51降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶1

必修一第五章第1節(jié)第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶光合作用細(xì)胞呼吸能量ATP酶物質(zhì)代謝有機物分解有機物合成

細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為

。細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)。細(xì)胞代謝細(xì)胞內(nèi)外的環(huán)境溫和常溫常壓水溶液環(huán)境pH接近中性在細(xì)胞較為溫和的環(huán)境中，各種生化反應(yīng)如何高效有序的進(jìn)行呢？任務(wù)1：探究酶在細(xì)胞代謝中的作用2H2O2

2H2O+O2反應(yīng)條件1.實驗原理

新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的H2O2溶液；新鮮的肝臟研磨液（含有過氧化氫酶）；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液；衛(wèi)生香等2、實驗材料探究1：比較過氧化氫在不同條件下的分解2H2O2

2H2O+O2反應(yīng)條件加熱是化學(xué)反應(yīng)的常見條件Fe3+是無機催化劑新鮮的肝臟中含有過氧化氫酶3.實驗設(shè)計與操作不同條件試管編號實驗處理無90℃水浴加熱2滴FeCl32滴肝勻漿H2O2溶液（3%）2

mL2

mL2

mL2

mL檢測指標(biāo)1.氣泡冒出情況；2.衛(wèi)生香復(fù)燃情況1234與1號試管相比，2號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？為什么？4.實驗結(jié)果與結(jié)論2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。不能3號和4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？3號試管與4號試管相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說明什么？說明FeCl3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。4號試管快，說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高。4.實驗結(jié)果與結(jié)論一、酶的作用常態(tài)終態(tài)活躍狀態(tài)活化能具有催化作用。顯著降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。作用：作用實質(zhì)：請分析過氧化氫在不同條件下的分解實驗中的自變量、因變量和無關(guān)變量。任務(wù)2：學(xué)習(xí)設(shè)計對照實驗試管編號1234實驗處理無90℃水浴加熱2滴FeCl32滴肝勻漿H2O2溶液（3%）2

mL2

mL2

mL2

mL檢測指標(biāo)1.氣泡冒出情況；2.衛(wèi)生香復(fù)燃情況對

照

實

驗對照組實驗組試管編號1234實驗處理無90℃水浴加熱2滴FeCl32滴肝勻漿H2O2溶液（3%）2

mL2

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mL2

mL檢測指標(biāo)1.氣泡冒出情況；2.衛(wèi)生香復(fù)燃情況空白對照能夠在細(xì)胞內(nèi)溫和環(huán)境中催化各種生化反應(yīng)，酶是一種什么樣的物質(zhì)呢？任務(wù)3：探索酶的本質(zhì)

最初，人們認(rèn)為食物的消化靠是胃的蠕動來完成的，直到1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼做了一個巧妙的實驗。巧妙之處？發(fā)酵需要活酵母菌參與酵母菌死后釋放物質(zhì)引起發(fā)酵

提取脲酶，證明脲酶是蛋白質(zhì)少數(shù)RNA也具有生物催化功能從細(xì)胞中獲得含酶提取液，稱釀酶李比希巴斯德畢希納薩姆納切赫奧爾特曼

19世紀(jì)：發(fā)酵是純化學(xué)過程酶

的

來

源：酶的化學(xué)本質(zhì)：酶

的

功

能：二、酶的本質(zhì)酶促反應(yīng):底物:有機物（大多數(shù)是蛋白質(zhì)）具有催化作用活細(xì)胞產(chǎn)生的由酶催化的化學(xué)反應(yīng)稱為酶促反應(yīng)受酶催化而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的分子叫底物（反應(yīng)物）酶的催化機理:酶酶酶酶+底物酶-底物復(fù)合物酶+產(chǎn)物根據(jù)酶的催化機理，酶催化反應(yīng)具有哪些特性呢？任務(wù)4：探索酶的特性1、高效性：酶的催化效率一般是無機催化劑的107～1013倍。與無機催化劑相比，酶的催化效率極高。探究2：淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用1.實驗原理（1）淀粉和蔗糖都是非還原糖。（2）在酶的催化作用下都能水解成還原糖。（3）通過斐林試劑鑒定溶液中是否有還原糖，確定酶促反應(yīng)產(chǎn)物。試管編號淀粉溶液蔗糖溶液淀粉酶溶液操作斐林試劑實驗條件122mL2.實驗設(shè)計是否可以換成碘液？2mL2mL2mL2mL2mL60℃保溫5min沸水浴1min1.實驗的自變量、因變量以及無關(guān)變量分別是什么？2.在已知淀粉酶能夠催化淀粉水解的情況下，本實驗設(shè)置1號試管還有沒有必要？實驗是否繼續(xù)改進(jìn)，使結(jié)果更可靠。試管編號淀粉溶液蔗糖溶液蒸餾水淀粉酶溶液操作斐林試劑實驗條件1232mL2.實驗設(shè)計2mL2mL2mL2mL2mL60℃保溫5min沸水浴1min2mL2mL2mL3.實驗結(jié)果4.實驗結(jié)論：專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。探究3：影響酶活性的因素30℃溫水刷請根據(jù)相關(guān)知識，嘗試設(shè)計實驗探究溫度、pH對酶活性的影響。（提示：從自變量、因變量及無關(guān)變量思考。）組別試劑實驗操作檢測試劑現(xiàn)象12mL淀粉溶液分別在0℃水保溫5min再混合一段時間后各滴兩滴碘液并搖勻2滴淀粉酶22mL淀粉溶液分別在60℃水保溫5min再混合2滴淀粉酶32mL淀粉溶液分別在100℃水保溫5min再混合2滴淀粉酶藍(lán)色

無明顯現(xiàn)象藍(lán)色探究溫度對淀粉酶活性的影響酶的催化作用需要在適宜的溫度下進(jìn)行結(jié)論：問題：能否將本實驗的淀粉和淀粉酶換成H2O2和過氧化氫酶？活性位點底物1.低溫抑制酶活性，酶制劑通常在低溫（0-4°C)下保存。2.高溫可導(dǎo)致酶失去活性，其空間結(jié)構(gòu)被破壞。組別實驗操作或試劑現(xiàn)象1各加入2mL肝臟研磨液0.01mol/LHCI1mL各加入3%H2O22mL2蒸餾水1mL30.01mol/LNaOH1mL幾乎無氣泡大量氣泡幾乎無氣泡探究pH對過氧化氫酶活性的影響酶的催化作用需要適宜的pH實驗結(jié)論：（單位：mLO2）問題：能否將本實驗的H2O2和過氧化氫酶換成淀粉和淀粉酶？最適pH最適pH影響酶活性的因素-調(diào)節(jié)劑Cl-離子是唾液淀粉酶的激活劑淀粉淀粉+酶淀粉+酶+Cl-活性位點活性位點空間結(jié)構(gòu)改變重金屬離子Hg2+中毒抑制酶的作用影響酶活性的因素-調(diào)節(jié)劑重金屬離子Hg2+中毒抑制酶的作用三、酶的特性1.高效性：與無機催化劑相比，酶的催化效率極高！2.專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。3.作用條件較溫和：酶促反應(yīng)需要在適宜的溫度、ph等條件下進(jìn)行。酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用課堂小結(jié)課堂檢測1.右圖表示的是在最適溫度下，反應(yīng)物濃度對酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

（1）請解釋在A，B，C三點時該化學(xué)反應(yīng)的狀況。提示：A點：隨著反應(yīng)底物濃度的增加，反應(yīng)速率加快。B點：反應(yīng)速率在此時達(dá)到最高。C點：反應(yīng)速率不再隨反應(yīng)底物濃度的增加而升高，維持在相對穩(wěn)定的水平。1.右圖表示的是在最適溫度下，反應(yīng)物濃度對酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速率的影響。（2）如果在A點時溫度升高10"C,曲線會發(fā)生什么變化？為什么？請畫出變化后的曲線。提示：如果A點時溫度升高10℃，曲線上升的幅度變小。因為圖中原曲線表示在最適溫度下催化速率隨底物濃度的變化。溫度高于或低于最適溫度，反應(yīng)速率都會變慢。1.右圖表示的是在最適溫度下，反應(yīng)物濃度對