降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶“衡水杯”一等獎

第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶11.這個實驗要解決什么問題？討論：問題探討:斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用2.是什么物質(zhì)使肉塊消失了？鳥類的胃是否只有物理性消化,沒有化學(xué)消化?胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。1一般化學(xué)反應(yīng)的條件MnO22KClO32KCl+3O2一般化學(xué)反應(yīng)的條件

（1）高溫（2）高壓（3）強酸（4）強堿（5）催化劑在化學(xué)反應(yīng)里能改變其它物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有變化的物質(zhì)叫做

。催化劑1

細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境是很溫和的1.常溫2.常壓3.水溶液環(huán)境4.pH接近中性細(xì)胞內(nèi)會發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境條件是什么？

在這種環(huán)境狀態(tài)下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)該有適宜的催化劑————

酶.1細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時每刻進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)稱。第一節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一酶的作用和本質(zhì)(一)、酶在細(xì)胞代謝中的作用1

細(xì)胞代謝是生命活動的基礎(chǔ)，但代謝過程中也會產(chǎn)生對細(xì)胞有害的物質(zhì)，如過氧化氫。體內(nèi)過氧化氫過多會導(dǎo)致皮膚發(fā)黃，毛發(fā)（包括頭發(fā)）變白，會加速人體衰老，損害細(xì)胞。細(xì)胞中的過氧化氫酶能將過氧化氫及時分解.過氧化氫酶在肝臟里含量較多。資料：

過氧化氫在體外能分解嗎？需要什么條件？在體內(nèi)分解和在外界分解情況有什么不一樣嗎？1比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗探究：1實驗原理（1）新鮮豬肝或蘿卜細(xì)胞等活細(xì)胞中均含有過氧化氫酶，F(xiàn)e3+是一種無機催化劑，以及加熱都可以催化過氧化氫分解成水和氧.分別用一定數(shù)量的過氧化氫酶和Fe3+催化過氧化氫分解成水和氧，可以比較兩者催化效率。（2）經(jīng)計算，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的氯化鐵溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液做實驗，每滴氯化鐵溶液中的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。1實驗材料用具新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的氯化鐵溶液量筒、試管、滴管、試管架、衛(wèi)生香、火柴、試管夾、大燒杯、三腳架、石棉網(wǎng)、溫度計12H2O22H2O＋O22H2O22H2O＋O22H2O22H2O＋O2加熱酶三氯化鐵過氧化氫在不同條件下的分解1

①對照原則:設(shè)計對照實驗,一般既要設(shè)置對照組又要設(shè)置實驗組。②單一變量原則：在對照實驗中,除了要觀察的變量發(fā)生變化外,其他變量都應(yīng)保持相同。實驗設(shè)計原則:1步驟試管編號

說明1234

一二

觀察結(jié)論12ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3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)生帶火星的木條對照實驗對照組實驗組實驗實驗步驟：問題質(zhì)疑：？1、與1號試管相比，為什么2號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)。2、FeCl3中Fe3+和豬肝研磨液的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的原因與2號試管的相同嗎？

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11酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的圖解20攝氏度測得過氧化氫分解的活化能條件活化能kj/mol沒有催化劑催化用膠態(tài)鉑催化過氧化氫酶催化75

5429催化劑催化作用的本質(zhì)是什么？降低化學(xué)反應(yīng)活化能加入催化劑相當(dāng)于給汽車找到了一條穿山隧道

同無機催化劑相比較，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。1二、酶的本質(zhì)資料分析：關(guān)于酶本質(zhì)的探索1二.酶的本質(zhì)1.巴斯德以前：發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)。12.巴斯德：①1822——1895（法國）：微生物學(xué)家②通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)發(fā)酵的過程中有酵母菌③結(jié)論：沒有活細(xì)胞糖類不可能變成酒精13.李比希：①1803——1873（德國）：化學(xué)家②通過對化學(xué)變化的研究認(rèn)為糖類變成酒精就是一個化學(xué)反應(yīng)③結(jié)論:在這個變化過程中，只有細(xì)胞死之后放出的某些物質(zhì)起了作用1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1酶的本質(zhì)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機物。其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA。酶的來源酶的作用酶的化學(xué)成分降低活化能酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，只能在活細(xì)胞中發(fā)揮作用嗎？酶在細(xì)胞內(nèi)外都能發(fā)揮作用1本節(jié)課小結(jié)：1、酶在細(xì)胞代謝中的作用——，降低化學(xué)反應(yīng)活化能，是生物催化劑，。同無機催化劑相比，催化效率更高。2、酶的本質(zhì)——絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。3、酶的定義——酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化效率的有機物。11、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)酶石油或細(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C1練一練CD3.關(guān)于酶的敘述中,正確的是().A．酶只有在生物體內(nèi)才能起催化作用B．酶都有消化作用C．酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化效率的有機物。D．酶都是在核糖體上合成的4．在過氧化氫酶和Fe3+的催化效率比較的實驗中，把肝臟制成研磨液的目的是（

）。A．有利于過氧化氫酶的釋放

B．保護(hù)過氧化氫酶C．提高過氧化氫酶的活性

D．以上說法都不正確cA15．20世紀(jì)80年代初，Cech和Altman分別發(fā)現(xiàn)了具有催化功能的核酶，打破了酶只是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)觀念，為此雙雙獲得了1989年的諾貝爾化學(xué)獎?！昂嗣浮笔侵改承˙）。A．DNAB．RNAC．染色體D．ATP1酶與一般催化劑的共同點：1.改變化學(xué)反應(yīng)速率，本身不被消耗。2.只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。3.降低活化能，使反應(yīng)速率加快1底物酶降解反應(yīng)產(chǎn)物1一、酶具有高效性1221少量肝臟研磨液

比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率事實上，酶的催化效率是一般無機催化劑的

倍。又如：將唾液稀釋10倍與用唾液原液催化淀粉水解的效果相同。107

～10131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)。1探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用

淀粉和蔗糖都是非還原性糖，淀粉在淀粉酶的催化作用下能水解為麥芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解為葡萄糖和果糖。麥芽糖、葡萄糖、果糖均屬還原性糖。還原性糖能夠與斐林試劑發(fā)生反應(yīng)，生成磚紅色的沉淀。

現(xiàn)在給你淀粉酶溶液，要觀察淀粉酶能催化哪種糖水解，應(yīng)該如何設(shè)計這個實驗？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？1淀粉溶液蔗糖溶液實驗步驟一二三實驗現(xiàn)象結(jié)論試管下半部浸入60℃左右的熱水中,分別加入淀粉酶2滴，振蕩，反應(yīng)5min2號試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑振蕩約60℃水浴2min1號試管中加入2mL淀粉溶液藍(lán)色無變化棕色磚紅色沉淀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1三、酶的作用條件較溫和要有合適的溫度要有合適的pH1

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60℃左右最好。能不能設(shè)計一個實驗，來證明溫度會影響酶的活性？酶活性：酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率。1探究溫度對淀粉酶活性的影響淀粉溶液

實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論2號試管3號試管1號試管試管各加入2mL淀粉溶液加熱至60℃，保溫約5min保持0℃冰水中保溫約5min加熱至100℃，保溫約5min各加入兩滴碘液振蕩加入淀粉酶2滴，振蕩，反應(yīng)約5min無明顯現(xiàn)象藍(lán)色

藍(lán)色只有在一定溫度下酶的催化效率最好1在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較較高的溫度容易使酶的遭到破壞而失去。每種酶都有自己的低活性最適溫度空間結(jié)構(gòu)1過氧化氫溶液實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論探究pH對過氧化氫酶活性的影響2號試管1號試管3號試管試管各加入2mL過氧化氫溶液蒸餾水2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaOH2mL加入過氧化氫酶2滴，振蕩2—3min后將帶火星的衛(wèi)生香分別放入試管中無明顯變化無明顯變化復(fù)燃只有在適合的pH下酶的催化效率最高1過氧化氫酶在最適合的pH下，酶的活性

最高空間結(jié)構(gòu)在過酸過堿的條件下，都會使酶的遭到破壞而失去。活性1

高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？

不同，過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；低溫使酶活性明顯下降，但在適宜溫度下其活性可以恢復(fù)。1思考：1.課本建議用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響，用過氧化氫酶探究pH對酶活性的影響，為什么？因為溫度對淀粉酶活性的影響較大，pH對過氧化氫酶的影響較大。這樣做實驗的現(xiàn)象才明顯。2.在測定淀粉酶的專一性時，為什么要用到蔗糖溶液？設(shè)置對照實驗。1二酶的特性：⒈具有高效性⒉具有專一性⒊作用條件較溫和

①要有合適的溫度：

②要有合適的pH：課堂小結(jié)：比較過氧化氫酶和Fe3＋的催化效率淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用溫度對淀粉酶活性的影響pH對過氧化氫酶活性的影響1★影響酶促反應(yīng)速率的因素：1溫度3酶的濃度：反應(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快。

4底物濃度：在一定濃度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快，但達(dá)到一定濃度，反應(yīng)速率