5.1 降低化学反应活化能的酶

《5.1 降低化学反应活化能的酶》由会员分享，可在线阅读，更多相关《5.1 降低化学反应活化能的酶（39页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、学习目标一、细胞代谢的概念一、细胞代谢的概念二、过氧化氢在不同条件下的分解实验二、过氧化氢在不同条件下的分解实验三、酶催化作用的原理三、酶催化作用的原理四、酶及其本质的发现过程四、酶及其本质的发现过程五、酶的特性五、酶的特性溶菌酶含片溶菌酶含片我我饿！饿！我我要要吃吃吃吃吃吃问题探讨问题探讨 这个实验要解决什这个实验要解决什么问题？么问题？是什么物质使肉是什么物质使肉块消失了？块消失了？怎样才能证明你怎样才能证明你的推测？的推测？斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用。意义：是细胞生命活动的基础。意义：是细胞生命活动的基础。一般化学反应的条件一般化学反应的条件（1）高温）高温

2、（2）高压）高压（3）强酸）强酸（4）强碱）强碱（5）催化剂催化剂细胞内外的环境细胞内外的环境是很温和的是很温和的(1)常温常温(2)常压常压(3)水溶液环境水溶液环境(4)pH接近中性接近中性在这种环境状态下发生的化学反应，应该在这种环境状态下发生的化学反应，应该有适合的生物催化剂有适合的生物催化剂酶酶1、实验：、实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢（过氧化氢（H2O2）：）：细胞在代谢过程中会产生过氧化氢，细胞在代谢过程中会产生过氧化氢，它对细胞有一定的毒害作用。它对细胞有一定的毒害作用。在某些特定的条件下，过氧化氢极易发生分解，在某些特定的条件下，过

3、氧化氢极易发生分解，H2O2H2O+O22 H2O2 2 H2O +O2高温高温/Fe3/过氧化氢酶过氧化氢酶 通过比较过氧化氢在通过比较过氧化氢在不同条件不同条件下分解的快下分解的快慢，了解酶的作用和意义。慢，了解酶的作用和意义。过氧化氢在过氧化氢在高温高温或或铁离子铁离子或或过氧化氢酶过氧化氢酶的作的作用下都可分解成水和氧气。用下都可分解成水和氧气。实验目的：实验目的：实验原理：实验原理：比较过氧化氢在不同条件下的分解速率比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温90FeCl3肝脏研磨液肝脏研磨液2 2滴滴少量少量大量大量迅速迅速 复燃复燃过氧化氢在

4、不同条件下的分过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样解速率不一样反应条件反应条件 22 浓度浓度剂量剂量剂量剂量气泡产生气泡产生卫生香卫生香 燃烧燃烧不明显不明显较多较多复燃复燃 不明显不明显加热能促进过氧化氢的分解加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率提高反应速率FeFe3+3+和猪肝研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化和猪肝研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率氢分解的速率细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应学反应,这些化学反应需要在常温、常压这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，

5、所以说酶对于细胞内化学反应的顺要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。利进行至关重要。自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量变量变量对照实验对照实验实验组实验组对照组对照组设计实验原则：设计实验原则：对照原则对照原则控制单一变量原则控制单一变量原则1 1做这个实验时，为什么要选用新鲜的肝脏？做这个实验时，为什么要选用新鲜的肝脏？2 2为什么要将肝脏制成研磨液？为什么要将肝脏制成研磨液？3 3滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？一个吸管？为什么？肝脏如果不新鲜，肝脏细胞内的过氧化氢酶等有机物肝脏如果不新鲜，肝脏细胞内的过氧化

6、氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解。就会在腐生细菌的作用下分解。加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。面积，从而加速过氧化氢的分解。不能，否则滴入的氯化铁溶液中因含有少量的肝脏不能，否则滴入的氯化铁溶液中因含有少量的肝脏研磨液而影响实验结果的准确性。研磨液而影响实验结果的准确性。实验讨论：实验讨论：酶能催化生物化学反应，催化效率比酶能催化生物化学反应，催化效率比无机催化剂高得多。研究发现，酶的催化效率无机催化剂高得多。研究发现，酶的催化效率是无机催化剂催化效率的是无机催化剂催化效率的1071013倍。因此，倍。

7、因此，酶具有酶具有高效性高效性思考：思考：为何酶的催化效率会比无机为何酶的催化效率会比无机催化剂更高呢？催化剂更高呢？分子从常态转变为容易发生化学反应的活分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量称为跃状态所需的能量称为。酶为什么能催化生物化学反应？酶为什么能催化生物化学反应？H2O2(常态常态)H2O2(活跃状态活跃状态)能量能量活化能越大，活化能越大，反应就越不反应就越不容易进行。容易进行。正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在在温和温和条件下条件下快速快速进行。进行。从动画中我们可以看出，从动画中我们可以看出，各条件使反应加各条件使反应加快的本质

8、：快的本质：加热：加热：FeFe3+3+：酶：酶：提高分子的能量提高分子的能量降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能同无机催化剂相比，酶能更显著地降低同无机催化剂相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。化学反应的活化能，因而催化效率更高。发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵与活细胞有关，发酵与活细胞有关，是整个细胞而不是细是整个细胞而不是细胞中的物质在起作用胞中的物质在起作用引起发酵的是细胞中的某些引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才起作用母细胞死亡并裂解后才起作用酵母细胞中的某些物质能

9、够在酵母细胞裂解后酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞裂解后继续起催化作用。就像在活酵母细胞中一样继续起催化作用。就像在活酵母细胞中一样提取脲酶并确定其为蛋白质提取脲酶并确定其为蛋白质少数少数RNARNA也是酶也是酶 酶的特性酶的特性酶的催化效率是无机催化剂的酶的催化效率是无机催化剂的107 1013倍倍3443少量肝脏少量肝脏研磨液研磨液酶的特性之一：高效性酶的特性之一：高效性酶的特性之二：专一性酶的特性之二：专一性1 1号试管号试管2号试管号试管实实验验步步骤骤一一二二三三实验实验现象现象结论结论加入加入淀粉酶淀粉酶2 2滴，振荡，试管下半部浸入滴，振荡，试管下半部浸入6060左右的热水中，

10、反应左右的热水中，反应5min5min加入加入2mL蔗糖蔗糖溶液溶液加入斐林试剂加入斐林试剂 振荡振荡约约6060水浴水浴2min2min加入加入2mL淀粉淀粉溶液溶液无变化无变化砖红色沉淀砖红色沉淀酶的专一性是普遍存在的酶的专一性是普遍存在的准确地说，酶的专一性是指准确地说，酶的专一性是指一种酶一种酶只能催只能催化化一种化合物一种化合物或或一类化合物一类化合物的化学反应。的化学反应。设计设计实验实验提出提出问题问题作出作出假设假设进行进行实验实验分析分析结果结果得出得出结论结论其中其中实验实验是是实施探究实施探究的的重要方式重要方式。表达表达交流交流二、实验步骤的设计二、实验步骤的设计配置无

11、关变量；配置无关变量；科学性原则科学性原则一、实验设计遵循原则：一、实验设计遵循原则：二、实验步骤设计的内容：二、实验步骤设计的内容：简便可行性原则简便可行性原则设计对照原则设计对照原则单一变量原则单一变量原则可重复性原则可重复性原则设定设定自变量，设置好实验组和对照组；自变量，设置好实验组和对照组；检测因变量，观察记录实验结果。检测因变量，观察记录实验结果。分组编号分组编号配置无关变量；配置无关变量；设定自变量，设置好实验组和对照组；设定自变量，设置好实验组和对照组；检测因变量，观察记录实验结果。检测因变量，观察记录实验结果。1号试管号试管淀粉溶液淀粉溶液实实验验步步骤骤一一二二三三四四实验

12、现象实验现象结论结论2号试管号试管3号试管号试管分别加入以恒温至分别加入以恒温至60、0、100的的淀粉酶淀粉酶2滴，振荡滴，振荡试管各加入试管各加入2mL淀粉溶液淀粉溶液,分别水浴加热至分别水浴加热至60、0、100蓝色蓝色保持保持0冰水中冰水中反应约反应约5min加热至加热至100，反应约反应约5min加热至加热至60，反应约反应约5min各加入两滴碘液各加入两滴碘液振荡振荡无明显现象无明显现象蓝色蓝色酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的酶促反应的最适温度最适温度0最适温度最适温度t/mmol.s/mmol.s-1-1酶活性受温度影响示意图酶活性受

13、温度影响示意图温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响在最适温度的两侧，反应速率在最适温度的两侧，反应速率都比较都比较较高的温度容易使酶较高的温度容易使酶 遭到破坏而失去遭到破坏而失去 。低低空间结构空间结构活性活性坐标图坐标图1号试管号试管过氧化氢过氧化氢溶液溶液实验实验步骤步骤一一二二三三实验现象实验现象结论结论2号试管号试管3号试管号试管试管各加入试管各加入2mL过氧化氢溶液过氧化氢溶液无明显变化无明显变化pH7pH=12pH2各加入几滴过氧化氢酶溶液，各加入几滴过氧化氢酶溶液，23min后后将点燃的卫生香分别放入试管中将点燃的卫生香分别放入试管中复燃复燃无明显变化无明显变化/mmol.s/

14、mmol.s-1-1最适最适pH0pH酶活性受酶活性受pHpH影响示意图影响示意图pHpH对酶活性的影响对酶活性的影响在最适合的在最适合的pHpH下，下，酶的活性酶的活性 在过酸过碱的条件下，在过酸过碱的条件下，都会使酶的都会使酶的 遭遭到破坏而失去到破坏而失去 。最高最高空间结构空间结构活性活性 酶促反应速率最快时的环境酶促反应速率最快时的环境pH称为该称为该酶促反应的酶促反应的最适最适pH坐标图坐标图最适最适PH=8酶的名称酶的名称最适最适PH过氧化氢酶（肝）过氧化氢酶（肝）6.8唾液淀粉酶唾液淀粉酶 6.8脂肪酶脂肪酶 8.3胰蛋白酶胰蛋白酶8.09.0胃蛋白酶胃蛋白酶 1.52.2pH

15、pH对酶活性的影响对酶活性的影响 高温、低温、过酸和过碱对酶活高温、低温、过酸和过碱对酶活性性 的影响其本质相同吗？的影响其本质相同吗？酶促反应一般是在常温、常压、适宜的酶促反应一般是在常温、常压、适宜的PHPH等等温和温和条件下进行。条件下进行。酶的特性之三：作用条件温和酶的特性之三：作用条件温和除温度、除温度、PHPH外，酶促反应还与外，酶促反应还与_有关有关酶的浓度、底物浓度、产物浓度酶的浓度、底物浓度、产物浓度坐标图？坐标图？影响酶促反应速率的其它因素：影响酶促反应速率的其它因素：酶的浓度：酶的浓度：反应速率随反应速率随 酶浓度的升高而加快。酶浓度的升高而加快。底物浓度：底物浓度：在一

16、定浓度在一定浓度 范围内，反应速率随浓范围内，反应速率随浓 度的升高而加快，但达度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率到一定浓度，反应速率 不再变化不再变化酶促反应速率酶促反应速率酶的浓度酶的浓度酶促反应速率酶促反应速率底物浓度底物浓度酶量一定酶量一定影响酶促反应的因素常有：影响酶促反应的因素常有：温度温度 PH值值 酶的浓度酶的浓度 底物浓度底物浓度 抑制剂抑制剂 激活剂激活剂课堂练习：课堂练习：1.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是 A.A.所吃食物不能消化所吃食物不能消化 （）B.B.胃没有排空胃没有排空C.C.体温超过合适温度，消化

17、酶的活性下降体温超过合适温度，消化酶的活性下降D.D.吃药使人没有了胃口吃药使人没有了胃口 2.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用，胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是（主要原因是（）A.pHA.pH不适合不适合B.B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了胃中已经起了消化作用，不能再起作用了C.C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用D.D.小肠中没有蛋白质可被消化小肠中没有蛋白质可被消化CA3.能够使唾液淀粉酶水解的是（能够使唾液淀粉酶水解的是（）A.A.淀粉酶淀粉酶 B.B.脂肪酶脂肪酶C.C.蛋白酶蛋白酶 D.D.肽酶肽酶 4.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（）A.A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物B.B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变化学反应前后，酶的化学性质和数量不变C.C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响D.D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力一旦离开活细胞，酶就失去催化能力CDB D脂肪酶脂肪酶