第1節(jié)_降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

1、酶為生酶為生活添姿活添姿彩彩第第1 1節(jié)節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 問問 題題 探探 討：討：1.這個實(shí)驗要解決什么問題？這個實(shí)驗要解決什么問題？討論：討論： 斯帕蘭札尼在研斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用究鷹的消化作用2.是什么物質(zhì)使肉塊消失了？是什么物質(zhì)使肉塊消失了？一些化學(xué)反應(yīng)的條件一些化學(xué)反應(yīng)的條件MnO2濃濃H2SO4CH3CH2OH + CH3COOH CH3COOCH2CH3 + H2O2KClO3 2KCl + 3O2一般化學(xué)反應(yīng)的條件一般化學(xué)反應(yīng)的條件 ：FeBr2BrHBr 在化學(xué)反應(yīng)里能改變其它物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)里能改變其它物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本

2、身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有變化的物質(zhì)叫做都沒有變化的物質(zhì)叫做 。催化劑催化劑（1）高溫（）高溫（2）高壓）高壓（3）強(qiáng)酸（）強(qiáng)酸（4）強(qiáng)堿（）強(qiáng)堿（5）催化劑）催化劑催化劑只是改變反應(yīng)速率催化劑只是改變反應(yīng)速率,并不改變化學(xué)平衡并不改變化學(xué)平衡細(xì)胞內(nèi)外的環(huán)境：細(xì)胞內(nèi)外的環(huán)境： 1.常溫常溫2.常壓常壓3.水溶液環(huán)境水溶液環(huán)境4.pH接近中性接近中性 細(xì)胞內(nèi)會發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，這些細(xì)胞內(nèi)會發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境條件是什么？化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境條件是什么？ 在這種環(huán)境狀態(tài)下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)該在這種環(huán)境狀態(tài)下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)該

3、有適合的生物催化劑有適合的生物催化劑 酶酶很溫和很溫和一一 酶的作用和本質(zhì)酶的作用和本質(zhì) 細(xì)胞代謝：細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)。許多化學(xué)反應(yīng)。1 1、酶在細(xì)胞代謝中的作用（板書）、酶在細(xì)胞代謝中的作用（板書）實(shí)驗實(shí)驗: : 比較過氧化氫酶和比較過氧化氫酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率方法步驟方法步驟: :1.1.取取4 4支潔凈試管，編上序號，并且各注入支潔凈試管，編上序號，并且各注入2mL2mL過氧化過氧化氫溶液，按序號依次放置在試管架上。氫溶液，按序號依次放置在試管架上。2.2.將將2 2號試管放在號試管放在9090左右的水浴中加熱，觀察氣泡

4、左右的水浴中加熱，觀察氣泡冒出的情況，并與冒出的情況，并與1 1號試管作比較。號試管作比較。3.3.向向3 3號試管內(nèi)滴入號試管內(nèi)滴入2 2滴氯化鐵溶液，向滴氯化鐵溶液，向4 4號試管內(nèi)滴號試管內(nèi)滴入入2 2滴肝臟研磨液。輕輕地振蕩兩只試管，使試管內(nèi)滴肝臟研磨液。輕輕地振蕩兩只試管，使試管內(nèi)的物質(zhì)混合均勻。仔細(xì)觀察哪支試管產(chǎn)生的氣泡多。的物質(zhì)混合均勻。仔細(xì)觀察哪支試管產(chǎn)生的氣泡多。4.4.將點(diǎn)燃但無火焰的衛(wèi)生香分別放入將點(diǎn)燃但無火焰的衛(wèi)生香分別放入3 3、4 4號試管內(nèi)液號試管內(nèi)液面的上方，觀察哪支衛(wèi)生香燃燒猛烈。面的上方，觀察哪支衛(wèi)生香燃燒猛烈。4343討討 論論:提示提示1. 2號試管放出

5、的氣泡多。這一現(xiàn)象說號試管放出的氣泡多。這一現(xiàn)象說明加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。明加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。提示提示2.不能。不能。提示提示3. 說明說明FeCl3中的中的Fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。都能加快過氧化氫分解的速率。提示提示4. 4號試管的反應(yīng)速率比號試管的反應(yīng)速率比3號試管快得多。說明號試管快得多。說明過氧化過氧化氫酶比氫酶比Fe3+的催化效率高得多的催化效率高得多。細(xì)胞內(nèi)每時每刻都在進(jìn)行成。細(xì)胞內(nèi)每時每刻都在進(jìn)行成百上千的化學(xué)反應(yīng)百上千的化學(xué)反應(yīng), 需要在需要在常溫、常壓常溫、常壓下下高效率高效率

6、地進(jìn)行，只有地進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。利進(jìn)行至關(guān)重要。 分子從常態(tài)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍分子從常態(tài)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。狀態(tài)所需要的能量。 催化劑可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，而且催化劑可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，而且與無機(jī)催化劑相比較，生物催化劑酶有突出的與無機(jī)催化劑相比較，生物催化劑酶有突出的優(yōu)越性優(yōu)越性酶降低活化能的作用更顯著，因而酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。（板書）催化效率更高。（板書） 條件活化能/kJ?mol沒有催化劑催化75用膠態(tài)鉑催化54

7、用過氧化氫酶催化29在在20度測得的過氧化氫分解的活化能度測得的過氧化氫分解的活化能2 2、酶的本質(zhì)、酶的本質(zhì)資料分析資料分析18221895（法國）（法國）微生物學(xué)家微生物學(xué)家通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)發(fā)通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)發(fā)酵的過程中有酵母菌酵的過程中有酵母菌結(jié)論：沒有活細(xì)胞糖類結(jié)論：沒有活細(xì)胞糖類不可能變成酒精不可能變成酒精18031873（德國）（德國）化學(xué)家化學(xué)家通過對化學(xué)變化的研究認(rèn)通過對化學(xué)變化的研究認(rèn)為糖類變成酒精就是一個為糖類變成酒精就是一個化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)結(jié)論結(jié)論: 在這個變化過程中，在這個變化過程中，只有細(xì)胞死之后放出了某只有細(xì)胞死之后放出了某些物質(zhì)起了作用些物質(zhì)起了作用結(jié)論：結(jié)論

8、：人物人物巴斯德巴斯德李比希李比希合理性合理性 認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)胞有關(guān)引起發(fā)酵的是細(xì)胞引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)中的某些物質(zhì)局限性局限性 發(fā)酵是整個細(xì)胞發(fā)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中的而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作某些物質(zhì)在起作用用這些物質(zhì)只有在酵這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用后才能發(fā)揮作用 畢希納的實(shí)驗說明，酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)畢希納的實(shí)驗說明，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。活酵母細(xì)胞中一樣。酵母細(xì)胞研磨酵母細(xì)胞研磨加水?dāng)嚢杓铀當(dāng)嚢杓訅哼^濾加壓過濾不含酵母

9、細(xì)胞的提取液不含酵母細(xì)胞的提取液加入葡萄糖加入葡萄糖過程過程：現(xiàn)象現(xiàn)象：冒出氣泡：冒出氣泡1836年法國科學(xué)家施旺提取胃液實(shí)驗?zāi)攴▏茖W(xué)家施旺提取胃液實(shí)驗1926年美國科學(xué)家薩姆納從刀豆中提年美國科學(xué)家薩姆納從刀豆中提取脲酶實(shí)驗，并證明脲酶是蛋白質(zhì)取脲酶實(shí)驗，并證明脲酶是蛋白質(zhì)20世紀(jì)世紀(jì)80年代美國科學(xué)家切赫和奧特年代美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也有催化功能也有催化功能關(guān)于酶本質(zhì)的探究關(guān)于酶本質(zhì)的探究小結(jié)酶的化學(xué)成分酶的化學(xué)成分 酶的來源酶的來源 酶的功能酶的功能酶是一類生物催化劑酶是一類生物催化劑大部分酶是蛋白質(zhì)，也有少數(shù)是大部分酶是蛋白質(zhì)，也有少數(shù)是RNARNA。2 2

10、、酶的本質(zhì)、酶的本質(zhì) （板書）（板書）少量肝臟少量肝臟研磨液研磨液為什么為什么4 4號試管的反應(yīng)速率比號試管的反應(yīng)速率比3 3號試管快得多？號試管快得多？二二 酶的特性酶的特性說明過氧化氫酶比說明過氧化氫酶比FeFe3+3+的催化效率高得多。的催化效率高得多。 比較過氧化氫酶和比較過氧化氫酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率 事實(shí)上，酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑事實(shí)上，酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的的 倍。倍。107 1013上述實(shí)驗說明了：上述實(shí)驗說明了： 酶的高效性保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)酶的高效性保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行能量供應(yīng)的穩(wěn)定。行能量供應(yīng)的穩(wěn)定。是細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)能

11、在常是細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)能在常溫、常壓、中性水溶液環(huán)境中進(jìn)行的關(guān)鍵因素。溫、常壓、中性水溶液環(huán)境中進(jìn)行的關(guān)鍵因素。 酶具有高效性的意義：酶具有高效性的意義：淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液實(shí)實(shí)驗驗步步驟驟一一二二三三實(shí)驗實(shí)驗現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振蕩，試管下半部浸入滴，振蕩，試管下半部浸入6060左右的熱水中，反應(yīng)左右的熱水中，反應(yīng)5min5min2號試管中加入號試管中加入2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林試劑加入斐林試劑 振蕩振蕩約約60水浴水浴2min1號試管中加入號試管中加入2mL淀粉溶液淀粉溶液白色白色無變化無變化棕色棕色磚紅色沉淀磚紅色沉淀v每一種酶只能催化每一種酶

12、只能催化 化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)。v細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行，與酶的細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行，與酶的 是是分不開的。分不開的。一種或一類一種或一類 4000專一性專一性v目前發(fā)現(xiàn)的酶有目前發(fā)現(xiàn)的酶有 多種多種, ,它們分別催化不同它們分別催化不同的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)。 （例如，二肽酶可以水解由任意兩種氨基酸組（例如，二肽酶可以水解由任意兩種氨基酸組成的二肽。）成的二肽。） 從上面進(jìn)行的實(shí)驗我們看出進(jìn)行實(shí)驗需要一從上面進(jìn)行的實(shí)驗我們看出進(jìn)行實(shí)驗需要一定的條件，比如淀粉酶定的條件，比如淀粉酶60左右最好。左右最好。能不能設(shè)計能不能設(shè)計一個實(shí)驗，來證明溫度會影響酶的活性？一個實(shí)驗，來證明溫度會影響酶

13、的活性？1號試管號試管淀粉溶液淀粉溶液實(shí)驗實(shí)驗步驟步驟一一二二三三四四實(shí)驗現(xiàn)象實(shí)驗現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論2號試管號試管3號試管號試管加入淀粉酶加入淀粉酶2滴，振蕩滴，振蕩試管各加入試管各加入2mL淀粉溶液淀粉溶液藍(lán)色藍(lán)色保持保持0冰水中冰水中反應(yīng)約反應(yīng)約5min加熱至加熱至100，反應(yīng)約反應(yīng)約5min加熱至加熱至60，反應(yīng)約反應(yīng)約5min各加入兩滴碘液各加入兩滴碘液振蕩振蕩無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象藍(lán)色藍(lán)色在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較較高的溫度容易使酶的較高的溫度容易使酶的 遭到破壞而遭到破壞而失去失去 較低的溫度則較低的溫度則 了酶的活性了酶的活性每種酶都有自己的每種酶都

14、有自己的低低活性活性最適溫度最適溫度空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)抑制抑制1號試管號試管過氧化氫過氧化氫溶液溶液實(shí)驗實(shí)驗步驟步驟一一二二三三四四實(shí)驗現(xiàn)象實(shí)驗現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論2號試管號試管3號試管號試管加入加入2ml水水試管各加入試管各加入1mL淀粉酶溶液淀粉酶溶液磚紅色沉淀磚紅色沉淀加入加入2ml淀粉溶液，并在淀粉溶液，并在60度下水浴度下水浴3支試管分別加入支試管分別加入2ml斐林試劑，邊加入斐林試劑，邊加入邊振蕩，沸水浴邊振蕩，沸水浴1min，觀察顏色變化，觀察顏色變化無明顯變化無明顯變化無明顯變化無明顯變化加入加入2mlHCl加入加入2mlNaOH過氧化氫酶過氧化氫酶在最適合的在最適合的pH下，下，酶的活

15、性酶的活性 最高最高空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)在過酸過堿的條件下，都會使酶的在過酸過堿的條件下，都會使酶的 遭到破壞而失去遭到破壞而失去 ?；钚曰钚?高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？的影響其本質(zhì)相同嗎？酶的特性：酶的特性：具有高效性具有高效性具有專一性具有專一性作用條件較溫和作用條件較溫和酶促反應(yīng)速率酶促反應(yīng)速率酶的濃度酶的濃度酶促反應(yīng)速率酶促反應(yīng)速率底物濃度底物濃度酶量一定酶量一定1. 同一個體內(nèi)的各類活細(xì)胞所含有的酶（同一個體內(nèi)的各類活細(xì)胞所含有的酶（ ） A、種類有差異，數(shù)量相同、種類有差異，數(shù)量相同 B、種類有差異，數(shù)量不同、種類有差異，數(shù)量不同

16、C、種類無差異，數(shù)量相同、種類無差異，數(shù)量相同 D、種類無差異，數(shù)量不同、種類無差異，數(shù)量不同B B2.細(xì)胞內(nèi)合成酶的主要的場所是（細(xì)胞內(nèi)合成酶的主要的場所是（ ） A.細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì) B. 線粒體線粒體 C.核糖體核糖體 D. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)C C課堂練習(xí)課堂練習(xí):3.人在發(fā)高燒時，常常食欲大減，最根本的原因是人在發(fā)高燒時，常常食欲大減，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.胃沒有排空胃沒有排空C.C.體溫超過合適溫度，消化酶的活性下降體溫超過合適溫度，消化酶的活性下降D.D.吃藥使人沒有了胃口吃藥使人沒有了胃口 4.胃蛋白酶在進(jìn)入小腸后就幾乎沒有了催化作用，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（主要原因是（ ）A.pHA.pH不適合不適合B.B.胃中已經(jīng)起了消化作用，不能再起作用了胃中已經(jīng)起了消化作用，不能再起作用了C.C.被小腸中的物質(zhì)包裹起來，所以起不到催化作用被小腸中的物質(zhì)包裹起來，所以起不到催化作用D.D.小腸中沒有蛋白質(zhì)可被消化小腸中沒有蛋白質(zhì)可被消化CA5.能夠使唾液淀粉酶水解的是（能夠使唾液淀