降低化學反應活化能的酶 (2)

1、斯帕蘭札尼的實驗斯帕蘭札尼的實驗討論：討論：1 1、這個實驗要解決什么問題？、這個實驗要解決什么問題？2 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？3 3、怎樣才能證明你的推測？、怎樣才能證明你的推測？鳥類的胃是否只有物理性消化，鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學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體外是否也能將肉塊分解了C CCOOHCOOHH HN NR R1 1R R2 2O OH HH HC CNHNH2 2C OHC OHHH+R R1 1

2、C CNHNH2 2C C H HOOCOOHCOOHC CHHN NR R2 2HH2 2 HH2 2OO2 2 2 2 H2 2O + O2 21 1、常溫下反應、常溫下反應2 2、加熱、加熱3 3、FeFe3+3+做催化劑做催化劑4 4、過氧化氫酶、過氧化氫酶豬肝研磨液豬肝研磨液加入試管直接觀察加入試管直接觀察酒精燈水浴加熱酒精燈水浴加熱滴加滴加FeClFeCl3 3溶液溶液22 濃度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3自變量自變量因變量因變量無關(guān)變量無關(guān)變量變量變量22 濃度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3自變量自變量因變量因變量無關(guān)變量無關(guān)變量

3、對照組對照組實驗組實驗組對照實驗對照實驗12號試管放出的氣泡多。這一號試管放出的氣泡多。這一現(xiàn)象說明加熱能促進過氧化氫的現(xiàn)象說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。分解，提高反應速率。2不能。不能。3說明說明FeCl3中的中的Fe3+和新鮮和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。氧化氫分解的速率。實驗討論實驗討論：44號試管的反應速率比號試管的反應速率比3號試管號試管快得多。說明過氧化氫酶比快得多。說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。細胞內(nèi)每時的催化效率高得多。細胞內(nèi)每時每刻都在進行著成千上萬種化學每刻都在進行著成千上萬種化學反應，這些化學反應

4、需要在常溫、反應，這些化學反應需要在常溫、常壓下高效率地進行，只有酶能常壓下高效率地進行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對夠滿足這樣的要求，所以說酶對于細胞內(nèi)化學反應的順利進行至于細胞內(nèi)化學反應的順利進行至關(guān)重要。關(guān)重要。 分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為要的能量稱為 正是由于酶的催化作用，細胞代謝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。才能在溫和的條件下快速進行。各條件使反應加快的本質(zhì)：各條件使反應加快的本質(zhì)：加熱：加熱： FeFe3+3+：酶：酶：提高分子的能量提高分子的能量降低化學反應的活化能降

5、低化學反應的活化能更顯著地降低化學反應的活化能更顯著地降低化學反應的活化能三、酶的本質(zhì)三、酶的本質(zhì)討論：討論：1、巴斯德和李比希的觀點各是什、巴斯德和李比希的觀點各是什么？有什么積極意義？各有什么么？有什么積極意義？各有什么局限性？局限性？ 巴斯德認為發(fā)酵與活細胞有巴斯德認為發(fā)酵與活細胞有關(guān)是合理的，但是認為發(fā)酵是整關(guān)是合理的，但是認為發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質(zhì)個細胞而不是細胞中的某些物質(zhì)在起作用是不正確的；李比希認在起作用是不正確的；李比希認為引起發(fā)酵的是細胞中的某些物為引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)是合理的，但是認為這些物質(zhì)質(zhì)是合理的，但是認為這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才只

6、有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確的。能發(fā)揮作用是不正確的。 2、巴斯德和李比希出現(xiàn)爭論的原因、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？究酶的本質(zhì)起到了什么作用？ 巴斯德是微生物學家，特別強調(diào)巴斯德是微生物學家，特別強調(diào)生物體或細胞的作用；李比希是化生物體或細胞的作用；李比希是化學家，傾向于從化學的角度考慮問學家，傾向于從化學的角度考慮問題。他們的爭論促使后人把對酶的題。他們的爭論促使后人把對酶的研究的目標集中在他們爭論的焦點研究的目標集中在他們爭論的焦點上，使科學研究更加有的放矢。上，使科學研究更加有的放矢。

7、畢希納實驗畢希納實驗3、從畢希納實驗可以得出什么結(jié)論？、從畢希納實驗可以得出什么結(jié)論？ 畢希納的實驗說畢希納的實驗說明，酵母細胞中的明，酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像起催化作用，就像在活酵母細胞中一在活酵母細胞中一樣。樣。巴斯德：巴斯德：發(fā)酵與活細胞有關(guān)，發(fā)酵是發(fā)酵與活細胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質(zhì)在起整個細胞而不是細胞中的某些物質(zhì)在起作用。作用。李比希：李比希：引起發(fā)酵的是細胞中的某些引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，但是這些物質(zhì)只有在酵母細胞死物質(zhì)，但是這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。亡并裂解后才能發(fā)

8、揮作用。畢希納：畢希納：酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠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。像在活酵母細胞中一樣。薩姆納：薩姆納：酶是蛋白質(zhì)。酶是蛋白質(zhì)。1836年法國科學家施旺提取胃液實驗年法國科學家施旺提取胃液實驗1926年美國科學家薩姆納年美國科學家薩姆納從刀豆中提取脲酶實驗從刀豆中提取脲酶實驗20C80th20C80th美國科學家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)美國科學家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNARNA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)小結(jié)4、薩姆納研究哪種酶？你認為他成功的、薩姆納研究哪種酶？你認為他

9、成功的主要原因是什？主要原因是什？ 薩姆納歷時薩姆納歷時9年用正確的科學方法，年用正確的科學方法，堅持不懈、百折不撓的科學精神，將酶堅持不懈、百折不撓的科學精神，將酶提純出來。成功屬于不畏艱苦的人。提純出來。成功屬于不畏艱苦的人。 5、酶的完整定義是什么？、酶的完整定義是什么？ 酶是活細胞產(chǎn)生的具有生物催酶是活細胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機物，其中決大多數(shù)化作用的有機物，其中決大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。酶是蛋白質(zhì)。 發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關(guān)發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關(guān)發(fā)酵與活細胞有關(guān)，發(fā)酵發(fā)酵與活細胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中是整個細胞而不是細胞中某些物質(zhì)在起作用某些物質(zhì)在起作用引

10、起細胞發(fā)酵的是細胞中的引起細胞發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡裂解后才能在酵母細胞死亡裂解后才能發(fā)揮作用發(fā)揮作用酵母細胞中的某些物質(zhì)能在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化酵母細胞中的某些物質(zhì)能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作用，就像在活酵母細胞中一樣酶是蛋白質(zhì)酶是蛋白質(zhì)來源來源功能功能化學本質(zhì)化學本質(zhì)多數(shù)是蛋白質(zhì)類化合多數(shù)是蛋白質(zhì)類化合物，少數(shù)是物，少數(shù)是RNA?；罴毎a(chǎn)生的活細胞產(chǎn)生的催化劑催化劑 酶是酶是活細胞產(chǎn)生活細胞產(chǎn)生的具有的具有催化作用催化作用的的有機物有機物三三、酶的本質(zhì)、酶的本質(zhì)1、化學反應需要提供能量，使參加化學、化

11、學反應需要提供能量，使參加化學反應的分子從常態(tài)變?yōu)榛钴S狀態(tài)，那么酶反應的分子從常態(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速率呢？是否提供了能量而加快了反應速率呢？2、酶的本質(zhì)？、酶的本質(zhì)？鞏固知新鞏固知新 無機催化劑和酶都可以降低化學無機催化劑和酶都可以降低化學反應的活化能，都可以提高化學反應反應的活化能，都可以提高化學反應速率，那么哪個作用更顯著呢？速率，那么哪個作用更顯著呢？酶與酶與無機催化劑相比具有哪些特點無機催化劑相比具有哪些特點? 新課導入新課導入 請大家回憶上節(jié)課請大家回憶上節(jié)課H2O2在不同條在不同條件下的分解的實驗！件下的分解的實驗?。?）改變化學反應速率，本身不被消耗

12、；）改變化學反應速率，本身不被消耗； （2） 只能催化熱力學允許進行的反應；只能催化熱力學允許進行的反應； （3） 降低活化能，使速率加快。降低活化能，使速率加快。無機催化劑與有機催化劑的相同點：無機催化劑與有機催化劑的相同點：1、高效性；高效性；2、專一性；專一性；3、多樣性；多樣性；4、易變性；易變性；5、反應條件的溫和性等。反應條件的溫和性等。酶與無機催化劑的不同點酶與無機催化劑的不同點：如何用實驗來驗證酶具有的特性？如何用實驗來驗證酶具有的特性？一一、酶具有高效性、酶具有高效性3443少量肝臟少量肝臟研磨液研磨液 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

13、上，酶的催化效率一般是無機催化劑事實上，酶的催化效率一般是無機催化劑的的 倍。倍。1 1個過氧化氫酶分子在個過氧化氫酶分子在25 25 條條件下件下1min可催化可催化500萬個過氧化氫分子的分解反應。萬個過氧化氫分子的分解反應。107 1013酶的高效性保證了細胞內(nèi)酶的高效性保證了細胞內(nèi) 化學反應的順利快速進行化學反應的順利快速進行 能量供應的穩(wěn)定能量供應的穩(wěn)定 酶具有高效性的意義：酶具有高效性的意義：v每一種酶只能催化每一種酶只能催化 化學反應?；瘜W反應。v細胞代謝能夠有條不紊地進行，與酶的細胞代謝能夠有條不紊地進行，與酶的 是分不開的。（是分不開的。（意義意義） 二、酶具有專一性二、酶具

14、有專一性一種或一類一種或一類 專一性專一性淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液實實驗驗步步驟驟一一二二三三實驗實驗現(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37.537.5左右的熱水中，反應左右的熱水中，反應5min5min 2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 目前發(fā)現(xiàn)的酶有目前發(fā)現(xiàn)的酶有 多種多種, ,它們它們分別催化不同的化學反應。分別催化不同的化學反應。不同的反不同的反應需要不同

15、的酶來催化。應需要不同的酶來催化。4000三、多樣性三、多樣性指生物體內(nèi)具有種類繁多的酶指生物體內(nèi)具有種類繁多的酶酶的作用條件的溫和性酶的作用條件的溫和性 能不能設計一個實驗，來證明溫度會影能不能設計一個實驗，來證明溫度會影響酶的活性？響酶的活性？1號試管號試管淀粉溶液淀粉溶液實驗實驗步驟步驟一一二二三三四四實驗現(xiàn)象實驗現(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色藍色保持保持0冰水中冰水中反應約反應約5min加熱至加熱至100，反應約反應約5min加熱至加熱至37.5，反應約反應約5min各加入兩滴碘液各加入兩滴碘

16、液振蕩振蕩無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象藍色藍色2、在最適溫度的兩側(cè)，反應速率都比較、在最適溫度的兩側(cè)，反應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 遭到破壞遭到破壞而失去而失去 。1、每種酶都有自、每種酶都有自己的己的 此條件下酶的活性此條件下酶的活性最強。最強。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)ABC 通過以上實驗可以知道，酶在通過以上實驗可以知道，酶在最適溫度下，活性最高。最適溫度下，活性最高。 那么那么PH值不同，對酶的活性有值不同，對酶的活性有沒有影響呢？沒有影響呢？你又要動腦筋了！你又要動腦筋了！設計一個實驗，來探究設計一個實驗，來探究PH會影響會影響酶的催化效率（活性）

17、？酶的催化效率（活性）？1號試管號試管過氧化氫過氧化氫溶液溶液實驗實驗步驟步驟一一二二三三四四實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論2號試管號試管3號試管號試管加入過氧化氫酶加入過氧化氫酶2滴，振蕩滴，振蕩試管各加入試管各加入2mL過氧化氫溶液過氧化氫溶液無明顯變化無明顯變化pH7pH=12pH2各加入幾滴過氧化氫酶溶液，各加入幾滴過氧化氫酶溶液，23min后后將點燃的衛(wèi)生香分別放入試管中將點燃的衛(wèi)生香分別放入試管中復燃復燃無明顯變化無明顯變化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

18、而失去遭到破壞而失去 。活性活性ABC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 要有合適的溫度要有合適的溫度 要有合適的要有合適的pH總結(jié)：總結(jié)：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淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用 溫度對淀粉酶活性的影響溫度對淀粉酶活性的影響pHpH對過氧化氫酶活性的影響對過氧化氫酶活性的影響 課堂練習：課堂練習：1.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 2.胃蛋白酶在進入小腸后就幾乎沒有了催化作用，胃蛋白酶在進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