降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課

1、會計學(xué)1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課第1頁/共39頁第2頁/共39頁一、酶的作用和本質(zhì)：一、酶的作用和本質(zhì)： 1.1.酶在細(xì)胞代謝中的作用：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：原理：原理：2 H2O2 2 H2O + O21.1.常溫常溫 2.2.加熱加熱 3.FeCl3.FeCl3 3 4.4.加肝液加肝液第3頁/共39頁在本實驗中應(yīng)該注意哪些事項？在本實驗中應(yīng)該注意哪些事項？ 1.1.實驗時肝臟必須要新鮮實驗時肝臟必須要新鮮; ; 2. 2.要使用肝臟的研磨液要使用肝臟的研磨液; ; 3. 3.滴加氯化鐵和肝臟研磨液不能合滴加氯化鐵和肝臟研磨液不能合 用

2、一支滴管用一支滴管; ; 4. 4.要注意觀察實驗的現(xiàn)象要注意觀察實驗的現(xiàn)象; ; 5. 5.不要讓過氧化氫接觸皮膚。不要讓過氧化氫接觸皮膚。第4頁/共39頁控制變量與對照實驗控制變量與對照實驗1 1、自變量：實驗中人為改變的變量。、自變量：實驗中人為改變的變量。2 2、因變量：隨自變量而變化的變量。、因變量：隨自變量而變化的變量。3 3、無關(guān)變量：除自變量外，實驗過程中可能、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)果造成還會存在的一些可變因素，對實驗結(jié)果造成影響。影響。4 4、對照實驗：除了一個因素以外，其余因素、對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實

3、驗叫做對照實驗。都保持不變的實驗叫做對照實驗。5 5、對照實驗一般要設(shè)置對照組與實驗組。、對照實驗一般要設(shè)置對照組與實驗組。第5頁/共39頁試管編試管編號號1234H H2 2O O2 2溶溶液液 2ml2ml2ml2ml變量變量不處理不處理 900C中中水浴水浴 加加FeCl3溶液溶液 加肝臟加肝臟研磨液研磨液氣泡現(xiàn)氣泡現(xiàn)象象帶火星的衛(wèi)生香檢驗帶火星的衛(wèi)生香檢驗對照實驗對照實驗比較過氧化氫酶在不同條件下的分解比較過氧化氫酶在不同條件下的分解 無無 少量少量 較大量較大量 大量大量火星變亮火星變亮 復(fù)燃復(fù)燃對照組對照組 實驗組實驗組自變量自變量因變量因變量第6頁/共39頁說明：說明：1、加熱加

4、熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率；能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率；2、FeCl3中的中的Fe3+和新鮮肝臟中的和新鮮肝臟中的過氧化氫酶過氧化氫酶都能都能加快過氧化氫分解的速率；加快過氧化氫分解的速率；3、過氧化氫酶過氧化氫酶比比Fe3+的催化效率的催化效率高高得多；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)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，所以說地進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。

5、酶憑。酶憑什么能擔(dān)此大任？什么能擔(dān)此大任？第7頁/共39頁提高化學(xué)反應(yīng)速率的途徑：提高化學(xué)反應(yīng)速率的途徑：(1) (1) 用加熱或光照給反應(yīng)體系提供能量。用加熱或光照給反應(yīng)體系提供能量。(2) (2) 使用催化劑。使用催化劑。 那么，為什么使用催化劑可以提高反那么，為什么使用催化劑可以提高反應(yīng)速率呢？應(yīng)速率呢？第8頁/共39頁活化能：活化能： 在一個化學(xué)反應(yīng)體系中，反應(yīng)開始時，反應(yīng)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，為物分子的平均能量水平較低，為“初態(tài)初態(tài)”。在反。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

6、的能量，高出的這一部分能量稱比初態(tài)更高一些的能量，高出的這一部分能量稱為為“活化能活化能” 在一定溫度下，在一定溫度下，1mol1mol反應(yīng)底物全部進(jìn)入活化反應(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。單態(tài)所需要的自由能就是該反應(yīng)底物的活化能。單位位J/molJ/mol第9頁/共39頁第10頁/共39頁 酶和一般催化劑的作用就是降低化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。數(shù)增多，反應(yīng)速度加快。第11頁/共39頁v18361836年年, ,德國科學(xué)家德國科學(xué)家施旺施旺提取胃液中消化蛋白質(zhì)的物提取胃液中

7、消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)質(zhì)-胃蛋白酶胃蛋白酶. .v19261926年年, ,美國科學(xué)家美國科學(xué)家薩姆納薩姆納從刀豆種子中提取出脲酶從刀豆種子中提取出脲酶結(jié)晶結(jié)晶, ,并證明它是一種并證明它是一種蛋白質(zhì)蛋白質(zhì).20.20世紀(jì)世紀(jì)3030年代年代, ,科學(xué)家相科學(xué)家相繼提取出多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶繼提取出多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶, ,指出指出酶是一類具有生物酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì)催化作用的蛋白質(zhì). .v17831783年年, ,意大利科學(xué)家意大利科學(xué)家斯巴蘭札尼斯巴蘭札尼 用用“金屬籠肉塊金屬籠肉塊”實驗推斷胃液中實驗推斷胃液中 一定一定含有消化肉塊的物質(zhì)含有消化肉塊的物質(zhì)-說明說明胃具有化胃具有化學(xué)性

8、消化學(xué)性消化的作用的作用. .v2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代以來年代以來, ,美國科學(xué)家美國科學(xué)家切赫和奧特曼切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少發(fā)現(xiàn)少數(shù)數(shù)RNARNA也具有催化作用也具有催化作用. .第12頁/共39頁正由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和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。條件下快速進(jìn)行。第13頁/共39頁 酶在活細(xì)胞產(chǎn)生，但可分布在細(xì)胞內(nèi)（如酶在活細(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）。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)量同一個體內(nèi)各類細(xì)胞所含酶的種類、數(shù)量 ，是，是 _的結(jié)果。的結(jié)果。都不同都不同基因選擇性表達(dá)

9、基因選擇性表達(dá)第14頁/共39頁相同點：相同點：1.改變化學(xué)反應(yīng)速率，本身不被消耗。2.加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡的時間，但不改變平衡點。3.降低活化能，使速率加快。第15頁/共39頁第16頁/共39頁第17頁/共39頁序序號號項項 目目試管試管1 12 21 1注入可溶性淀粉溶液注入可溶性淀粉溶液2mL2mL/ /2 2注入蔗糖溶液注入蔗糖溶液/ /2mL2mL3 3注入新鮮淀粉酶溶液注入新鮮淀粉酶溶液2mL2mL2mL2mL結(jié)果現(xiàn)象結(jié)果現(xiàn)象磚紅 無第18頁/共39頁第19頁/共39頁第20頁/共39頁項目項目試管試管淀粉酶溶液淀粉酶溶液1mL1mL1mL1mL1mL1mL蒸餾水

10、蒸餾水1mL1mL/ / /NaOHNaOH/ /1mL1mL/ /HClHCl/ / /1mL1mL淀粉溶液淀粉溶液2mL2mL2mL2mL2mL2mL結(jié)果現(xiàn)象結(jié)果現(xiàn)象磚紅磚紅 無磚紅無磚紅 無磚紅無磚紅第21頁/共39頁第22頁/共39頁pHpH值：值：在極端的酸性或堿在極端的酸性或堿性條件下會變性而完全失性條件下會變性而完全失去活性，大多數(shù)酶的最適去活性，大多數(shù)酶的最適PHPH值為值為4.5-8.04.5-8.0范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。（1 1）動物體內(nèi)的酶最適）動物體內(nèi)的酶最適宜宜pHpH大多在大多在6.56.58 8之間。之間。唾液唾液pHpH為為6.26.27.47.4，胃液，胃液的的pH

11、pH為為0.90.91.51.5，小腸液，小腸液的的pHpH為為7.67.6。（2 2）植物體內(nèi)的酶最適）植物體內(nèi)的酶最適pHpH大多在大多在4.54.56.56.5之間。之間。第23頁/共39頁(1)自變量自變量：(2)因變量因變量：(3)無關(guān)變量無關(guān)變量：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3 3的可溶性淀粉溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的可溶性淀粉溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 2的淀粉酶溶液、冰水（的淀粉酶溶液、冰水（00）、熱水、碘液）、熱水、碘液(4)實驗原則實驗原則：第24頁/共39頁 試 管 601001236010060100/第25頁/共39頁12360100第26頁/共39頁12360100第27頁/共39頁溫度

12、過高和過低對酶活性的影響其本溫度過高和過低對酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？質(zhì)相同嗎？第28頁/共39頁溫度：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。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，在大多數(shù)酶，在30-4030-40范圍內(nèi)顯示最高活性。范圍內(nèi)顯示最高活性。 低溫不會使

13、酶失去活性，低溫時酶活性降低，但若再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，絕大多數(shù)酶在7070以上，其空間結(jié)構(gòu)即被破壞。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、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)

14、行發(fā)酵來制備的色。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29頁/共39頁影響酶促反應(yīng)的因素常有影響酶促反應(yīng)的因素常有： 溫度溫度 PHPH值值 酶的濃度酶的濃度 底物濃度底物濃度 抑制劑抑制劑 激活劑激活劑第30頁/共39頁 影響酶活性的因素：除影響酶活性的因素：除溫度和溫度和PHPH對酶活性的對酶活性的影響外，影響外，酶濃度酶濃度和和反應(yīng)底物的濃度反應(yīng)底物的濃度也能影響酶也能影響酶促反應(yīng)的速度。促反應(yīng)的速度。 丙 丁 第31頁/共39頁 酶的濃度：酶的濃度：在有足夠底物而又不受其它因素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)速率與酶濃度成正的影響的情況下，則酶促反

15、應(yīng)速率與酶濃度成正比。比。 底物濃度：底物濃度：當(dāng)酶濃度、溫度和當(dāng)酶濃度、溫度和PHPH恒定時恒定時，在底物濃度很低的范圍內(nèi)，反應(yīng)速率與底物濃，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。演義，反應(yīng)速率不再增加。第32頁/共39頁用數(shù)學(xué)集合怎樣表示？用數(shù)學(xué)集合怎樣表示？第33頁/共39頁第34頁/共39頁在本實驗中應(yīng)該注意哪些事項？在本實驗中應(yīng)該注意哪些事項？ 1.1.實驗時肝臟必須要新鮮實驗時肝臟必須要新鮮

16、; ; 2. 2.要使用肝臟的研磨液要使用肝臟的研磨液; ; 3. 3.滴加氯化鐵和肝臟研磨液不能合滴加氯化鐵和肝臟研磨液不能合 用一支滴管用一支滴管; ; 4. 4.要注意觀察實驗的現(xiàn)象要注意觀察實驗的現(xiàn)象; ; 5. 5.不要讓過氧化氫接觸皮膚。不要讓過氧化氫接觸皮膚。第35頁/共39頁活化能：活化能： 在一個化學(xué)反應(yīng)體系中，反應(yīng)開始時，反應(yīng)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，為物分子的平均能量水平較低，為“初態(tài)初態(tài)”。在反。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比初態(tài)更高一些的能量，高出的這一部分能量稱為為“活化能活化能” 在一定溫度下，在一定溫度下，1mol1mol反應(yīng)底物全部進(jìn)入活化反應(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。單態(tài)所需要的自由能就