降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶(修改)

華說：降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

青青子衿酶結(jié)構(gòu)新課導(dǎo)入

一般洗衣粉不易清除衣物上的奶漬,但生物活性洗衣粉則可以,一生物活性洗衣粉包裝盒上印有以下資料:

成分:蛋白酶0.2%,清潔劑15%.用法:洗滌前先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水內(nèi)一段時(shí)間,使用溫水效果最佳。切勿用60度以上的熱水。注意,切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料;用后須徹底清洗雙手。

請根據(jù)以上資料探究有關(guān)問題:1.為什么該生物活性洗衣粉能較易清除衣物上的奶漬?2.為什么洗滌前須先將衣物浸于有這種洗衣粉的水內(nèi)一段時(shí)間?3.試提供一個(gè)方法以縮短衣物浸水的時(shí)間,并加以解釋。4.為什么包裝盒上的用法指明切勿在60度以上的熱水中使用此洗衣粉?5.試解釋為什么此洗衣粉不能用于絲質(zhì)及羊毛衣料。第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一、酶的作用和本質(zhì)二、酶的特性問題探討

1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼做了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：將肉放進(jìn)金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把肉吞下去。過一段時(shí)間后，他把小籠子取出后，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。1.這個(gè)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.怎樣才能證明你的猜測？想一想第一節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

細(xì)胞代謝

(新陳代謝)—就是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱。

細(xì)胞能量的獲得和利用都要通過細(xì)胞代謝。因此，細(xì)胞代謝是生命活動的基礎(chǔ)。一、酶的作用和本質(zhì)酶的作用

細(xì)胞代謝中會產(chǎn)生許多對細(xì)胞有害的物質(zhì)，如過氧化氫，會引起細(xì)胞衰老。為了應(yīng)對有害的過氧化氫，細(xì)胞中有一種物質(zhì)，能將其分解為氧和水，這種物質(zhì)就是過氧化氫酶。實(shí)驗(yàn)

新鮮肝臟中有較多過氧化氫酶，F(xiàn)e3+是一種無機(jī)催化劑，都可以催化過氧化氫分解成水和氧。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液相比，每滴FeCl3溶中的Fe3+數(shù)，大約是每滴研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。2H2O2

2H2O+O2高溫/Fe3＋/過氧化氫酶1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚?.實(shí)驗(yàn)：比較過氧化氫在不同條件下的分解想一想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？實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^比較過氧化氫在不同條件下的分解快慢，了解過氧化氫酶的作用和意義1.2實(shí)驗(yàn)步驟步驟試管編號1234

一H2O2濃度

劑量二

劑量結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結(jié)論2mL2mL2mL2mL3%3%3%3%常溫90℃水浴FeCl3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/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/12變量：實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素。自變量：因變量：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)。對照組：實(shí)驗(yàn)組：人為改變的變量。隨著自變量的變化而變化的變量。無關(guān)變量：除自變量外，實(shí)驗(yàn)中其它可對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的變量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的原則：單一變量原則對照原則13步驟試管編號說明1234

一H2O2濃度

劑量二

劑量結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結(jié)論2mL2mL2mL2mL3%3%3%3%常溫90℃FeCl3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+a變量對照組1實(shí)驗(yàn)組對照實(shí)驗(yàn)1.4實(shí)驗(yàn)分析141.4.1本實(shí)驗(yàn)可形成兩組對照實(shí)驗(yàn)（1）1號和2號形成對照，自變量是溫度，對照組為1號（室溫），實(shí)驗(yàn)組為2號（90℃）（2）1號和3、4號形成對照，自變量是催化劑對照組為1號（無催化劑），實(shí)驗(yàn)組為3號（FeCl3催化劑）和4號（H2O2

催化劑）15根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象討論:1.與1號試管相比，2號出現(xiàn)不同的現(xiàn)象.這一現(xiàn)象說明什么?

答案：2號試管分解速度大于1號試管，表明加熱促使過氧化氫分解。

引伸：這是因?yàn)榧訜釙惯^氧化氫分子得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S狀態(tài)，活躍狀態(tài)即為易分解狀態(tài)。

常態(tài)：在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系中，反應(yīng)開始時(shí)，反應(yīng)物分子平均能量水平較低，稱為“常態(tài)”。

激發(fā)態(tài)：當(dāng)反應(yīng)物分子獲得能量參與反應(yīng)時(shí)，其內(nèi)部能量高于常態(tài)能量時(shí)所處的狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)。當(dāng)分子獲得能量的時(shí)候，便由常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)，即處于激發(fā)態(tài)。

活化能：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。2.3號和4號未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生,這說明什么?答案：Fe3+和過氧化氫酶促使過氧化氫分解。

引伸：Fe3+和過氧化氫酶不能供給過氧化氫能量，但它們可以降低過氧化氫分解反應(yīng)的活化能。如果把化學(xué)反應(yīng)比作推石頭越過山丘，加熱相當(dāng)于加大推力。有催化劑無催化劑加催化劑則相當(dāng)于降低了山丘的高度。3.3號與4號相比，4號試管中的反應(yīng)速率快.這說明什么?

與無機(jī)催化劑相比，酶（enzyme)降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。Enzyme:酶4.在細(xì)胞內(nèi)能通過加熱提高反應(yīng)速率嗎?為什么說酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)順利進(jìn)行至關(guān)重要?

細(xì)胞內(nèi)不能加熱，正是因?yàn)橛忻傅淖饔?，?xì)胞代謝才能在溫和的條件下快速進(jìn)行。

討論：實(shí)驗(yàn)中為什么要選用新鮮的肝臟？為什么要將肝臟制成研磨液？滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時(shí)，可否共用一個(gè)吸管？為什么？探究酶本質(zhì)的探究閱讀教材P81頁,關(guān)于酶本質(zhì)的探索19世紀(jì)，釀酒業(yè)在歐洲經(jīng)濟(jì)中占重要地位，但釀出的葡萄酒經(jīng)常變酸，因此，科學(xué)界非常重視對發(fā)酵過程的研究。

當(dāng)時(shí)，人們已經(jīng)知道，釀酒就是讓糖類通過發(fā)酵變成酒精和二氧化碳。但糖類是怎么變成酒精的呢？

巴斯德在顯微鏡下觀察到酵母細(xì)胞,他的觀點(diǎn)哪些是正確的,哪些是錯(cuò)誤的?李畢希的觀點(diǎn)呢?

畢希納實(shí)驗(yàn)示意圖,從中可得出什么結(jié)論?為什么當(dāng)時(shí)只能推測酶是蛋白質(zhì),而不能證明酶是蛋白質(zhì)?酶是蛋白質(zhì)巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德畢希納薩姆納李比希少數(shù)RNA也具有生物催化功能切郝、奧特曼

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

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1.酶的發(fā)現(xiàn)2.酶的定義

酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物。二、酶的本質(zhì)酶的探索歷程其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)的酶是RNA。來源功能本質(zhì)30化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體細(xì)胞核（真核生物）來源由活細(xì)胞產(chǎn)生生理功能催化作用作用場所有的酶在細(xì)胞內(nèi)（呼吸酶）起作用有的酶在細(xì)胞外（胃蛋白酶）起作用

酶的本質(zhì)及生理功能312、關(guān)于酶的敘述中，錯(cuò)誤的是（）。A.酶只有催化功能，可以在細(xì)胞外起催化作用B.活細(xì)胞都可以產(chǎn)生酶，死細(xì)胞不產(chǎn)生酶C.酶在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量會發(fā)生變化D.絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA3、同一個(gè)體內(nèi)的各類活細(xì)胞所含酶的（）。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BC√√√課堂練習(xí)32二、酶的特性（1）酶具有高效性

上節(jié)課所講述的實(shí)驗(yàn)說明，過氧化氫酶和Fe3+

的催化效率不同。與無機(jī)催化劑Fe3+

相比，過氧化氫酶的催化效率要高許多。酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的107-1013

倍。這對于細(xì)胞有什么意義呢？

當(dāng)我們打球或賽跑時(shí)，相關(guān)的酶迅速催化相應(yīng)代謝，產(chǎn)生大量能量，供給肌細(xì)胞。如果酶催化效率不高，那么功能反應(yīng)只能緩慢進(jìn)行，我們就只能緩慢運(yùn)動了。想一想（2）酶具有專一性

過氧化氫酶只能催化過氧化氫分解，不能催化其他化學(xué)反應(yīng)。蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)分解，對其他化學(xué)反應(yīng)也不起作用。一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。就如同一把鑰匙開一把鎖一樣。酶的專一性對于細(xì)胞有什么意義？

不同的細(xì)胞需要不同的化學(xué)反應(yīng)。同一細(xì)胞在不同時(shí)期需要的反應(yīng)不同，同一反應(yīng)的強(qiáng)度也不相同。這些都需要酶的專一性來保證，才能使細(xì)胞代謝有條不紊地進(jìn)行。想一想酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率稱為酶活性。

細(xì)胞都生活在一定的環(huán)境中，環(huán)境條件的改變會不會影響酶活性呢？酶活性的條件探究

初中做消化酶實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要控制溫度等條件。加酶洗衣粉的使用說明中，通常會注明使用的溫度范圍。根據(jù)上述文字提出問題，分小組進(jìn)行討論。唾液的pH為6.2-7.4，胃液的pH為0.9-1.5，小腸液的pH為7.6。

提出假設(shè)溫度和pH會影響酶活性。

仔細(xì)閱讀教材84頁所給出的實(shí)驗(yàn)材料，思考其中的問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目試管１２３淀粉酶溶液1mL1mL1mL蒸餾水1mL//NaOH/1mL/HCl//1mL淀粉溶液2mL2mL2mL斐林試劑2滴2滴2滴結(jié)果現(xiàn)象磚紅色沉淀無無應(yīng)該用水浴控制溫度，不可直接加熱。使用酸、堿溶液時(shí)，務(wù)必注意安全。酶需要適宜的條件

高溫、低溫以及過酸和過堿，都影響淀粉酶的活性，淀粉酶的催化作用需要適宜的溫度和pH。如圖所示：0

最適溫度

t/OCV/mmol·s-1酶的活性受溫度影響示意圖06最適pH10pHV/mmol·s-1酶的活性受pH影響示意圖結(jié)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(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性，且不可逆。細(xì)胞代謝與酶細(xì)胞代謝的概念：酶的發(fā)現(xiàn)：酶的概念：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。酶的特性：專一性高效性作用條件較溫和細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。發(fā)現(xiàn)過程發(fā)現(xiàn)的意義發(fā)現(xiàn)過程中的科學(xué)探究思想課堂小結(jié)高考鏈接（2009重慶理綜）下列有關(guān)酶的敘述，正確的是（）

A.高溫和低溫都能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去活性

B.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生并具有催化作用的蛋白質(zhì)

C.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中有催化葡萄糖分解的酶

D.細(xì)胞質(zhì)中沒有作用于DNA的解旋酶C

解析：本題主要考察酶的化學(xué)本質(zhì)，影響酶活性是因素，酶的種類及分布等知識。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生并具有催化作用的有機(jī)物，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA；高溫使酶失去活性，低溫降低酶的活性，有氧呼吸的第一步在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，第二三步在線粒體中進(jìn)行，因而細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中有催化葡萄糖分解的酶；DNA主要存在于細(xì)胞核內(nèi)，在細(xì)胞質(zhì)的線粒體和葉綠體中也存在，所以細(xì)胞質(zhì)中存在解旋酶。

（2009上海）將剛采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。這是因?yàn)榧訜釙ǎ?/p>

A.提高淀粉酶活性

B.改變可溶性糖分子的結(jié)構(gòu)

C.防止玉米粒發(fā)芽

D.破壞將可溶性糖轉(zhuǎn)化為淀粉的酶D

解析：經(jīng)沸水處理后，玉米細(xì)胞內(nèi)的酶失活，使可溶性糖（有甜味）不能正常轉(zhuǎn)化為淀粉。

（2008廣東）關(guān)于蛋白酶的敘述，不正確的是（）

A.蛋白酶是蛋白質(zhì)

B.蛋白酶可以作為藥品治療某些疾病

C.蛋白酶可以水解所有的肽鍵

D.利用酶工程可以提高蛋白酶的穩(wěn)定性

解析：蛋白酶可以水解特定的肽鍵；利用酶工程可以提高蛋白酶的穩(wěn)定性，固體化酶比液體的穩(wěn)定性高。C1.下列有關(guān)酶的敘述中，哪項(xiàng)是錯(cuò)誤的（）A.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有催化作用的有機(jī)物B.分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶C.一種酶只能催化一種或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)D.從化學(xué)成分看，酶就是蛋白質(zhì)2.最早證明鳥胃既有物理性消化又有化學(xué)性消化的是()A.德國科學(xué)家施旺B.意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼C.英國生物學(xué)家達(dá)爾文D.德國科學(xué)家施萊登DB課堂練習(xí)3.下列功能特征中與酶無直接關(guān)系的是（）

A.消化功能B.滲透吸水

C.蛋白質(zhì)合成D.DNA的轉(zhuǎn)錄與mRNA的翻譯

4.活細(xì)胞內(nèi)大多數(shù)酶的形成部位在（）

A.葉綠體B.線粒體

C.核糖體D.高爾基體

5.活細(xì)胞內(nèi)合成酶的原料是（）

A.脂肪酸B.氨基酸

C.核糖核苷酸D.氨基酸和核糖核苷酸BCD6.下列關(guān)于酶的敘述，不正確的（）

A.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

B.酶的催化作用具有專一性和高效性

C.酶的合成場所都是核糖體

D.過酸、過堿的外界條件能使酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性

7.下列敘述中錯(cuò)誤的是（）

A.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的催化劑

B.多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNAC.酶的催化需要適宜的溫度和pHD.酶在起催化作用的同時(shí)，自身也被消耗CD8.在不損壞高等植物細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，下列物質(zhì)適用于除去其細(xì)胞壁的是（）

A.鹽酸B.蛋白質(zhì)

C.淀粉酶D.纖維素酶

9.蛋白質(zhì)代謝在多種酶的參與下完成的，使肽鍵斷裂的酶是（）

A.呼吸酶B.蛋白酶

C.轉(zhuǎn)氨酶D.脫氨基酶

10.下列關(guān)于生物體細(xì)胞代謝的說法中，正確的是（）

A.每時(shí)每刻都在進(jìn)B.冬眠和夏眠時(shí)暫停進(jìn)行

C.偶然進(jìn)行D.間歇式進(jìn)行DBA第一小節(jié)練習(xí)基礎(chǔ)題

1.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