第8講降低化學反應活化能的酶

第八講降低化學反應活化能的酶比較過氧化氫在不同條件下的分解一、酶在細胞代謝中的作用實驗探究：實驗探究：

細胞中每時每刻都在進行著許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝1，實驗分析步驟試管編號1234

一

H2O2濃度

二

結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒反應條件2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3研磨液2滴2滴基本無氣泡有氣泡產(chǎn)生較多氣泡,燃燒產(chǎn)生大量氣泡，燃燒猛烈1號試管與2號試管對照，說明1號試管與3號試管對照，說明1號試管與4號試管對照，說明3號試管與4號試管對照，說明一、酶的作用12131434加熱可以加快過氧化氫分解FeCl3能催化H2O2分解過氧化氫酶能催化H2O2的分解過氧化氫酶的催化效率比FeCl3高加熱：Fe3+：酶：提高反應物分子的能量,分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S狀態(tài)降低化學反應的活化能更顯著地降低化學反應的活化能2、各條件使反應加快的實質(zhì):一、酶的作用3、原理分析條件沒有催化劑FeCl3催化過氧化氫酶催化活化能/kJ·mol-175442920℃測得的過氧化氫分解的活化能一、酶的作用活化能：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。二、酶的本質(zhì)資料巴斯德李比希畢希納薩姆納切赫奧特曼閱讀課本P81-82“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”他們在酶的認識歷程中分別有什么發(fā)現(xiàn)？思考巴斯德之前發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關(guān)巴斯德發(fā)酵與活細胞有關(guān)，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脲酶是蛋白質(zhì)李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能二、酶的本質(zhì)酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，（大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA）。酶的概念酶的來源酶的作用酶的化學本質(zhì)1、酶的本質(zhì)化學本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料合成場所來源作用場所生理功能作用原理氨基酸核糖核苷酸核糖體主要是細胞核(真核生物)一般來說，活細胞都能產(chǎn)生酶細胞內(nèi)、外或生物體外均可生物催化作用降低化學反應的活化能2.酶與激素的比較酶激素來源活細胞產(chǎn)生化學本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA生物功能催化作用共性專門的內(nèi)分泌腺或特定部位細胞產(chǎn)生，細胞外發(fā)揮作用固醇類、多肽/蛋白質(zhì)類、氨基酸類等調(diào)節(jié)作用在生物體內(nèi)均屬微量高效物質(zhì)，即含量少、作用大、生物代謝不可缺少判斷：能產(chǎn)生酶的細胞就能產(chǎn)生激素（）能產(chǎn)生激素的細胞就能產(chǎn)生酶（）×√酶并不只在細胞內(nèi)發(fā)揮作用：酶由活細胞產(chǎn)生，可以在細胞內(nèi)發(fā)揮作用（胞內(nèi)酶），如細胞內(nèi)的呼吸氧化酶；也可以分泌到細胞外發(fā)揮作用，如各種消化酶（胞外酶）；在生物體外適宜的條件下也能發(fā)揮作用，如實驗證明唾液淀粉酶水解淀粉的實驗。三、酶的特性

通過過氧化氫酶催化過氧化氫分解的實驗，我們知道酶具有催化作用。

酶對化學反應的催化效率稱為酶活性

酶催化活性可以用單位時間內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的生成量來表示。酶和無機催化劑相比，具有哪些特性？（一）．酶的高效性

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。大量實驗數(shù)據(jù)表明，酶的催化效率大約是無機催化劑的107—1013倍。表示酶高效性的曲線

酶只能縮短達到化學平衡所需的時間，不改變化學反應的平衡點。方案一：用兩種不同酶催化同一種物質(zhì)淀粉（非還原糖）麥芽糖（還原糖）淀粉（非還原糖）淀粉②再用斐林試劑鑒定，從而探究酶的專一性。①淀粉酶蔗糖酶（二）、酶的專一性一種酶只能催化一種或一類化學反應（1）酶的專一性的實驗探究方案方案二：用同一種酶催化兩種不同物質(zhì)淀粉（非還原糖）麥芽糖（還原糖）蔗糖（非還原糖）蔗糖②用淀粉酶分別作用于淀粉和蔗糖后，再用斐林試劑鑒定，根據(jù)是否有磚紅色沉淀生成來判斷淀粉酶是否對二者都有催化作用，從而探索酶的專一性。①淀粉酶淀粉酶警示：在利用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶專一性的實驗中，應選用斐林試劑，而不宜選用碘液作指示劑，因碘液無法檢測蔗糖是否水解。知識拓展——具有專一性的物質(zhì)歸納(1)酶：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。如限制性核酸內(nèi)切酶能識別特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子。(2)載體：某些物質(zhì)通過細胞膜時需要載體協(xié)助，不同物質(zhì)所需載體不同，載體的專一性是細胞膜選擇透過性的基礎(chǔ)。（受體同上）(3)激素：激素特異性地作用于靶細胞、靶器官，其原因在于它的靶細胞膜或胞內(nèi)存在與該激素特異性結(jié)合的受體。(4)tRNA∶tRNA有61種，每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸。(5)抗體/效應T細胞：一種抗原只能與相應的抗體或效應T細胞發(fā)生特異性結(jié)合。（6）神經(jīng)遞質(zhì)：與突觸后膜上特異性受體結(jié)合，使突觸后膜興奮或抑制1．溫度對酶活性的影響(1)原理解讀②溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。探究影響酶活性的因素（三）、酶的作用條件較溫和組別第一組第二組第三組試管1號2號3號4號5號6號實驗步驟一量取2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液量取2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液量取2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液二冰水中水浴3分鐘37℃中水浴3分鐘沸水中水浴3分鐘三1與2試管混合搖勻，充分反應3與4試管混合搖勻，充分反應5與6試管混合搖勻，充分反應四取出試管，滴4滴碘，觀察取出試管，滴4滴碘，觀察取出試管，滴4滴碘，觀察預期現(xiàn)象實驗結(jié)論藍色不變藍藍色溫度會影響酶的活性（2）、實驗過程

（3）、注意事項：本實驗不宜選用過氧化氫酶催化過氧化氫分解，因為過氧化氫酶催化的底物過氧化氫在加熱的條件下分解會加快。本實驗中，只能用碘液檢測底物，不能利用斐林試劑檢驗產(chǎn)物的生成，因為利用斐林試劑檢測時需水浴加熱到50～65℃，導致低溫下的實驗組由于溫度變化，影響實驗結(jié)果。本實驗中，需要把酶和底物先分別放在各自所需溫度下保溫一段時間，再將酶和底物混合。1號2號3號實驗步驟一1號2號3號試管各加入2mL過氧化氫溶液二1’號Hcl1ml2’號蒸餾水1ml3’號NaOH1ml三1’2’3’號各加入過氧化氫酶2滴，振蕩2—3min，并與對應的1，2，3號試管中溶液混合四將帶火星的衛(wèi)生香分別放入試管中實驗現(xiàn)象結(jié)論無明顯變化PH會影響酶的活性復燃無明顯變化（2）、探究pH對過氧化氫酶活性的影響（3）、注意事項本實驗不宜選用淀粉酶催化淀粉水解，因為沒有合適的指示劑。（碘液與NaOH發(fā)生反應，而斐林試劑與HCl反應）在探究酶活性的最適pH時，需先將酶置于不同PH條件下，然后再加入反應物。切記不能在加入酶后，先加入反應物，再加入鹽酸或氫氧化鈉。（三）、酶的作用條件較溫和

實驗表明，溫度和PH對酶的活性有影響，酶所催化的化學反應一般是在比較溫和的條件下進行。一般來說，動物體內(nèi)的酶的最適溫度在35~40℃之間；植物體內(nèi)的酶的最適溫度在40~50℃之間。動物體內(nèi)的酶的最適PH大多在6.5~8.0之間（胃蛋白酶的最適PH為1.5)；植物體內(nèi)的酶最適PH大多在4.5~6.5之間。小結(jié)在最適宜的溫度和PH條件下，酶的活性最高。溫度和PH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低。低溫使酶活性受抑制，溫度恢復，酶活性可以恢復；酶制劑適于在低溫（0~4℃）下保存。高溫、強酸、強堿會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。四、影響酶促