降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

人為什么要吃飯?獲得能量食物進(jìn)入人體內(nèi)發(fā)生了怎樣的變化？消化和吸收這些變化過程在其他生物中有沒有呢？有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)：將肉放進(jìn)金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把肉吞下去。過一段時(shí)間后，他把小籠子取出后，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。問題探討【背景知識(shí)】在斯帕蘭札尼做此實(shí)驗(yàn)之前，人們認(rèn)為鳥類的胃只能磨碎食物，不能分解有機(jī)物，也就是說鳥類的胃只有物理性消化，沒有化學(xué)性消化。斯帕蘭札尼實(shí)驗(yàn)巧妙地設(shè)計(jì)了一個(gè)小巧的金屬籠子，讓鳥胃不能磨到籠內(nèi)的肉，但胃液可以進(jìn)入籠內(nèi)消化食物。討論一：金屬籠子有什么作用呢？討論二：是什么物質(zhì)使肉塊消失了？討論三：怎樣才能證明你的推測(cè)？排除了鳥胃中的物理性消化胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)收集胃內(nèi)物質(zhì)，在體外能否分解肉塊請(qǐng)思考：CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧氣酶

氨基酸

多肽酶縮合脫水細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)稱。一、酶的作用和本質(zhì)細(xì)胞代謝葉綠體線粒體核糖體是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)［小資料］人體細(xì)胞內(nèi)所發(fā)生的反應(yīng)是非?？斓?，據(jù)估計(jì)人體內(nèi)的細(xì)胞每分鐘發(fā)生的反應(yīng)超過幾百萬次；人體血液中的紅細(xì)胞每秒鐘要更新200萬個(gè)。

這么多的化學(xué)反應(yīng)能夠在常溫常壓下順利進(jìn)行，正是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)存在著生物催化劑——酶。1、酶在細(xì)胞代謝中的作用實(shí)驗(yàn)探究：比較過氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用和意義。實(shí)驗(yàn)原理：過氧化氫在高溫或鐵離子或過氧化氫酶的作用下都可分解成水和氧氣。2H2O2

2H2O+O2高溫/Fe3＋

/過氧化氫酶想一想1、為什么要選用新鮮的豬肝？2、為什么要將豬肝制成研磨液？3、滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時(shí)，能否共用一個(gè)吸管？4、氧氣的多少可以通過哪些途徑觀察？新鮮肝臟中有較多的過氧化氫酶使肝細(xì)胞破裂從而釋放出過氧化氫酶不能，影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性氣泡的數(shù)量、帶火星木條復(fù)燃情況與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)象說明什么？90℃水浴加熱加熱可以促進(jìn)過氧化氫分解3號(hào)試管和4號(hào)試管未經(jīng)加熱也有大量的氣泡產(chǎn)生，這說明什么？3號(hào)和4號(hào)試管相比，哪支試管反應(yīng)速率快？說明什么？Fe3+

和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解4號(hào)，說明過氧化氫酶的催化效率更高步驟試管編號(hào)

說明1234

一H2O2濃度劑量二劑量結(jié)果氣泡產(chǎn)生帶火星木條結(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鮮肝研磨液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)燃反應(yīng)條件自變量因變量無關(guān)變量變量對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照實(shí)驗(yàn)等量性原則單一變量原則等量性原則無關(guān)變量人為改變的變量隨自變量的變化而變化的變量1.高溫可以加快過氧化氫分解2.FeCl3能催化過氧化氫分解3.過氧化氫酶能催化過氧化氫分解4.過氧化氫酶的催化效率比FeCl3高控制變量的科學(xué)方法：

自變量變量因變量單一變量原則無關(guān)變量

對(duì)照組對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照原則實(shí)驗(yàn)組1、酶在細(xì)胞代謝中的作用（1）作用：催化作用（2）作用機(jī)理：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：加熱：Fe3+：

酶：分子得到能量降低化學(xué)反應(yīng)的活化能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能下圖是無催化劑和酶的作用機(jī)理示意圖CA、CB、AB。沒有催化劑時(shí)的活化能是多少？有酶催化時(shí)的活化能是多少？酶降低的活化能又是多少？(用圖中字母表示)細(xì)胞中的酶很多，它們都是蛋白質(zhì)嗎？2、酶的本質(zhì)（二）酶的本質(zhì)（1）、資料分析發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān)巴斯德李比希畢希納薩姆納爭(zhēng)論其他科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)酵與死細(xì)胞中的物質(zhì)有關(guān)發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)

死細(xì)胞中的物質(zhì)和活細(xì)胞都能引起發(fā)酵脲酶是蛋白質(zhì)胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質(zhì)少數(shù)酶是RNA（2）.歸納酶的本質(zhì)及功能化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是________少數(shù)是_____合成原料合成場(chǎng)所來源生理功能作用原理蛋白質(zhì)RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體細(xì)胞核降低化學(xué)反應(yīng)的活化能生物催化作用活細(xì)胞1.酶的高效性酶的催化效率是無機(jī)催化劑的107~1013

倍酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)（不改變產(chǎn)物的生成量）。二、酶的特性2.酶的專一性每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)①圖中A表示酶，B表示被催化的反應(yīng)物（底物）。②C、D表示B分解的產(chǎn)物淀粉溶液實(shí)驗(yàn)組：淀粉酶對(duì)照組：蔗糖溶液淀粉酶實(shí)驗(yàn)證明：斐林試劑斐林試劑水浴加熱水浴加熱出現(xiàn)磚紅色沉淀無磚紅色沉淀3、酶的作用條件較溫和t/℃υ/mmol.s-1最適溫度酶活性受溫度影響示意圖溫度低于最適溫度時(shí)酶活性隨著溫度的升高而上升溫度高于最適溫度時(shí)酶活性隨著溫度的升高而下降最適溫度時(shí)：酶活性最高動(dòng)物:35~40oC；植物:40~50oC之間；微生物最適溫度差別很大有些人工酶：60oCpH低于最適pH時(shí)酶活性隨著pH的升高而上升pH高于最適pH時(shí)酶活性隨著pH的升高而下降最適pH時(shí)：酶活性最高動(dòng)物:6.5~8.0例外，胃蛋白酶的最適pH:1.5植物:4.5~6.5。酶活性受溫度影響示意圖最適溫度t/℃υ/mmol.s-1酶活性受pH值影響示意圖低溫、高溫、過酸、過堿對(duì)酶活性的影響一樣的嗎？抑制失活失活失活1．下列有關(guān)對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)置的敘述中，錯(cuò)誤的是（

）。A．要設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組

B．要遵循單因子變量原則C．無關(guān)變量要始終相同且適宜

D．自變量要始終保持相同2．同無機(jī)催化劑相比，酶具有更高的催化效率的原因是（

）。A．能降低反應(yīng)的活化能

B．能供給反應(yīng)物能量C．改變了反應(yīng)的途徑

D．降低反應(yīng)活化能的作用更顯著課堂鞏固3、同一個(gè)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

B、種類有差異，數(shù)量不同

C、種類無差異，數(shù)量相同

D、種類無差異，數(shù)量不同4、在探究pH對(duì)酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中，溫度和pH分別屬于(

)A．自變量和因變量B．無關(guān)變量和因變量C．無關(guān)變量和自變量D．因變量和自變量酶缺失、失活與疾病生黃豆中含有胰蛋白酶抑制物，食用后容易導(dǎo)致惡心、嘔吐、腹瀉。黃豆應(yīng)高溫久煮，煮熟煮透即可食用；豆?jié){煮沸后多煮片刻。某