酶催化細(xì)胞的反應(yīng)【知識(shí)精研+能力提升】 高一生物同步課件（滬科2020必修1）

第2節(jié)

酶催化細(xì)胞的化學(xué)反應(yīng)第四章細(xì)胞的代謝消化道中的唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶是大家比較熟悉的酶。酶具有怎樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？在細(xì)胞的生命活動(dòng)中酶起什么作用？思考：細(xì)胞如何清除過氧化氫？細(xì)胞代謝活動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生過氧化氫，若未能及時(shí)清除，便會(huì)損傷細(xì)胞。過氧化氫是生活中常見的消毒劑2H2O22H2O+O2

90℃下分解通常條件下極緩慢分解在無機(jī)催化劑催化下分解以MnO2為催化劑以FeCl3為催化劑思考：細(xì)胞如何清除過氧化氫？細(xì)胞合成“生物催化劑”加速過氧化氫分解。H2O2+馬鈴薯塊H2O2+酵母菌懸液H2O2+豬肝勻漿思考：細(xì)胞如何清除過氧化氫？1．酶是生物催化劑H2O2分解的反應(yīng)式如下：從反應(yīng)式中可以看到，酶既不是反應(yīng)物，也不是產(chǎn)物，而是起催化劑的作用。在反應(yīng)中，酶可以重復(fù)使用，反應(yīng)物稱為酶的底物。2H2O22H2O+O2

酶是生物催化劑——科學(xué)史巴斯德李比?？茖W(xué)家將生物體內(nèi)催化化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)命名為“酶”(enzyme)巴斯德：發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用；李比希：引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但是這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用；酶是生物催化劑——科學(xué)史首次制得了酶的晶體，證明其成分為蛋白質(zhì)。薩姆納數(shù)年后，得到過氧化氫酶晶體，證明其成分為蛋白質(zhì)。發(fā)現(xiàn)具有催化功能的RNA。切赫奧特曼酶促反應(yīng)生物體內(nèi)絕大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)是在酶作為催化劑的條件下完成的，稱為酶促反應(yīng)。酶與無機(jī)催化劑相比，誰的催化效率更高？一種酶可以催化多少種化學(xué)反應(yīng)？酶是否具備催化劑的通性？1．酶是生物催化劑取3支試管，分別標(biāo)記為A、B、C。加入試劑和材料，并用封口膜蓋住試管口。觀察各試管內(nèi)氣泡產(chǎn)生情況。然后，用帶火星的線香插入各試管內(nèi)測(cè)試火光亮度變化，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在表中。1．酶是生物催化劑實(shí)驗(yàn)需要觀察、記錄的現(xiàn)象(因變量)是什么？實(shí)驗(yàn)中要控制哪些無關(guān)變量以確保單一變量原則？試管中產(chǎn)生氣泡的數(shù)量。(用“-”表示無明顯現(xiàn)象，用“+”數(shù)量表示產(chǎn)生氣泡相對(duì)量)各支試管中H2O2濃度相同、三支試管中溶液總體積相同、溫度等環(huán)境因素相同……在“觀察酶的催化作用”實(shí)驗(yàn)中看到，H2O2在常溫下分解緩慢；加入新鮮的動(dòng)物肝臟勻漿液后，H2O2迅速分解，釋放出O2，說明肝臟中的過氧化氫酶可以加快反應(yīng)速率。?資料1：3.5%FeCl3中的Fe3+數(shù)約為同體積20%豬肝勻漿中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。資料2：折算為相同分子數(shù)的情況下，每mol過氧化氫酶分子催化效率是每molFe3+的1.4x108倍。1．酶是生物催化劑2．酶的特性酶的高效性酶的催化效率遠(yuǎn)高于無機(jī)催化劑。旺盛的生命活動(dòng)需要快速的化學(xué)反應(yīng)作為基本保障。例如，單個(gè)過氧化氫酶分子在1s內(nèi)可以催化四千萬個(gè)過氧化氫分子分解。2．酶的特性酶具有專一性細(xì)胞中已知的酶有數(shù)千種，每一種酶通常只催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)（專一性）。例如，催化黑色素合成的酶一旦缺乏或功能減退，就可能會(huì)引起白化病。3．酶的功能與其分子結(jié)構(gòu)相關(guān)思考：酶的命名規(guī)律唾液淀粉胃蛋白酶胰脂肪酶DNA連接酶乙醇脫氫酶ATP合成酶來源催化底物反應(yīng)類型酶酶的命名：習(xí)慣上根據(jù)酶的底物或所催化的反應(yīng)來命名。例如，胰蛋白酶是胰腺產(chǎn)生的催化蛋白質(zhì)水解的酶，DNA聚合酶是催化DNA合成的酶。酶的活性中心3．酶的功能與其分子結(jié)構(gòu)相關(guān)

有一些物質(zhì)會(huì)對(duì)酶產(chǎn)生抑制作用，引起酶的活性降低或喪失，這類物質(zhì)統(tǒng)稱為酶抑制劑。常見的抑制形式有：

①抑制劑與底物競(jìng)爭酶的活性中心，減少底物與酶的有效結(jié)合；

②抑制劑與酶的其他部位結(jié)合，改變了酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶的活性中心不能與底物有效結(jié)合。廣角鏡4．酶活性受環(huán)境因素影響影響酶活性的因素

溫度pH1233％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℃水浴放置2min1ml1ml1ml1滴1滴1滴搖勻混合，放置反應(yīng)30min變藍(lán)變藍(lán)不變藍(lán)唾液淀粉酶在37℃中活性最強(qiáng)自變量因變量4．酶活性受環(huán)境因素影響——溫度123肝臟研磨液1ml1ml1mlpH3％過氧化氫溶液

結(jié)果結(jié)論蒸餾水1mLNaOH1mLHCL1mL2ml2ml2ml搖勻混合，放置