，如果酶的催化效率很低，會發(fā)生什么情況呢？資料11、無機催化劑酸既能催化蛋白質的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。2、蛋白酶只能催化蛋白質水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。3、口腔里有唾液淀粉酶，可塞進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。步驟試管1試管212ml可溶性淀粉2ml蔗糖溶液22ml新鮮淀粉酶溶液，振蕩，60℃水浴保溫5min32ml斐林試劑，邊加邊輕輕振蕩4水浴煮沸1min結果出現(xiàn)磚紅色沉淀無磚紅色沉淀酶的專一性是普遍存在的生物體內有些酶能夠催化某些分子結構相近的礦物質，如二肽酶，可以催化任何兩種氨基酸組成的二肽水解。所以，準確地說，酶的專一性是指一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學反應。酶的特性

專一性溫度對酶活性的影響實驗操作內容試管1試管2試管3試管1′試管2′試管3′1注入可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml2注入新鮮淀粉酶溶液1ml1ml1ml3放置溫度60℃100℃0℃60℃100℃0℃4保溫時間5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5混合試管1′試管2′試管3′6保溫時間5分鐘5分鐘5分鐘7滴碘液1滴1滴1滴8觀察實驗現(xiàn)象（是否變藍）不變藍變藍變藍1、能否使用H2O2酶催化H2O2分解來探究溫度對酶活性的影響？2、1和1’，2和2’，3和3’為什么要各自在相同的溫度下保溫5min后再混合？

3、能否用菲林試劑作鑒定試劑？為什么？酶的催化效率具有高效性，如不先做同溫處理，而是先混合后處理（調溫），可能出現(xiàn)因調溫過程中反應的進行影響實驗結果。酶促反應速率最快時的環(huán)境溫度稱為該酶促反應的最適溫度0最適溫度t/℃υ/mmol.s-1酶活性受溫度影響示意圖溫度對酶活性的影響每種酶都有自己的動物：35---40攝氏度植物：40--50攝氏度細菌、真菌：差別較大最適溫度在最適溫度的兩側，反應速率都比較

較高的溫度容易使酶的

遭到破壞，蛋白質變性，而去

。低空間結構活性1號試管過氧化氫溶液實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結論2號試管3號試管加入過氧化氫酶2滴，振蕩2—3min試管各加入2mL過氧化氫溶液無明顯變化pH＝7pH=12pH＝2將帶火星的衛(wèi)生香分別放入試管中只有在適合的pH下酶的催化效率最好復燃無明顯變化探究pH對過氧化氫酶活性的影響在最適合的pH下，酶的活性

最高動物體里的酶最適PH大多在6.5---8.0之間，（但胃蛋白酶為1.5，胰液中的酶為8---9）植物體里的酶最適PH大多在4.5-----6.5之間過酸、過堿的，會使酶的空間結構遭到破壞,蛋白質變性，使酶永久失活。pH對酶活性的影響υ/mmol.s-1最適pH0pH酶活性受pH影響示意圖酶的名稱最適PH過氧化氫酶（肝）6.8唾液淀粉酶

6.8脂肪酶

8.3胰蛋白酶8.0-9.0胃蛋白酶

1.5-2.2pH對酶活性的影響★影響酶促反應速率的因素：1、溫度3、酶的濃度：反應速率隨酶濃度的升高而加快。(底物充足)4、底物濃度：在一定濃度范圍內，反應速率隨濃度的升高而加快，但達到一定濃度，反應速率不再變化酶促反應速率酶的濃度酶促反應速率底物濃度酶的數(shù)量一定2、pH酶的作用條件較溫和嬌氣的酶酶一般在比較溫和的條件下催化化學反應的進行。

過酸過堿和高溫---使酶永久失活低溫------------------抑制了酶活性，溫度升高又會恢復活性結論：在最適宜的溫度和最適宜的pH下，酶的活性最高。溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低。過酸、過堿和高溫，都能使酶的分子結構遭到破壞而失去活性，且不可逆。小結：酶的特性酶的高效性酶的專一性酶的作用條件較溫和每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學反應酶的催化效率是無機催化劑的107~1013倍1．下列有關對照實驗設置的敘述中，錯誤的是（

）。A．要設置對照組和實驗組

B．要遵循單因子變量原則C．無關變量要始終相同且適宜

D．自變量要始終保持相同2．同無機催化劑相比，酶具有更高的催化效率的原因是（

）。A．能降低反應的活化能

B．能供給反應物能量C．改變了反應的途徑

D．降低反應活化能的作用更顯著課堂鞏固3．關于活化能，下列說法不正確的是（

）。A．是反應物分子從常態(tài)變?yōu)榛钴S狀態(tài)所需要的能量B．加熱、加壓通常能使反應物分子獲得足夠的活化能C．無機催化劑使反應物分子獲得的活化能的總量更多而加快反應速率D．酶能降低反應物分子發(fā)生反應的活化能而使反應更容易進行4、同一個體內的各類活細胞所含有的酶（

）

A、種類有差異，數(shù)量相同

B、種類有差異，數(shù)量不同

C、種類無差異，數(shù)量相同

D、種類無差異，數(shù)量不同5、在探究pH對酶活性的影響的實驗中，溫度和pH分別屬于(

)A．自變量和因變量

B．無關變量和因變量C．無關變量和自變量

D．因變量和自變量6.人在發(fā)高燒時，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

7.胃蛋白酶在進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.被小腸中的物質包裹起來，所以起不到催化作用D.小腸中沒有蛋白質可被消化CA8.加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，請回答下面的問題：（1）這種洗衣粉為什么能夠很好地除去衣物上的奶漬和血漬？（2）使用這種洗衣粉為什么要用溫水？（3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用來洗滌下列哪些衣料？（）A.化纖B.純毛C.純棉D.真絲（4）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