降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第一課時(shí)

降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第一課時(shí)下圖表示細(xì)胞中一種常見(jiàn)的水解反應(yīng)，下列化合物能發(fā)生此種反應(yīng)的有（）①

多肽

②淀粉

③

纖維素

④

脂肪

A

1,2,3

B1,2,4

C1,3,4

D2,3,4

A第2頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第五章第一節(jié)第3頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、細(xì)胞代謝細(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、酶在細(xì)胞代謝中的作用有什么方法可以提高化學(xué)反應(yīng)的速率？加溫、加壓、催化劑細(xì)胞代謝如何在溫和的條件下高效進(jìn)行？依靠細(xì)胞內(nèi)的生物催化劑——酶（細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)）第4頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、酶在細(xì)胞代謝中的作用一、酶在細(xì)胞代謝中的作用比較H2O2在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)2H2O2→2H2O+O2（1）反應(yīng)物：（2）條件：（3）反應(yīng)原理：（4）結(jié)果觀察：H2O2加熱；FeCl3溶液；新鮮肝臟研磨液（酶）氣泡產(chǎn)生快慢、多少；點(diǎn)燃的衛(wèi)生香復(fù)燃情況第5頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天比較H2O2在不同條件下的分解試管號(hào)3%H2O2

點(diǎn)燃的衛(wèi)生香檢測(cè)實(shí)驗(yàn)處理H2O2分解速度(氣泡多少)1234不復(fù)燃很少不復(fù)燃較多發(fā)亮大量燃燒猛烈2ml2ml2ml2ml90度水浴加熱滴加3%FeCl32滴滴加20%的肝臟研磨液2滴常溫不明顯控制變量觀察現(xiàn)象檢驗(yàn)方法第6頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量稱為活化能。H2O2(常態(tài))H2O2(活躍狀態(tài))能量加熱活化能加熱為什么能加快化學(xué)反應(yīng)？一、酶在細(xì)胞代謝中的作用第7頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天帶火星衛(wèi)生香實(shí)驗(yàn)后思考：1、3號(hào)和4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說(shuō)明什么？2、3號(hào)與4號(hào)相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說(shuō)明兩種催化劑的催化效率有何不同？FeCl3中Fe3+和肝臟研磨液的過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫分解的速率。4號(hào)試管的反應(yīng)速率比3號(hào)試管快得多。說(shuō)明過(guò)氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。第8頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、酶在細(xì)胞代謝中的作用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的新鮮肝臟研磨液1滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液1滴有機(jī)催化劑：過(guò)氧化氫酶酶的相對(duì)數(shù)量：1無(wú)機(jī)催化劑：Fe3+Fe3+的相對(duì)數(shù)量：25萬(wàn)結(jié)論：酶能催化生物化學(xué)反應(yīng)，催化效率比無(wú)機(jī)催化劑高得多。

第9頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天條件活化能/kJ·mol-1無(wú)催化劑催化

用膠態(tài)鉑催化

用過(guò)氧化氫酶催化75

54

29在20℃測(cè)得的過(guò)氧化氫分解的活化能結(jié)論：酶降低活化能的作用比無(wú)機(jī)催化劑更顯著，催化效率更高。一、酶在細(xì)胞代謝中的作用第10頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、酶在細(xì)胞代謝中的作用反應(yīng)所需活化能酶降低的活化能第11頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天典例：下圖中，①表示有酶催化的反應(yīng)曲線，②表示沒(méi)有酶催化的反應(yīng)曲線，E表示酶降低的活化能。正確的圖解是(

)B第12頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天自變量：因變量：FeCl3溶液；肝臟研磨液H2O2分解速率無(wú)關(guān)變量：對(duì)照實(shí)驗(yàn)：除了一個(gè)因素以外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)。對(duì)照組：實(shí)驗(yàn)組：反應(yīng)物的濃度、劑量；實(shí)驗(yàn)室的溫度等變量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則1號(hào)2、3、4號(hào)一、單一變量原則：二、對(duì)照原則：第13頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、酶的本質(zhì)資料分析發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)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第14頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天定義：酶是

產(chǎn)生的具有

的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是

，少量的酶是

。作用部位：酶產(chǎn)生的部位：酶的作用：酶的化學(xué)本質(zhì)：二、酶的本質(zhì)什么是酶？活細(xì)胞中催化作用蛋白質(zhì)或RNA可在細(xì)胞內(nèi)起作用，也可在細(xì)胞外起作用活細(xì)胞催化作用蛋白質(zhì)RNA第15頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、酶的特性回顧：H2O2在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)底物+無(wú)機(jī)催化劑（FeCl3溶液）底物+生物催化劑（酶）檢測(cè)

底物分解速率（產(chǎn)物形成速率）

底物分解速率（產(chǎn)物形成速率）檢測(cè)變量分析自變量：催化劑的種類因變量：底物分解速率第16頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天科學(xué)家得出的大量數(shù)據(jù)表明，酶的催化效率大約是無(wú)機(jī)催化劑的107-1013倍三、酶的特性1、酶的催化具有高效性酶高效性意義：保證細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行，使能量供應(yīng)穩(wěn)定。第17頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、表示酶

的曲線①催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率；與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。②酶只能縮短達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡所需的時(shí)間，不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。③酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。高效性第18頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天知識(shí)回顧1.細(xì)胞代謝定義？2.活化能定義？3.酶催化化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)？4.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的基本原則？怎樣區(qū)分對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組？5.酶定義？第19頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天無(wú)機(jī)催化劑酸既能催化蛋白質(zhì)的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。目前已發(fā)現(xiàn)酶有4000多種，它們分別催化不同的化學(xué)反應(yīng)如蛋白酶能催化蛋白質(zhì)水解，不能催化脂肪水解資料：三、酶的特性思考：酶的催化有何特點(diǎn)？如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)你的推測(cè)？第20頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、酶的特性淀粉+淀粉酶檢測(cè)淀粉被分解蔗糖

+淀粉酶檢測(cè)蔗糖不被分解如果給你淀粉酶、淀粉、蔗糖、蔗糖酶以及其它必須的材料用具，如何證明酶具有專一性？第21頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天122ml淀粉溶液

2ml蔗糖溶液1ml淀粉酶溶液1ml淀粉酶溶液+++

斐林試劑（水浴約60°）+

等量斐林試劑（水浴約60°）磚紅色沉淀無(wú)磚紅色沉淀三、酶的特性如果給你淀粉酶、淀粉、蔗糖、蔗糖酶以及其它必須的材料用具，如何證明酶具有專一性嗎？第22頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、酶具有專一性三、酶的特性一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)某類酶反應(yīng)底物反應(yīng)產(chǎn)物酶專一性意義：細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行第23頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、表示酶

的曲線加入酶B的反應(yīng)速率與無(wú)酶條件下的反應(yīng)速率相同，說(shuō)明酶B對(duì)此反應(yīng)無(wú)催化作用，而加入酶A的反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度增加明顯加快，進(jìn)一步說(shuō)明酶具有專一性。專一性第24頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天酶發(fā)揮作用是否在任何條件下都能進(jìn)行？感冒發(fā)燒時(shí)為什么不想吃飯？

假設(shè)：溫度可以影響酶的活性如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究溫度對(duì)酶活性有無(wú)影響？三、酶的特性思考

探究溫度與酶活性的關(guān)系

試劑：（質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%）可溶性淀粉溶液；新配置的唾液淀粉酶溶液；

實(shí)驗(yàn)自變量：

因變量：設(shè)計(jì)幾組？溫度如何設(shè)置？高溫、常溫、低溫酶活性第25頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天序號(hào)項(xiàng)目試管1試管2試管31234（振蕩搖勻保持各自的溫度5min）注入可溶性淀粉液每支試管各2ml37℃左右的溫水中沸水中冰塊中注入淀粉酶溶液每支試管各1ml加入碘液每支試管各加1滴探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響置于不同溫度下（保溫5min）第26頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、檢驗(yàn)淀粉是不是被分解時(shí)，可否用斐林試劑？2、設(shè)置好溫度的淀粉溶液，加入淀粉酶溶液時(shí)會(huì)引起試管的溫度變化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。如何改進(jìn)？不能，此實(shí)驗(yàn)的自變量是不同溫度，使用斐林試劑時(shí)，需要50~65℃水浴加熱，對(duì)自變量的設(shè)置有影響，引起誤差。拓展思考將每組淀粉溶液和淀粉酶分別在相應(yīng)溫度下保存相同時(shí)間，確保溫度一致，再混合。3、如何進(jìn)一步確定酶催化作用的最適溫度？第27頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程1234567891000C100C200C300C400C500C600C700C800C1000C各加淀粉酶溶液1ml各加2%淀粉溶液2ml2’3’4’5’6’7’8’9’10’1’11’23456789102’3’4’5’6’7’8’9’10’維持5min第28頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天00C100C1000C00C100C1000C維持5min向混合液中加入1滴碘液觀察顏色變化情況第29頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：溫度會(huì)影響酶活性，酶活性有一定的最適溫度范圍。ACB三、酶的特性30~50℃中的試管中溶液幾乎不變藍(lán)，其他試管中溶液均不同程度變藍(lán)。第30頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天序號(hào)項(xiàng)目試管1試管2試管31234

探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響注入肝臟研磨液注入蒸餾水每支試管各2ml每支試管各1ml用帶火星的衛(wèi)生香進(jìn)行檢驗(yàn)1ml注入5%NaOH溶液注入5%鹽酸溶液1ml1ml不同pH的處理注入過(guò)氧化氫溶液第31頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天動(dòng)物：35°~40°植物：40°~50°植物：pH4.5~

6.5動(dòng)物：pH6.5~

8.0三、酶的特性3、酶的作用條件較溫和胃蛋白酶：1.5~2.2胰蛋白酶:8~10第32頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天

高溫、低溫、過(guò)酸和過(guò)堿對(duì)酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？

不同。過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高，會(huì)使酶的(空間)結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；低溫時(shí)酶空間結(jié)構(gòu)依然穩(wěn)定，但酶活性被抑制，在適宜溫度下其活性可以恢復(fù)。三、酶的特性第33頁(yè),共40頁(yè)，2024年2月25日，星期天例：下圖表示某有機(jī)物加入催化劑后，置于由

0℃漸變至80℃的環(huán)境中，有機(jī)物的分解總量與溫度的