降低化學反應活化能的酶一

關(guān)于降低化學反應活化能的酶一第1頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第1節(jié)降低化學反應活化能的酶本節(jié)聚焦：1.酶在細胞代謝中的作用2.酶的化學本質(zhì)3.酶在起作用時的特征第2頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，所有這些有序的化學反應統(tǒng)稱為細胞代謝一、細胞代謝（新陳代謝）第3頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月葉綠體：CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶線粒體:

C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧氣酶核糖體：

氨基酸

多肽酶脫水縮合細胞代謝是細胞生命活動的基礎(chǔ)。對于細胞來說，能量的獲得、利用和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化都必須通過化學反應來實現(xiàn)。第4頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月2H2O2

2H2O+O2高溫/Fe3＋/過氧化氫酶通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用和意義。過氧化氫在高溫或鐵離子或過氧化氫酶的作用下都可分解成水和氧氣。實驗實驗目的：實驗原理：二、酶在細胞代謝中的作用

1.比較過氧化氫在不同條件下的分解第5頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月無關(guān)變量自變量試管編號1234第一步每支試管加2mlH2O2

溶液第二步不處理（常溫）90℃水浴加熱滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝臟研磨液實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論2-3min分鐘后，將點燃的衛(wèi)生香放在液面的上方單一變量原則對照實驗對照組實驗組無關(guān)變量自變量因變量第6頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月①科學性原則實驗設計遵循原則：④簡便可行性原則③設計對照原則②單一變量原則⑤可重復性原則第7頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月注意問題：實驗時要選用新鮮的肝臟肝臟要制成研磨液滴加肝臟研磨液和FeCl3溶液時，不可共用同一個吸管第8頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論：酶能催化生物化學反應，催化效率比無機催化劑高得多。研究發(fā)現(xiàn)，酶的催化效率是無機催化劑催化效率的107~1013倍。因此，酶具有高效性思考：為什么酶的催化效率會比無機催化劑更高呢？第9頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月能量H2O2(常態(tài))

H2O2(活躍狀態(tài))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)所需的能量稱為活化能。2.活化能第10頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月活化能：

在一個化學反應體系中，反應開始時，反應物分子的平均能量水平較低，為“初態(tài)”。在反應的任何一瞬間反應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為“活化能”在一定溫度下，1mol反應底物全部進入活化態(tài)所需要的自由能就是該反應底物的活化能。單位J/mol第11頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月1molH2O2由常態(tài)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)時需要吸收75KJ的熱量，這75KJ就是每molH2O2的活化能。但加入過氧化氫酶時，H2O2只要吸收29KJ的熱量就可以轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)。少了的46KJ的熱量。第12頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月酶和一般催化劑的作用就是降低化學反應所需的活化能，從而使活化分子數(shù)增多，反應速度加快。第13頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月從動畫中我們可以看出，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。正是由于酶的催化作用，細胞代謝能在溫和條件下快速進行。酶對于細胞內(nèi)化學反應的順利進行至關(guān)重要，為什么？第15頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月同無機催化劑相比較有哪些相同點？生成物量時間加入酶無機催化劑未加酶0只改變化學反應的速率，加速化學反應的進行，而不改變化學反應的平衡點反應前后本身的質(zhì)量和性質(zhì)不變只催化已經(jīng)存在的化學反應都可以在生物體外發(fā)揮作用第16頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月2.本質(zhì)：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。三、酶的本質(zhì)1.定義：活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物。酶、激素和蛋白質(zhì)的區(qū)別？第17頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月發(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第18頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月四、酶的特性1.高效性：催化效率很高，大大提高反應速率。2.專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。3.作用條件較溫和第19頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月每一種酶只能催化一種或一類化學反應。酶具有專一性例子：酶具有專一性的意義：使細胞代謝有條不紊的進行一種H2O2酶：H2O2脲酶：尿素淀粉酶：淀粉一類蛋白酶：蛋白質(zhì)→多肽肽酶：多肽→氨基酸0或酶B反應速率反應物A濃度酶A未加酶酶達到飽和第20頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月1號試管2號試管實驗步驟一二三

實驗現(xiàn)象

結(jié)論加入2滴淀粉酶，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反應5min加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑振蕩約60℃水浴2min加入2mL淀粉溶液無變化磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用第21頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

從上面進行的實驗我們看出進行實驗需要一定的條件，比如淀粉酶60℃左右最好。能不能設計一個實驗，來證明溫度會影響酶的活性？酶活性：酶對化學反應的催化效率。第22頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月探究溫度對淀粉酶活性的影響淀粉溶液實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論1號試管2號試管3號試管加入淀粉酶2滴，振蕩試管各加入2mL淀粉溶液藍色保持0℃冰水中反應約5min加熱至100℃，反應約5min加熱至60℃，反應約5min各加入兩滴碘液振蕩無明顯現(xiàn)象藍色只有在一定溫度下酶的催化效率最好本實驗設計合理嗎?第23頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月淀粉溶液1號試管2號試管3號試管實驗步驟一二三四五實驗現(xiàn)象結(jié)論各加入2mL淀粉溶液另取3支試管，分別加入等量淀粉酶溶液取1號試管和一支加有酶溶液的試管，放在60℃左右的水浴中加熱5min取2號試管和一支加有酶溶液的試管，在0℃冰水保持5min取3號試管和一支加有酶溶液的試管，放在100℃中水浴加熱5min給１、２、３號試管分別加入對應的淀粉酶溶液2滴，振蕩保溫5min３支試管各加入兩滴碘液，振蕩觀察。無明顯變化藍色藍色只有在適合的溫度下酶的催化效率最高第24頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

在最適宜溫度下，酶的活性最高，溫度偏高或偏低酶的活性都會明顯降低。較高的溫度容易使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性。在最適溫度的兩側(cè)，反應速率都比較低。

酶促反應速率最快時的環(huán)境溫度稱為該酶促反應的最適溫度。第25頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

實驗過程中先加酶再調(diào)控溫度同樣能說明溫度對酶活性的影響，正確嗎？改用斐林試劑檢測有可以嗎？為什么？錯誤，因為酶的催化效率高，加酶后再做變量（溫度）的調(diào)控，底物已經(jīng)被催化分解一部分了。不行，因為斐林試劑檢測過程中要加熱，而本實驗中的變量是溫度。第26頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月H2O2溶液1號試管2號試管3號試管實驗步驟一二三四現(xiàn)象結(jié)論探究pH對過氧化氫酶活性的影響加入過氧化氫酶2滴滴加2滴鹽酸滴加2滴蒸餾水滴加2滴NaOH試管各加入2mLH2O2溶液2—3min后將點燃的衛(wèi)生香分別放入試管中無明顯變化復燃無明顯變化只有在適合的pH下酶的催化效率最高第27頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

在最適宜PH下，酶的活性最高，PH偏高或偏低酶的活性都會明顯降低。在過酸過堿的條件下，都會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性。反應溶液pH會對酶的活性有影響。第28頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？

不同，過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；低溫使酶活性明顯下降，但在適宜溫度下其活性可以恢復。第29頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）溫度（2）PH值★影響酶促反應的因素：（3）酶的濃度（4）底物濃度（5）抑制劑和激活劑第30頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月低溫：抑制高溫：失活過酸：失活過堿：失活(1)溫度

過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；低溫使酶活性明顯下降，但在適宜溫度下其活性可以恢復。(2)pH第31頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月反應速率隨酶濃度的升高而加快。酶促反應速率酶的濃度(3)酶的濃度：酶的濃度(a)酶的濃度(2a)生成物的量時間第32頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月在一定濃度范圍內(nèi)，反應速率隨濃度的升高而加快，但達到一定濃度，反應速率不再變化。(a)酶促反應速率底物濃度酶量一定(2a)(4)底物濃度：生成物的量時間底物濃度(v)底物濃度(2v)第33頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月本節(jié)總結(jié)細胞代謝酶的作用酶的本質(zhì)酶的特性影響酶促反應的因素第34頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月習題鞏固下圖表示的是在最適溫度下，反應物濃度對酶所催化的化學反應速率的影響。ABC反應速率反應物濃度（1）請解釋在A、B、C三點時該化學反應的狀況。A點：隨著反應底物濃度的增加，反應速率加快。B點：反應速率在此時達到最高。C點：反應速率不再隨著反應底物濃度的增加而升高，維持在相對穩(wěn)定的水平。第35頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月習題鞏固下圖表示的是在最適溫度下，反應物濃度對酶所催化的化學反應速率的影響。ABC反應速率反應物濃度（2）如果在A點時溫度升高10℃，曲線會發(fā)生什么變化？為什么？請畫出變化后的曲線。

如果在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，反應速率都會變慢。第36頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月習題鞏固下圖表示的是在最適溫度下，反應物濃度對酶所催化的化學反應速率的影響。ABC反應速率反應物濃度（3）如果在B點時往反應混合物中加入少量同樣的酶，曲線會發(fā)生什么變化？為什么？請畫出相應的曲線。

該曲線表明，B點的反應底物的濃度足夠大，是酶的數(shù)量限制了反應速率的提高，這時加入少量的酶，會使反應速率加快。第37頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月1、胃蛋白酶的最適溫度為37℃，在測定其活性時，將溶液從0℃→37℃過程中，胃蛋白酶的活性將()；將溶液從100℃→37℃過程中，胃蛋白酶的活性將()。

A.不斷上升B.沒有變化C.先升后降D.不斷下降BA鞏固練習第38頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月2、為了認識酶作用的特性，以20％過氧化氫溶液為反應底物的一組實驗結(jié)果如下表所示。通過分析實驗結(jié)果，能夠得出相應的結(jié)論。在下列有關(guān)結(jié)論的描述中，從表中得不到實驗依據(jù)的一項是()方法觀察結(jié)果1常溫下自然分解氧氣泡少而小2常溫下加入Fe3＋氧氣泡稍多而小3常溫下加入鮮肝提取液氧氣泡極多而大4加入煮沸后冷卻的鮮肝提取液氧氣泡少而小B

A.從催化反應效率看，酶有高效性B.從催化底物范圍看，酶有專一性C.從催化反應條件看，酶有溫和性D.從催化活性看，酶變性后就失活第39頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月3.人在發(fā)高燒時，常常食欲大減，最根本的原因是（）A.所吃食物不能消化B.胃沒有排空C.體溫超過合適溫度，消化酶的活性下降D.吃藥使人沒有了胃口4.胃蛋白酶在進入小腸后就幾乎沒有了催化作用，主要原因是（）A.pH不適合B.胃中已經(jīng)起了消化作用，不能再起作用了C.被小腸中的物質(zhì)包裹起來，所以起不到催化作用D.小腸中沒有蛋白質(zhì)可被消化CA第40頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月5.在過氧氫酶和Fe3+的催化效率比較實驗中，把肝臟制成研磨液的目的是（雙選）（）Ａ．有利于過氧化氫酶的釋放Ｂ．保護過氧化氫酶Ｃ．提高過氧化氫酶的活性Ｄ．增大酶與反應底物的接觸機會AD第41頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月6.酶具有極強的催化功能，最根本的原因是（）①增加了反應物之間的接觸②降低了反應物分子的活化能③提高了反應物分子的活化能④降低了反應物分子的自由能⑤本身的數(shù)量和性質(zhì)不改變，可反復利用

A.①④B.②③C.④⑤D.②⑤D第42頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月7.20世紀80年代，T.R.Cech在研究四膜蟲時，發(fā)現(xiàn)其rRNA前體加工除去某些的過程中發(fā)生“剪接反應”，該反應是在僅有RNA沒有任何蛋白質(zhì)參與的情況下完成的。下列推論最合理的是（）Ａ．該反應不需要酶的催化Ｂ．四膜蟲體內(nèi)的這種RNA具有酶的特性Ｃ．所有蛋白質(zhì)和RNA都是酶Ｄ．有的DNA也可能是酶B第43頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月8.下列有關(guān)酶的敘述中，正確的結(jié)論有（）①產(chǎn)生酶的細胞都有分泌功能②酶的基本單位是氨基酸或核糖核苷酸③酶是生物催化劑④生長激素與呼吸酶可來自于同一個細胞⑤能降低化學反應的活化能A.①②③⑤B.①③⑤C.②③④⑤D.②③④C第44頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)束第45頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月科學探究的程序設計實驗提出問題作出假設進行實驗分析結(jié)果得出結(jié)論其中實驗是實施探究的重要方式。表達交流預測實驗結(jié)果第46頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月探究性實驗探究性實驗的實驗結(jié)果未知，實驗的操作步驟按實驗的假設進行設計。進行實驗前要預期（測）實驗結(jié)果，進行實驗后得到實驗結(jié)果，通過與預期實驗結(jié)果的比較，確定實驗假設是否成立，得到實驗結(jié)論。探究“光的有無對種子萌發(fā)的影響”第47頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月驗證性實驗的實驗結(jié)果已經(jīng)確定。進行實驗時若操作無誤，實驗結(jié)果應是已知且唯一的，題干一般要求對預期的結(jié)果做出解釋及得出實驗結(jié)論。驗證“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”驗證性實驗第48頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度：一般而言，溫度越高化學反應越快，但酶是蛋白質(zhì)，若溫度過高會發(fā)生變性而失去活性，因而酶促反應一般是隨著溫度升高反應加快，直至某一溫度活性達到最大，超過這一最適溫度，由于酶的變性，反應速度會迅速降低。

大多數(shù)酶，在30-40℃范圍內(nèi)顯示最高活性。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。高溫可導致酶失去活性，絕大多數(shù)酶在70℃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色。紅茶的情況正相反，是利用這些酶進行發(fā)酵來制備的。

第49頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月酶的名稱最適PH過氧化氫酶（肝）6.8唾液淀粉酶6.8脂肪酶8.3胰蛋白酶8.0~9.0胃蛋白酶1.5~2.2pH對酶活性的影響第50頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月Ⅳ、設計實驗：三、完成本實驗設計表：因變量無關(guān)變量用何種酶完成實驗如何檢測因變量如何設置對照實驗自變量其他變量溫度酶活性改變反應物的量、反應時間、酸堿度(pH)等淀粉酶淀粉酶在溫度改變時水解淀粉的作用減弱，可用碘液檢測淀粉的存在，檢測酶活性的強弱常溫為對照組第51頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月Ⅳ、設計實驗：三、完成本實驗設計表：因變量無關(guān)變量用何種酶完成實驗如何檢測因變量如何設置對照實驗自變量其他變量pH酶活性改變反應物的量、反應時間、溫度等過氧化氫酶過氧化氫酶在pH改變時水解過氧化氫的作用減弱，用帶火星的衛(wèi)生香復燃程度檢測單位時間內(nèi)氧氣的產(chǎn)生量pH=7為對照組第52頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月取三只大小相同的