第1節(jié)-降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

第1節(jié)-降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第一頁(yè)，共46頁(yè)。教學(xué)重點(diǎn)：酶的作用、本質(zhì)和特性教學(xué)難點(diǎn)1.酶能夠降低化學(xué)反應(yīng)的活化能2.控制變量的科學(xué)方法第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第一頁(yè)第二頁(yè)，共46頁(yè)。食物進(jìn)入生物體內(nèi)發(fā)生了怎樣的變化？第二頁(yè)第三頁(yè)，共46頁(yè)。第三頁(yè)第四頁(yè)，共46頁(yè)。第四頁(yè)第五頁(yè)，共46頁(yè)。斯帕蘭札尼鷹的消化作用實(shí)驗(yàn)1.斯帕蘭札尼設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)要解決什么問題？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處在哪里？2.根據(jù)肉塊消失的現(xiàn)象你能作出怎樣的假設(shè)？3.怎樣才能證明你的推測(cè)？鳥類的胃是否只有物理性消化、沒有化學(xué)性消化？胃液中有某種化學(xué)物質(zhì)，該物質(zhì)能將肉塊分解（消化）收集該物質(zhì)，看看其在體外是否能將肉塊分解。問題探討（教材P78）第五頁(yè)第六頁(yè)，共46頁(yè)。細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝一、細(xì)胞代謝（新陳代謝）第六頁(yè)第七頁(yè)，共46頁(yè)。葉綠體：CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶線粒體:

C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量酶核糖體：

氨基酸

多肽酶縮合脫水細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，外界能量輸入細(xì)胞，并為細(xì)胞所利用，都要經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境條件是什么？常溫常壓下第七頁(yè)第八頁(yè)，共46頁(yè)?；瘜W(xué)上的化學(xué)反應(yīng)都很容易順利進(jìn)行嗎？化學(xué)上采用什么方式解決這一問題的？第八頁(yè)第九頁(yè)，共46頁(yè)。二、酶在細(xì)胞代謝中的催化作用1.比較過氧化氫在不同條件下的分解第九頁(yè)第十頁(yè)，共46頁(yè)。2H2O2

2H2O+O2高溫/Fe3＋/過氧化氫酶

通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用和意義。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)原理：第十頁(yè)第十一頁(yè)，共46頁(yè)。試管編號(hào)1234第一步每支試管加2ml過氧化氫溶液第二步不處理90℃水浴滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝臟研磨液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論1min分鐘后，將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香放在液面的上方單一變量原則對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組無(wú)關(guān)變量自變量因變量第十一頁(yè)第十二頁(yè)，共46頁(yè)。①對(duì)照原則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循原則：④可重復(fù)性原則

③等量原則②單一變量原則④檢測(cè)因變量，觀察記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。第十二頁(yè)第十三頁(yè)，共46頁(yè)。注意問題：實(shí)驗(yàn)時(shí)要選用新鮮的肝臟肝臟要制成研磨液滴加肝臟研磨液和FeCl3溶液時(shí)，不可共用同一個(gè)吸管第十三頁(yè)第十四頁(yè)，共46頁(yè)。結(jié)論：酶能催化生物化學(xué)反應(yīng)，催化效率比無(wú)機(jī)催化劑高得多。研究發(fā)現(xiàn)，酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑催化效率的107~1013倍。因此，酶具有高效性第十四頁(yè)第十五頁(yè)，共46頁(yè)。同無(wú)機(jī)催化劑相比較又有哪些相同點(diǎn)？生成物量時(shí)間加入酶無(wú)機(jī)催化劑未加酶0第十五頁(yè)第十六頁(yè)，共46頁(yè)。加速化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，縮短達(dá)到平衡時(shí)間，但不改變平衡點(diǎn)改變化學(xué)反應(yīng)速率，本身不被消耗只催化已經(jīng)存在的化學(xué)反應(yīng)都可以在生物體外發(fā)揮作用降低活化能，使反應(yīng)速率加快為什么酶的催化效率會(huì)比無(wú)機(jī)催化劑更高呢？第十六頁(yè)第十七頁(yè)，共46頁(yè)。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)所需的能量稱為活化能。2.活化能H2O2(常態(tài))

H2O2(活躍狀態(tài))能量活化能第十七頁(yè)第十八頁(yè)，共46頁(yè)。思考：1molH2O2由常態(tài)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)時(shí)需要吸收75KJ的熱量，這75KJ就是每molH2O2的活化能。但加入過氧化氫酶時(shí)，H2O2只要吸收29KJ的熱量就可以轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)。少了的46KJ的熱量。第十八頁(yè)第十九頁(yè)，共46頁(yè)。第十九頁(yè)第二十頁(yè)，共46頁(yè)。酶和一般催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。第二十頁(yè)第二十一頁(yè)，共46頁(yè)。從動(dòng)畫中我們可以看出，同無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝能在溫和條件下快速進(jìn)行。第二十一頁(yè)第二十二頁(yè)，共46頁(yè)。巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)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)李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能酶本質(zhì)的探索第二十二頁(yè)第二十三頁(yè)，共46頁(yè)。酶的化學(xué)本質(zhì)

酶的來(lái)源

酶的功能活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的1.定義：

有機(jī)物。一類2.本質(zhì)：大部分酶是蛋白質(zhì)，也有少數(shù)是RNA。三、酶的本質(zhì)第二十三頁(yè)第二十四頁(yè)，共46頁(yè)。四、酶的特性1.高效性：酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑催化效率的107~1013倍。

2.專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。第二十四頁(yè)第二十五頁(yè)，共46頁(yè)。每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。酶具有專一性例子：酶具有專一性的意義：使細(xì)胞代謝有條不紊的進(jìn)行一種H2O2酶：H2O2脲酶：尿素淀粉酶：淀粉一類蛋白酶：蛋白質(zhì)→多肽肽酶：多肽→氨基酸第二十五頁(yè)第二十六頁(yè)，共46頁(yè)。第二十六頁(yè)第二十七頁(yè)，共46頁(yè)。細(xì)胞中幾乎所有的化學(xué)反應(yīng)都是由酶來(lái)催化的。酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率稱為酶活性第二十七頁(yè)第二十八頁(yè)，共46頁(yè)。3.酶的作用條件較溫和酶一般在比較溫和的條件下催化化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。第二十八頁(yè)第二十九頁(yè)，共46頁(yè)。酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境溫度稱為該酶促反應(yīng)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(duì)酶活性的影響在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較較高的溫度容易使酶遭到破壞而失去。低空間結(jié)構(gòu)活性第二十九頁(yè)第三十頁(yè)，共46頁(yè)。反應(yīng)溶液pH會(huì)對(duì)酶的活性有影響υ/mmol.s-1最適pH0pH酶活性受pH影響示意圖pH對(duì)酶活性的影響在最適pH下，酶的活性

在過酸過堿的條件下，都會(huì)使酶的遭到破壞而失去。最高空間結(jié)構(gòu)活性第三十頁(yè)第三十一頁(yè)，共46頁(yè)。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。（1）動(dòng)物體內(nèi)的酶最適宜pH大多在6.5—8之間。唾液pH為6.2—7.4，胃液的pH為0.9—1.5，小腸液的pH為7.6。（2）植物體內(nèi)的酶最適pH大多在4.5—6.5之間。第三十一頁(yè)第三十二頁(yè)，共46頁(yè)。高溫、低溫、過酸和過堿對(duì)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(huì)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)。第三十二頁(yè)第三十三頁(yè)，共46頁(yè)。★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)速率不再變化酶促反應(yīng)速率酶的濃度酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定2、pH第三十三頁(yè)第三十四頁(yè)，共46頁(yè)。化學(xué)本質(zhì)產(chǎn)生來(lái)源

生理作用酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的1.酶的概念：

有機(jī)物。一類2.酶的本質(zhì)：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。歸納總結(jié)3.酶的特性高效性:酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的107~1013

倍專一性:每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。酶的作用條件較溫和:需要適宜的溫度和pH值4.影響酶促反應(yīng)速率的因素：溫度、PH（低溫使酶活性降低；高溫、過酸或過堿使酶空間結(jié)構(gòu)破環(huán)，失去活性）第三十四頁(yè)第三十五頁(yè)，共46頁(yè)。課堂練習(xí)：1.人在發(fā)高燒時(shí)，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

2.胃蛋白酶在進(jìn)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(zhì)包裹起來(lái)，所以起不到催化作用D.小腸中沒有蛋白質(zhì)可被消化CA第三十五頁(yè)第三十六頁(yè)，共46頁(yè)。3.在過氧氫酶和Fe3+的催化效率比較實(shí)驗(yàn)中，把肝臟制成研磨液的目的是（雙選）（）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．增大酶與反應(yīng)底物的接觸機(jī)會(huì)4.酶具有極強(qiáng)的催化功能，最根本的原因是（）①增加了反應(yīng)物之間的接觸②降低了反應(yīng)物分子的活化能③提高了反應(yīng)物分子的活化能④降低了反應(yīng)物分子的自由能⑤本身的數(shù)量和性質(zhì)不改變，可反復(fù)利用A.①④B.②③C.④⑤D.②⑤ADD第三十六頁(yè)第三十七頁(yè)，共46頁(yè)?？茖W(xué)探究的程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提出問題作出假設(shè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果得出結(jié)論其中實(shí)驗(yàn)是實(shí)施探究的重要方式。表達(dá)交流預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果第三十七頁(yè)第三十八頁(yè)，共46頁(yè)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：完成本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表：因變量無(wú)關(guān)變量用何種酶完成實(shí)驗(yàn)如何檢測(cè)因變量如何設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)自變量其他變量溫度酶活性改變反應(yīng)物的量、反應(yīng)時(shí)間、pH等淀粉酶淀粉酶在溫度改變時(shí)水解淀粉的作用減弱，可用碘液檢測(cè)淀粉的存在，檢測(cè)酶活性的強(qiáng)弱常溫為對(duì)照組第三十八頁(yè)第三十九頁(yè)，共46頁(yè)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：完成本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表：因變量無(wú)關(guān)變量用何種酶完成實(shí)驗(yàn)如何檢測(cè)因變量如何設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)自變量其他變量pH酶活性改變反應(yīng)物的量、反應(yīng)時(shí)間、溫度等過氧化氫酶過氧化氫酶在pH改變時(shí)水解過氧化氫的作用減弱，用帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃程度檢測(cè)單位時(shí)間內(nèi)氧氣的產(chǎn)生量pH=7為對(duì)照組第三十九頁(yè)第四十頁(yè)，共46頁(yè)。取三只大小相同的干凈試管(1、2、3號(hào))，各加入2滴管淀粉

(保證淀粉的量相等)。取三只大小相同的干凈試管(4、5、6號(hào))，各加入1滴管淀粉酶(保證淀粉酶的量相等)。將1號(hào)和4號(hào)試管放在試管架上，將2號(hào)和5號(hào)試管放在95℃恒溫水浴箱中，將3號(hào)和6號(hào)試管放在冰水中。2min后，將4、5、6號(hào)試管中的淀粉酶分別倒入1、2、3號(hào)試管，振蕩搖勻后，分別放在試管架上、95℃恒溫水浴箱中、冰水中。2min后，分別向1、2、3號(hào)試管中滴加3滴碘液，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。具體實(shí)驗(yàn)步驟：第四十頁(yè)第四十一頁(yè)，共46頁(yè)。第四十一頁(yè)第四十二頁(yè)，共46頁(yè)。取三只大小相同的干凈試管(1、2、3號(hào))，各加入2滴管H2O2

(保證H2O2的量相等)。取三只大小相同的干凈試管(4、5、6號(hào))，各加入1滴管肝臟研磨液(保證肝臟研磨液的量相等)向4號(hào)試管中滴加5滴蒸餾水，向5號(hào)試管中滴加5滴5%的HCl，向6號(hào)試管中滴加5滴5%NaOH，振蕩搖勻。將4、5、6號(hào)試管中的肝臟研磨液分別倒入1、2、3號(hào)試管，振蕩搖勻，觀察實(shí)