51降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶1

必修一第五章第1節(jié)第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶光合作用細(xì)胞呼吸能量ATP酶物質(zhì)代謝有機(jī)物分解有機(jī)物合成

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(chēng)為

。細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。細(xì)胞代謝細(xì)胞內(nèi)外的環(huán)境溫和常溫常壓水溶液環(huán)境pH接近中性在細(xì)胞較為溫和的環(huán)境中，各種生化反應(yīng)如何高效有序的進(jìn)行呢？任務(wù)1：探究酶在細(xì)胞代謝中的作用2H2O2

2H2O+O2反應(yīng)條件1.實(shí)驗(yàn)原理

新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的H2O2溶液；新鮮的肝臟研磨液（含有過(guò)氧化氫酶）；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液；衛(wèi)生香等2、實(shí)驗(yàn)材料探究1：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解2H2O2

2H2O+O2反應(yīng)條件加熱是化學(xué)反應(yīng)的常見(jiàn)條件Fe3+是無(wú)機(jī)催化劑新鮮的肝臟中含有過(guò)氧化氫酶3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作不同條件試管編號(hào)實(shí)驗(yàn)處理無(wú)90℃水浴加熱2滴FeCl32滴肝勻漿H2O2溶液（3%）2

mL2

mL2

mL2

mL檢測(cè)指標(biāo)1.氣泡冒出情況；2.衛(wèi)生香復(fù)燃情況1234與1號(hào)試管相比，2號(hào)試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說(shuō)明什么？在細(xì)胞內(nèi)，能通過(guò)加熱來(lái)提高反應(yīng)速率嗎？為什么？4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論2號(hào)試管放出的氣泡多。這一現(xiàn)象說(shuō)明加熱能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。不能3號(hào)和4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說(shuō)明什么？3號(hào)試管與4號(hào)試管相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說(shuō)明什么？說(shuō)明FeCl3和新鮮肝臟中的過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫分解的速率。4號(hào)試管快，說(shuō)明過(guò)氧化氫酶比Fe3+的催化效率高。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論一、酶的作用常態(tài)終態(tài)活躍狀態(tài)活化能具有催化作用。顯著降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。作用：作用實(shí)質(zhì)：請(qǐng)分析過(guò)氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)中的自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量。任務(wù)2：學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)試管編號(hào)1234實(shí)驗(yàn)處理無(wú)90℃水浴加熱2滴FeCl32滴肝勻漿H2O2溶液（3%）2

mL2

mL2

mL2

mL檢測(cè)指標(biāo)1.氣泡冒出情況；2.衛(wèi)生香復(fù)燃情況對(duì)

照

實(shí)

驗(yàn)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組試管編號(hào)1234實(shí)驗(yàn)處理無(wú)90℃水浴加熱2滴FeCl32滴肝勻漿H2O2溶液（3%）2

mL2

mL2

mL2

mL檢測(cè)指標(biāo)1.氣泡冒出情況；2.衛(wèi)生香復(fù)燃情況空白對(duì)照能夠在細(xì)胞內(nèi)溫和環(huán)境中催化各種生化反應(yīng)，酶是一種什么樣的物質(zhì)呢？任務(wù)3：探索酶的本質(zhì)

最初，人們認(rèn)為食物的消化靠是胃的蠕動(dòng)來(lái)完成的，直到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)。巧妙之處？發(fā)酵需要活酵母菌參與酵母菌死后釋放物質(zhì)引起發(fā)酵

提取脲酶，證明脲酶是蛋白質(zhì)少數(shù)RNA也具有生物催化功能從細(xì)胞中獲得含酶提取液，稱(chēng)釀酶李比希巴斯德畢希納薩姆納切赫奧爾特曼

19世紀(jì)：發(fā)酵是純化學(xué)過(guò)程酶

的

來(lái)

源：酶的化學(xué)本質(zhì)：酶

的

功

能：二、酶的本質(zhì)酶促反應(yīng):底物:有機(jī)物（大多數(shù)是蛋白質(zhì)）具有催化作用活細(xì)胞產(chǎn)生的由酶催化的化學(xué)反應(yīng)稱(chēng)為酶促反應(yīng)受酶催化而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的分子叫底物（反應(yīng)物）酶的催化機(jī)理:酶酶酶酶+底物酶-底物復(fù)合物酶+產(chǎn)物根據(jù)酶的催化機(jī)理，酶催化反應(yīng)具有哪些特性呢？任務(wù)4：探索酶的特性1、高效性：酶的催化效率一般是無(wú)機(jī)催化劑的107～1013倍。與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率極高。探究2：淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用1.實(shí)驗(yàn)原理（1）淀粉和蔗糖都是非還原糖。（2）在酶的催化作用下都能水解成還原糖。（3）通過(guò)斐林試劑鑒定溶液中是否有還原糖，確定酶促反應(yīng)產(chǎn)物。試管編號(hào)淀粉溶液蔗糖溶液淀粉酶溶液操作斐林試劑實(shí)驗(yàn)條件122mL2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否可以換成碘液？2mL2mL2mL2mL2mL60℃保溫5min沸水浴1min1.實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量以及無(wú)關(guān)變量分別是什么？2.在已知淀粉酶能夠催化淀粉水解的情況下，本實(shí)驗(yàn)設(shè)置1號(hào)試管還有沒(méi)有必要？實(shí)驗(yàn)是否繼續(xù)改進(jìn)，使結(jié)果更可靠。試管編號(hào)淀粉溶液蔗糖溶液蒸餾水淀粉酶溶液操作斐林試劑實(shí)驗(yàn)條件1232mL2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2mL2mL2mL2mL2mL60℃保溫5min沸水浴1min2mL2mL2mL3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：專(zhuān)一性：每一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)。探究3：影響酶活性的因素30℃溫水刷請(qǐng)根據(jù)相關(guān)知識(shí)，嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究溫度、pH對(duì)酶活性的影響。（提示：從自變量、因變量及無(wú)關(guān)變量思考。）組別試劑實(shí)驗(yàn)操作檢測(cè)試劑現(xiàn)象12mL淀粉溶液分別在0℃水保溫5min再混合一段時(shí)間后各滴兩滴碘液并搖勻2滴淀粉酶22mL淀粉溶液分別在60℃水保溫5min再混合2滴淀粉酶32mL淀粉溶液分別在100℃水保溫5min再混合2滴淀粉酶藍(lán)色

無(wú)明顯現(xiàn)象藍(lán)色探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響酶的催化作用需要在適宜的溫度下進(jìn)行結(jié)論：?jiǎn)栴}：能否將本實(shí)驗(yàn)的淀粉和淀粉酶換成H2O2和過(guò)氧化氫酶？活性位點(diǎn)底物1.低溫抑制酶活性，酶制劑通常在低溫（0-4°C)下保存。2.高溫可導(dǎo)致酶失去活性，其空間結(jié)構(gòu)被破壞。組別實(shí)驗(yàn)操作或試劑現(xiàn)象1各加入2mL肝臟研磨液0.01mol/LHCI1mL各加入3%H2O22mL2蒸餾水1mL30.01mol/LNaOH1mL幾乎無(wú)氣泡大量氣泡幾乎無(wú)氣泡探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響酶的催化作用需要適宜的pH實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（單位：mLO2）問(wèn)題：能否將本實(shí)驗(yàn)的H2O2和過(guò)氧化氫酶換成淀粉和淀粉酶？最適pH最適pH影響酶活性的因素-調(diào)節(jié)劑Cl-離子是唾液淀粉酶的激活劑淀粉淀粉+酶淀粉+酶+Cl-活性位點(diǎn)活性位點(diǎn)空間結(jié)構(gòu)改變重金屬離子Hg2+中毒抑制酶的作用影響酶活性的因素-調(diào)節(jié)劑重金屬離子Hg2+中毒抑制酶的作用三、酶的特性1.高效性：與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率極高！2.專(zhuān)一性：每一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)。3.作用條件較溫和：酶促反應(yīng)需要在適宜的溫度、ph等條件下進(jìn)行。酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用課堂小結(jié)課堂檢測(cè)1.右圖表示的是在最適溫度下，反應(yīng)物濃度對(duì)酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

（1）請(qǐng)解釋在A，B，C三點(diǎn)時(shí)該化學(xué)反應(yīng)的狀況。提示：A點(diǎn)：隨著反應(yīng)底物濃度的增加，反應(yīng)速率加快。B點(diǎn)：反應(yīng)速率在此時(shí)達(dá)到最高。C點(diǎn)：反應(yīng)速率不再隨反應(yīng)底物濃度的增加而升高，維持在相對(duì)穩(wěn)定的水平。1.右圖表示的是在最適溫度下，反應(yīng)物濃度對(duì)酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速率的影響。（2）如果在A點(diǎn)時(shí)溫度升高10"C,曲線(xiàn)會(huì)發(fā)生什么變化？為什么？請(qǐng)畫(huà)出變化后的曲線(xiàn)。提示：如果A點(diǎn)時(shí)溫度升高10℃，曲線(xiàn)上升的幅度變小。因?yàn)閳D中原曲線(xiàn)表示在最適溫度下催化速率隨底物濃度的變化。溫度高于或低于最適溫度，反應(yīng)速率都會(huì)變慢。1.右圖表示的是在最適溫度下，反應(yīng)物濃度對(duì)