第一節(jié) 降低化學反應活化能的酶

第一節(jié)降低化學反應活化能的酶第1頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月第2頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月一、酶的作用和本質(zhì)1.細胞代謝

細胞中每時每刻都進行著許多化學反應的統(tǒng)稱。2.酶在細胞代謝中的作用實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解（1）原理：新鮮肝臟中有較多的過氧化氫酶，能將過氧化氫分解成水和氧。（2）材料：新鮮的質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟研磨液（3）步驟：第3頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月在本實驗中應該注意哪些事項？3.滴加氯化鐵和肝臟研磨液不能合用一支滴管，以免影響實驗效果。1.肝臟如果不新鮮，肝細胞內(nèi)的過氧化氫酶等有機物就會在腐生細菌的作用下分解。2.肝臟要研磨，使過氧化氫酶與過氧化氫充分接觸，從而加速過氧化氫的分解。4.過氧化氫有腐蝕性，使用時要小心，不要使其接觸皮膚。第4頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月步驟試管編號1234結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒不明顯少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃2ml2ml2ml2ml常溫90℃2滴20%新鮮肝臟研磨液比較過氧化氫在不同條件下的分解速率3%新制H2O2

溶液反應條件二一2滴3.5%FeCl3因變量自變量觀測指標第5頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月2、3、4號試管1號試管加入H2O2、FeCl3和肝臟研磨液的量及濃度;H2O2和肝臟研磨液的新鮮程度等。H2O2分解速度控制變量90℃水浴加熱、3.5%FeCl3溶液、20%肝臟研磨液實驗原則：單一變量原則對照原則自變量無關變量對照組實驗組因變量等量原則第6頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月121343411號試管與2號試管對照，說明1號試管與3號試管對照，說明1號試管與4號試管對照，說明3號試管與4號試管對照，說明加熱可以促進過氧化氫分解FeCl3能催化H2O2分解過氧化氫酶能催化H2O2的分解(酶具有催化作用)過氧化氫酶的催化效率比FeCl3高（酶具有高效性）第7頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月3.酶的功能作用機理（1）分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。（2）酶在生化反應中主要是降低了反應的活化能。第8頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月巴斯德之前發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關巴斯德(微生物學家）發(fā)酵與活細胞有關，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣薩姆納酶是蛋白質(zhì)李比希（化學家）切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能酶本質(zhì)的探索第9頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月二、酶的本質(zhì)活細胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機物(1)來源：活細胞產(chǎn)生(2)本質(zhì)：絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA(3)功能：生物催化劑(4)分布：細胞外(胞外酶：如消化酶)細胞內(nèi)(胞內(nèi)酶：如呼吸酶)a.在催化某一反應時，與其他一般無機催化劑一樣，能顯著降低反應的活化能，提高反應速率，縮短達到平衡的時間，但并不改變反應的方向和平衡常數(shù)；

b.反應前后酶的性質(zhì)和數(shù)量均沒有變化。第10頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月1.酶具有高效性2.酶具有專一性3.酶的作用條件較溫和三、酶的特性酶的催化效率一般是無機催化劑的107-1013倍每一種酶只能催化一種或者一類化學反應①要有合適的溫度②要有合適的pH第11頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月淀粉溶液蔗糖溶液實驗步驟一二三實驗現(xiàn)象結(jié)果分別加入淀粉酶4滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反應3min2號試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑

振蕩水浴加熱1min1號試管中加入2mL淀粉溶液藍色藍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。淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用第12頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月編號實驗步驟一二三實驗現(xiàn)象結(jié)論1號和A號試管2號和B號試管3號和C號試管混合1號和A號，2號和B號，3號和C號，振蕩，滴加碘液，觀察顏色變化。試管1.2.3號各加入2mL淀粉試管A.B.C號各加入2滴淀粉酶變藍保持0℃冰水中約2min加熱至90℃約2min60℃約2min不變藍只有在一定溫度下酶的催化效率最好變藍探究溫度對淀粉酶活性的影響第13頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月低活性空間結(jié)構(gòu)在最適溫度的兩側(cè)，反應速率都比較

較高的溫度容易使酶的

遭到破壞，蛋白質(zhì)變性，而失去

。

第14頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

口腔溫度和體溫差不多，而當我們口腔中的唾液淀粉酶進入胃中以后，卻發(fā)現(xiàn)，唾液不再具有催化淀粉分解的功能,胃中的蛋白酶隨食糜進入小腸后也不再具有催化功能。經(jīng)測定，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。小資料

由上述資料你可以得出何種問題呢？提出問題：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1.5-2.2第15頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

質(zhì)量分數(shù)為2%的α－淀粉酶溶液（唾液淀粉酶）、質(zhì)量分數(shù)為3%的可溶性淀粉溶液、碘液、PH為2的溶液，PH為7的溶液，PH為12的溶液，試管，大燒杯，量筒，滴管，試管夾等。實驗材料及器具：作出假設：PH值過大過小都會影響酶的活性第16頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月過氧化氫酶空間結(jié)構(gòu)活性變性

在過酸過堿的條件下，都會使酶的

遭到破壞,蛋白質(zhì)

，酶失

。第17頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

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。第18頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月底物濃度：當酶濃度、溫度和PH恒定時，在底物濃度很低的范圍內(nèi)，反應速率與底物濃度成正比，當?shù)孜餄舛冗_到一定限度時，所有的酶與底物結(jié)合，反應速率達到最大，再增加底物，反應速率不再增加。影響酶促反應速率的其他因素酶的濃度：在有足夠底物而又不受其它因素的影響的情況下，則酶促反應速率與酶濃度成正比。酶數(shù)量一定底物足夠底物一定第19頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月例：動物腦組織中含有豐富的谷氨酸脫羧酸，能專一催化1mol谷氨酸分解為1molr－氨基丁酸和1molCO2。某科研小組從小鼠的腦中得到該酶后，在谷氨酸起始濃度為10mmol/L、最適溫度、最適pH值的條件下，對該酶的催化反應過程進行研究，結(jié)果見圖-1和圖-2。圖1產(chǎn)物CO：濃度隨時間變化曲線圖圖2酶催化反應速率隨酶濃度變化曲線（注：酶濃度固定）（注：反應物濃度過量）請根據(jù)以上實驗結(jié)果，回答下列問題：第20頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）在圖1畫出反應過程中谷氨酸濃度隨時間變化的曲線（請用“1”標注）。（2）當一開始時，將混合物中谷氨酸脫羧酸的濃度增加50%或降低反應溫度10℃，請在圖1中分別畫出理想條件下CO2

濃度隨時間變化的曲線（請用“2”標注酶濃度增加后的變化曲線，用“3”標注溫度降低后的變化曲線），并分別說明原因。(3)重金屬離子能與谷氨酸脫羧酶按比例牢固結(jié)合，不可解離，迅速使酶失活。在反應物濃度過量的條件下，向反應混合物中加入一定量的重金屬離子后，請在圖2中畫出酶催化反應速率隨酶濃度變化的曲線(請用“4”標注)，并說明其原因。

第21頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月【答案】（1）見曲線1（2）