第一節(jié)降低化學反應(yīng)活化能的酶課件

第一節(jié)降低化學反應(yīng)活化能的酶課件第一頁，共34頁。一酶的作用和本質(zhì)斯帕蘭札尼的實驗討論：1、這個實驗要解決什么問題？2、據(jù)現(xiàn)象推測是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3、怎樣才能證明你的推測？鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學性消化是胃內(nèi)的化學物質(zhì)將肉塊分解了收集胃內(nèi)的化學物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解了第一頁第二頁，共34頁。第二頁第三頁，共34頁。（一）細胞代謝

細胞中每時每刻都進行著許多化學反應(yīng)，統(tǒng)稱為細胞代謝。CCOOHHNR1R2OHHCNH2COHH+→R1CNH2CHOCOOHCHNR2H一酶的作用和本質(zhì)第三頁第四頁，共34頁。

（二）酶在細胞代謝中的作用

2H2O2

→2H2O+O21、常溫下反應(yīng)2、加熱3、Fe3+做催化劑4、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（一）細胞代謝第四頁第五頁，共34頁。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)變量第五頁第六頁，共34頁。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)變量對照組實驗組對照實驗第六頁第七頁，共34頁。變量：實驗過程中可以變化的因素。自變量：因變量：對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗。對照組：實驗組：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：第七頁第八頁，共34頁。分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能第八頁第九頁，共34頁。催化劑降低了反應(yīng)物分子活化時所需的能量非催化反應(yīng)和酶催化反應(yīng)活化能的比較

Ea，活化能；ΔG，自由能變化第九頁第十頁，共34頁。

正是由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和的條件下快速進行。各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：加熱：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化學反應(yīng)的活化能更顯著地降低化學反應(yīng)的活化能（二）酶在細胞代謝中的作用

（一）細胞代謝第十頁第十一頁，共34頁。（三）酶的本質(zhì)討論：1、巴斯德和李比希的觀點各是什么？有什么積極意義？各有什么局限性？2、巴斯德和李比希出現(xiàn)爭論的原因是什么？這一爭論對后人進一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？第十一頁第十二頁，共34頁。畢希納實驗3、從畢希納實驗可以得出什么結(jié)論？4、薩姆納研究哪種酶？你認為他成功的主要原因是什么？5、切赫和奧特曼有什么新發(fā)現(xiàn)？6、酶的本質(zhì)是什么？第十二頁第十三頁，共34頁。巴斯德之前發(fā)酵是純化學反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德發(fā)酵與活細胞有關(guān)，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第十三頁第十四頁，共34頁。

酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA。第十四頁第十五頁，共34頁。降低化學反應(yīng)活化能的酶二酶的特性第十五頁第十六頁，共34頁。復(fù)習：1、人體細胞內(nèi)時刻進行上百萬次的化學反應(yīng)，這些化學反應(yīng)在常溫常壓下為何能如此快速、高效、有序、順利進行的呢？酶2、化學反應(yīng)需要提供能量，使參加化學反應(yīng)的分子從常態(tài)變?yōu)榛钴S狀態(tài)，那么酶是否提供了能量而加快了反應(yīng)速率呢？降低化學反應(yīng)活化能3、酶的本質(zhì)？

酶是由活細胞產(chǎn)生的具有催化能力的有機物第十六頁第十七頁，共34頁。無機催化劑和酶都可以降低化學反應(yīng)的活化能，都可以提高化學反應(yīng)速率，那么哪個作用更顯著呢？如何用實驗來驗證？請大家回憶上節(jié)課H2O2在不同條件下的分解的實驗！第十七頁第十八頁，共34頁。實驗設(shè)計原則：①對照原則②單一變量(單因子）原則友情提示第十八頁第十九頁，共34頁。3443少量肝臟研磨液說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率(活性)高得多。

比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率為什么4號試管的反應(yīng)速率比3號試管快得多？第十九頁第二十頁，共34頁。事實上，酶的催化效率一般是無機催化劑的

倍。107

～1013

酶的高效性保證了細胞內(nèi)化學反應(yīng)的順利進行。

酶具有高效性的意義：上述實驗說明了：一、酶具有高效性第二十頁第二十一頁，共34頁。

淀粉和蔗糖都是非還原性糖，淀粉在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)生氧化還原反應(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？探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用第二十一頁第二十二頁，共34頁。淀粉溶液蔗糖溶液實驗步驟一二三實驗現(xiàn)象結(jié)論分別加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，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第二十二頁第二十三頁，共34頁。每一種酶只能催化

化學反應(yīng)。細胞代謝能夠有條不紊，互不干擾地進行，與酶的

是分不開的。

二、酶具有專一性一種或一類專一性目前發(fā)現(xiàn)的酶有

多種,它們分別催化不同的化學反應(yīng)。一、酶具有高效性4000第二十三頁第二十四頁，共34頁。淀粉溶液蔗糖溶液實驗步驟一二三分別加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，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淀粉溶液探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用

從上面進行的實驗我們看出進行實驗需要比較溫和的條件，比如淀粉酶在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催化效率（活性）？第二十四頁第二十五頁，共34頁。又該你動腦筋了！問題聚焦1、選擇淀粉酶還是H2O2酶作為實驗材料？三組，高溫，低溫和常溫！2、我要設(shè)計幾組實驗？選擇幾個溫度？淀粉酶。因為H2O2受溫度影響也會分解3、觀察指標怎么確定，選擇什么樣的鑒定試劑？碘液，看是否變藍第二十五頁第二十六頁，共34頁。序號項目試管1231α－淀粉溶液1ml2ml1ml2淀粉酶1ml1ml1ml3溫度60℃沸水冰水4碘液1－2滴1－2滴1－2滴5實驗現(xiàn)象以上設(shè)計有兩點錯誤:

一是加入的可溶性淀粉溶液沒有遵循等量原則;

二是試劑加入的順序錯誤2、3步應(yīng)互換。以上設(shè)計是否有錯誤？第二十六頁第二十七頁，共34頁。1號試管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號試管加入淀粉酶2滴，振蕩試管各加入2mL淀粉溶液藍色保持0℃冰水中約5min加熱至100℃，

約5min加熱至60℃，約5min各加入兩滴碘液振蕩無明顯現(xiàn)象只有在一定溫度下酶的催化效率最好藍色探究溫度對淀粉酶活性的影響第二十七頁第二十八頁，共34頁。

除了注意對照實驗設(shè)計，還要注意實驗的順序，如果有時間，實驗組可等梯度多做幾組，得出的結(jié)果更準確。第二十八頁第二十九頁，共34頁。

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，蛋白質(zhì)變性，而失去。每種酶都有自己的低活性最適溫度空間結(jié)構(gòu)動物：35---40攝氏度植物40--50攝氏度細菌、真菌差別較大第二十九頁第三十頁，共34頁。在合適的條件下將肉塊和蛋白酶放到一起疑問：60℃時，為什么肉塊長時間不能被分解？如何找到酶活性最高時的溫度？第三十頁第三十一頁，共34頁。通過以上實驗可以知道，酶在最適溫度下，

活性最高。那么PH值不同，對酶的活性有沒有影響呢？你要動腦筋了！設(shè)