好降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課

好降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課第一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五本節(jié)聚集：1.細(xì)胞代謝為什么離不開酶？2.酶是什么？3.科學(xué)家是怎樣研究酶的本質(zhì)的？第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五問題探討討論：1.1783年斯巴蘭札尼的實驗要解決什么問題？2.是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的推測？第三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五一、酶的作用和本質(zhì)：

1.酶在細(xì)胞代謝中的作用：用簡單的實驗證明酶的催化效率：2H2O2→

2

H2O+O21.常溫2.加熱3.FeCl3

4.加肝液第四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五在本實驗中應(yīng)該注意哪些事項？

1.實驗時肝臟必須要新鮮;2.要使用肝臟的研磨液;3.滴加氯化鐵和肝臟研磨液不能合用一支滴管;4.要注意觀察實驗的現(xiàn)象;5.不要讓過氧化氫接觸皮膚。第五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五控制變量與對照實驗1、自變量：實驗中人為改變的變量。2、因變量：隨自變量而變化的變量。3、無關(guān)變量：除自變量外，實驗過程中可能還會存在的一些可變因素，對實驗結(jié)果造成影響。4、對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗叫做對照實驗。5、對照實驗一般要設(shè)置對照組與實驗組。第六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五步驟試管編號

說明1234

一二

結(jié)果結(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肝臟研磨液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)燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反應(yīng)條件自變量因變量無關(guān)變量y=k·x變量

H2O2

濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒對照實驗對照組實驗組實驗第七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五說明：1、加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率；2、FeCl3中的Fe3+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；3、過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多；細(xì)胞內(nèi)每時每刻都在進(jìn)行著成千上萬種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效率地進(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)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。酶憑什么能擔(dān)此大任？第八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五提高化學(xué)反應(yīng)速率的途徑：

(1)用加熱或光照給反應(yīng)體系提供能量。

(2)使用催化劑。那么，為什么使用催化劑可以提高反應(yīng)速率呢？第九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五活化能：在一個化學(xué)反應(yīng)體系中，反應(yīng)開始時，反應(yīng)物分子的平均能量水平較低，為“初態(tài)”。在反應(yīng)的任何一瞬間反應(yīng)物中都有一部分分子具有了比初態(tài)更高一些的能量，高出的這一部分能量稱為“活化能”在一定溫度下，1mol反應(yīng)底物全部進(jìn)入活化態(tài)所需要的自由能就是該反應(yīng)底物的活化能。單位J/mol第十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五思考：1molH2O2由常態(tài)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)時需要吸收75KJ的熱量，這75KJ就是每molH2O2的活化能。但加入過氧化氫酶時，H2O2只要吸收29KJ的熱量就可以轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)。少了的46KJ的熱量是不是由過氧化氫酶提供的呢？如果不是由過氧化氫提供的，那么如何解釋為何少了46KJ的熱量呢？第十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五

酶和一般催化劑的作用就是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，從而使活化分子數(shù)增多，反應(yīng)速度加快。第十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五酶的催化機理是降低活化能第十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五分子初態(tài)活化能活躍狀態(tài)作用機理：第十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五例1

下表所列舉的實驗，能夠說明過氧化氫溶液FeCl3溶液肝臟研磨液溫度結(jié)果試管12mL2滴25oC氣泡少試管22mL2滴25oC氣泡多A、酶具有多樣性B、酶具有專一性C、酶的活性受溫度影響D、酶具有高效性D第十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五例2：下列生理過程和現(xiàn)象中，不需要酶直接參與的是（）

A、光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中的化學(xué)能 B、塑料袋中的土豆變酸C、萎蔫的菠菜放入清水中變硬 D、小麥吸收土壤中的NO3—C第十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五2、酶的發(fā)現(xiàn)：1836年,德國科學(xué)家施旺提取胃液中消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)----胃蛋白酶.1926年,美國科學(xué)家薩姆納從刀豆種子中提取出脲酶結(jié)晶,并證明它是一種蛋白質(zhì).20世紀(jì)30年代,科學(xué)家相繼提取出多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶,指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì).1783年,意大利科學(xué)家斯巴蘭札尼用“金屬籠肉塊”實驗推斷胃液中一定含有消化肉塊的物質(zhì)----說明胃具有化學(xué)性消化的作用.20世紀(jì)80年代以來,美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有催化作用.第十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五討論：1、巴斯德他李比希的觀點，各有什么積極意義？各有什么局限？2、他們之間的爭論對于后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？3、從畢希納的實驗可以得出什么結(jié)論？4、薩姆納歷時9年證明脲酶是蛋白質(zhì)，并獲諾貝爾獎。你認(rèn)為他成功的原因是什么？5、請給酶下一個完整的定義。第十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五疑問：酶究竟是什么呢？為什么畢希納沒能確定酶的化學(xué)本質(zhì)？所有的酶都是蛋白質(zhì)嗎？第二十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五

1982年至1983年美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA

也具有催化作用，這一研究成果的出現(xiàn)榮獲了1984年諾貝爾生理獎。結(jié)論：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，極少數(shù)酶是RNA。奧特曼第二十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納酵母細(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，就像在活酵母細(xì)胞中一樣薩姆納酶是蛋白質(zhì)李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能一、酶的本質(zhì)第二十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五1.巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)是合理的，但是認(rèn)為發(fā)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用是不正確的；李比希認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)是合理的，但是認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確的。第二十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五3、酶的化學(xué)本質(zhì)：

酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率稱為酶活性.正由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速進(jìn)行。第二十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五酶在活細(xì)胞產(chǎn)生，但可分布在細(xì)胞內(nèi)（如呼吸酶）或細(xì)胞外（如唾液淀粉酶）。同一個體內(nèi)各類細(xì)胞所含酶的種類、數(shù)量

，是

的結(jié)果。都不同基因選擇性表達(dá)酶所催化的反應(yīng)叫酶促反應(yīng)。酶促反應(yīng)中被酶作用的物質(zhì)叫做底物經(jīng)反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)叫做產(chǎn)物。第二十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五酶的特性第二十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五二、酶的特性

高效性：催化效率很高，大大提高反應(yīng)速率專一性：任何一種酶只作用于一種或幾種相關(guān)的化合物多樣性：種類繁多易變性：容易被高溫、強酸、強堿等破壞

反應(yīng)條件較溫和：第二十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五序號項目試管121注入可溶性淀粉溶液2mL/2注入蔗糖溶液/2mL3注入新鮮淀粉酶溶液2mL2mL４結(jié)果現(xiàn)象磚紅無第二十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五實驗設(shè)計原則：①對照原則②單一變量(單因子）原則友情提示第二十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五探究：影響酶活性的條件實驗材料：

2％淀粉酶溶液、20％肝臟研磨液、3％可溶性淀粉溶液、體積分?jǐn)?shù)為30％的過氧化氫溶液、5％HCl、5％NaOH、熱水、蒸餾水、冰塊、碘液、斐林試劑實驗用具：試管、量筒、小燒杯、大燒杯、滴管、試管夾、酒精燈、三角架、石棉網(wǎng)、溫度計、PH試紙、火柴第三十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五pH對酶活性的影響123

肝臟研磨液1ml1ml1mlpH3％過氧化氫溶液

結(jié)果

結(jié)論蒸餾水1mL5NaOH1mL5HCL1mL2ml2ml2ml搖勻混合，放置在室溫下反應(yīng)5min有較多氣泡不明顯不明顯過氧化氫酶在中性條件中活性最強自變量因變量第三十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五

第三十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五pH值：在極端的酸性或堿性條件下會變性而完全失去活性，大多數(shù)酶的最適PH值為4.5-8.0范圍內(nèi)。（1）動物體內(nèi)的酶最適宜pH大多在6.5—8之間。唾液pH為6.2—7.4，胃液的pH為0.9—1.5，小腸液的pH為7.6。（2）植物體內(nèi)的酶最適pH大多在4.5—6.5之間。第三十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五探究溫度對淀粉酶活性的影響(1)自變量：溫度（已知淀粉酶的適用溫度范圍是50～75℃）(2)因變量：(3)無關(guān)變量：不同溫度條件下淀粉酶的活性實驗操作順序、溶液的量、時間、溫度是否達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度等（0℃、60℃、100℃）如何檢測？淀粉淀粉酶麥芽糖2.實驗用品：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％的可溶性淀粉溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％的淀粉酶溶液、冰水（0℃）、熱水、碘液(4)實驗原則：單一變量原則、等量原則、對照實驗原則1.實驗分析第三十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五溫度對酶活性的影響1233％可溶性淀粉2ml2ml2ml

溫度

唾液淀粉酶

碘液

顏色

結(jié)論冰水中37℃水浴60℃浴放置2min1ml1ml1ml1滴1滴1滴搖勻混合，放置反應(yīng)5min變藍(lán)變藍(lán)不變藍(lán)唾液淀粉酶在37℃中活性最強自變量因變量第三十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五

123

1滴1滴1滴滴入碘液觀察顏色變化變藍(lán)不變藍(lán)變藍(lán)0℃60℃100℃保溫5.分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論

溫度會影響酶的活性第三十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五6.拓展試管1的現(xiàn)象說明：0℃下酶仍有活性，只是活性很低，隨著溫度升高，這時酶活性增強；

123

1滴1滴1滴滴入碘液觀察顏色變化變藍(lán)不變藍(lán)變藍(lán)0℃60℃100℃保溫變溫處理2分鐘60℃60℃/觀察顏色變化藍(lán)色消退藍(lán)色不變/試管3的現(xiàn)象說明：100℃下酶已經(jīng)失去活性，并且酶的這種失活是不可恢復(fù)的。第三十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五溫度過高和過低對酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？第三十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五溫度：一般而言，溫度越高化學(xué)反應(yīng)越快，但酶是蛋白質(zhì)，若溫度過高會發(fā)生變性而失去活性，因而酶促反應(yīng)一般是隨著溫度升高反應(yīng)加快，直至某一溫度活性達(dá)到最大，超過這一最適溫度，由于酶的變性，反應(yīng)速度會迅速降低。

大多數(shù)酶，在30-40℃范圍內(nèi)顯示最高活性。

低溫不會使酶失去活性，低溫時酶活性降低，但若再給予適宜的溫度，酶活性又增強。高溫可導(dǎo)致酶失去活性，絕大多數(shù)酶在70℃以上，其空間結(jié)構(gòu)即被破壞。

熱對酶活性的影響對食品很重要，如，綠茶是通過把新鮮茶葉熱蒸處理而得，經(jīng)過熱處理，使酚酶、脂氧化酶、抗壞血酸氧化酶等失活，以阻止兒茶酚的氧化來保持綠色。紅茶的情況正相反，是利用這些酶進(jìn)行發(fā)酵來制備的。

第三十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五影響酶促反應(yīng)的因素常有：

溫度

PH值酶的濃度底物濃度抑制劑激活劑第四十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五

影響酶活性的因素：除溫度和PH對酶活性的影響外，酶濃度和反應(yīng)底物的濃度也能影響酶促反應(yīng)的速度。

丙丁

第四十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五

酶的濃度：在有足夠底物而又不受其它因素的影響的情況下，則酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。底物濃度：當(dāng)酶濃度、溫度和PH恒定時，在底物濃度很低的范圍內(nèi)，反應(yīng)速率與底物濃度成正比，當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定限度時，所有的酶與底物結(jié)合，反應(yīng)速率達(dá)到最大，再增加底物演義，反應(yīng)速率不再增加。第四十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五

如果酶的數(shù)量一定，下列哪個圖示最確切地反映了反應(yīng)速率與底物濃度的數(shù)量關(guān)系

B第四十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五注意酶與激素、蛋白質(zhì)、維生素、脂質(zhì)的關(guān)系：問：能產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定能產(chǎn)生酶嗎？能產(chǎn)生酶的細(xì)胞一定能產(chǎn)生激素嗎？

用數(shù)學(xué)集合怎樣表示？第四十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五2.人在發(fā)高燒時，常常不思飲食，其根本原因時A.消化道內(nèi)食物尚未消化B.發(fā)燒使胃腸蠕動減弱C.體內(nèi)的食物殘渣排出受阻D.高燒使酶的活性減弱1.下列有關(guān)酶的敘述錯誤的是A.組成大多數(shù)酶的基本單位是氨基酸B.少數(shù)的酶是RNAC.每種酶都具有高效性，專一性D.酶都具有消化功能第四十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五7、下圖示酶促反應(yīng)，甲、乙、丙、丁中屬于酶的是（）

A、甲 B、乙C、丙 D、丁A第四十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五8、某種酶在水解過程中，首先能得到多肽，最后得到氨基酸，這說明該酶（）A、是活細(xì)胞產(chǎn)生的B、是生物催化劑C、是蛋白質(zhì)D、基本組成單位是多肽C9、當(dāng)某種RNA存在時，生物體內(nèi)