降低化學反應活化能的酶省賽一等獎

斯帕蘭扎尼實驗過程與現(xiàn)象：肉塊為什么消失？如何證明？本實驗能證明：問題探討（教材P78）肉塊放入小金屬籠內(nèi)，讓鷹吞下，肉塊消失了推測：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)在體外是否也能將肉塊分解胃具有化學消化的作用第一節(jié)降低化學反應活化能的酶一酶的作用和本質(zhì)學習目標：1、說出細胞代謝的概念2、舉例說明酶在細胞代謝中的作用3、概述酶的化學本質(zhì)及特性（重點）

一、酶的作用和本質(zhì)1細胞代謝（活）細胞中每時每刻都進行著許多（有序）化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝,它是生命活動的基礎。2酶在代謝中的作用酶在細胞代謝中的作用2H2O2→2H2OO21常溫下反應2加熱3做催化劑4過氧化氫酶豬肝研磨液加入試管直接觀察水浴加熱90度滴加FeCl3溶液步驟試管編號說明1234一

H2O2濃度劑量二劑量結果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結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燃不復燃變亮復燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反應條件自變量因變量無關變量8滴大量復燃變量步驟試管編號說明1234一H2O2濃度劑量二劑量結果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結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燃不復燃變亮復燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反應條件自變量因變量無關變量對照組實驗組對照實驗等量性原則等量性原則單一變量原則已知淀粉遇碘可以變藍，唾液淀粉酶可以分解淀粉。某同學做了如下實驗：步驟試管A試管B一2ml淀粉液2ml淀粉液二2ml蒸餾水2ml唾液三37℃保溫5分鐘37℃保溫5分鐘四加入4滴碘液搖勻加入4滴碘液搖勻結果變藍不變藍請分析上述實驗中：1、自變量是：2、因變量是：3、無關變量是：4、對照組是：實驗組是：有無唾液加入碘液是否變藍保溫的溫度和時間等試管A試管B從1、2號實驗的對比中，我們可以看出：常溫常壓下，H2O2不容易分解，為什么2號管加熱會使它分解呢？（因為加熱提供了能量。）加熱使過氧化氫分子獲得了能量，從能量較低的狀態(tài)進入容易進行化學反應的活躍狀態(tài)，分子從不容易進行反應的常態(tài)到容易進行反應的活躍的激發(fā)狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。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)所需要的能量稱為活化能。反應物產(chǎn)物………………活化能反應進程能量

加熱常溫那么，為什么3、4號試管也是在常溫下，沒有加熱，反應卻這么激烈呢？（因為加了催化劑。）催化劑起到什么作用？提供能量嗎？催化劑在化學反應中，并不是給反應物提供能量，而是能夠降低其需要的活化能，使反應物更快的達到活躍狀態(tài)，從而提高反應的速率。主要特點參與反應，不提供能量降低反應所需的活化能本身的量與化學性質(zhì)不變催化劑在化學反應中的作用反應物產(chǎn)物………………活化能反應進程能量…………催化劑條件活化能/kJ.mol-1無催化劑催化75過氧化氫酶29無催化劑各條件使反應加快的本質(zhì)：加熱：Fe3：酶：提高分子的能量降低化學反應的活化能更顯著地降低化學反應的活化能酶的作用：同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。降低活化能催化作用二酶的本質(zhì)

是誰發(fā)現(xiàn)的酶？怎樣發(fā)現(xiàn)的？酶的本質(zhì)是什么？二酶的本質(zhì)酶本質(zhì)的探索：（1）1857年，法國巴斯德通過顯微鏡觀察，提出釀酒中發(fā)酵是由于酵母細胞的存在結論：沒有活細胞的參與，糖類是不可能變成酒精的（2）德國李比希結論：發(fā)酵是酵母細胞中的某些物質(zhì)引起的，但這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用（3）德國畢希納過程：將酵母細胞研磨、過濾，得到提取液，加入葡萄糖，一段時間后冒出氣泡，糖液變成了酒精結論：證明引起發(fā)酵的是酵母菌產(chǎn)生的一些物質(zhì)，將酵母細胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶（4）美國薩姆納

1926年，從刀豆種子中提出脲酶結晶，脲酶是一種蛋白質(zhì)20世紀30年代,相繼提出了多種酶的蛋白結晶結論：酶是一類具有催化作用的蛋白質(zhì)（5）20世紀80年代切赫、奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作用結論：酶是具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA巴斯德之前發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關巴斯德發(fā)酵與活細胞有關，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納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，就像在活酵母細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小結：來源本質(zhì)功能酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。試一試：根據(jù)你的學習，給酶下一個定義。1與酶的化學本質(zhì)不相同的物質(zhì)是（）A性激素B載體C胰島素D抗體2催化脂肪酶水解的酶很可能是（）A肽酶B蛋白酶C脂肪酶D淀粉酶3多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶，這種藥片的主要功能是（）A增強免疫力B提供能量C減肥D助消化4在過氧化氫酶溶液中加入雙縮脲試劑，其結果應該是（）A產(chǎn)生氣泡B溶液呈藍色C溶液呈紫色D產(chǎn)生磚紅色沉淀課堂練習ABCD在研究酶性質(zhì)的過程中,科學家通過整理大量的實驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)酶的催化效率大約是無機催化劑的107-1013倍。由上述資料可看出酶具有什么特性？

高效性三、酶的特性資料13443少量肝臟研磨液說明過氧化氫酶比Fe3的催化效率高得多。比較過氧化氫酶和Fe3的催化效率為什么4號試管的反應速率比3號試管快得多？淀粉溶液(1號試管)蔗糖溶液(2號試管)實驗原理實驗步驟一二三實驗現(xiàn)象結論

專一性，一種酶只能催化一種或一類化學反應。資料2淀粉酶能讓淀粉水解成還原性糖，還原性糖能與斐林試劑反應生成磚紅色沉淀淀粉酶不能讓蔗糖水解，所以與斐林試劑反應不能生成磚紅色沉淀加入2ml淀粉溶液加入2ml蔗糖溶液加入淀粉酶2滴，振蕩，放在60℃的左右，反應約5min加斐林試劑→振蕩→水浴加熱藍色→棕色→磚紅色沉淀無變化淀粉酶具有專一性探究溫度對酶活性的影響1233％可溶性淀粉2ml2ml2ml溫度

2％淀粉酶

碘液

顏色結論自變量因變量冰水中60℃水浴沸水浴放置2min1ml1ml1ml1滴1滴1滴搖勻混合，反應5min變藍變藍不變藍淀粉酶在60℃中活性最強冰水中60℃水浴沸水浴探究pH對酶活性的影響123

3％過氧化氫

2ml

2ml

2ml

pH過氧化氫酶

結果（產(chǎn)生氣泡的速率）結論蒸餾水1mLNaOH1mLHCL1mL1ml1ml1ml搖勻混合，37℃反應5min快速慢慢過氧化氫酶在中性條件中活性最強課本P85頁三段小字內(nèi)容資料3由此可看出酶的作用條件有什么特點？作用條件溫和酶促反應速率最快時的環(huán)境溫度稱為該酶促反應的最適溫度。酶活性受溫度影響示意圖0最適溫度t/℃υ/mmol.s-1一般地，動物體內(nèi)的酶最適溫度在35~40℃之間；植物體內(nèi)的酶最適溫度在40~50℃之間；細菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別較大。溫度對酶活性的影響圖5-3酶活性受溫度影響示意圖AB段、B點、BC段表示反應的趨勢如何AB段表示隨溫度升高,酶活性催化效率增強B點表示酶活性催化效率達到最大,此時的溫度為催化的最適溫度BC段表示隨溫度升高,酶活性催化效率減慢高溫會使酶永久失活,不可恢復;低溫使酶活性降低,酶制劑常在低溫下保存人體內(nèi)酶的最適溫度為37度（破壞了蛋白質(zhì)空間結構）υ/mmol.s-1最適pH0pH酶活性受pH影響示意圖一般地，動物體內(nèi)的酶最適pH在65－80之間；植物體內(nèi)的酶最適pH在45－65之間；細菌和真菌體內(nèi)的酶最適pH差別較大。pH對酶活性的影響酶促反應速率最快時的環(huán)境pH稱為該酶促反應的最適pH。圖5-4酶活性受pH值影響示意圖在最適pH條件下，酶的活性最高。pH偏高或偏低，酶活性都會明顯降低。

過酸或過堿都會使酶永久失活人體環(huán)境中幾種常見酶的最適pH值:唾液淀粉酶:pH=7;胃蛋白酶:pH=15;胰蛋白酶:pH=8高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？不同，過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活；低溫使酶活性明顯下降，但在適宜溫度下其活性可以恢復。酶的作用條件較溫和★影響酶促反應速率的因素：1、溫度3、酶的濃度：反應速率隨酶濃度的升高而加快。4、底物（反應物）濃度：在一定濃度范圍內(nèi)，反應速率隨濃度的升高而加快，但達到一定濃度，反應速率不再變化酶促反應速率酶的濃度酶促反應速率底物濃度酶量一定2、pHABC底物濃度無限酶的應用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高溫使酶的活性減弱1下列有關酶的敘述錯誤的是A組成大多數(shù)酶的基本單位是氨