降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

第五章細(xì)胞的能量供給和利用第1節(jié)降低反響活化能的酶1教學(xué)目標(biāo)：1、說明酶在細(xì)胞代謝中的作用、本質(zhì)和特性〔教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)〕2、通過閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索〞的資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷的探索和爭論中前進(jìn)的3、進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究，學(xué)會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設(shè)置對照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)〔教學(xué)難點(diǎn)〕21.這個實(shí)驗(yàn)要解決什么問題？閱讀并思考：問題探討:斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用〔課本P78〕2.是什么物質(zhì)使肉塊消失了？鳥類的胃是否只有物理性消化,沒有化學(xué)消化。胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。3.怎樣才能證明你的推測？3一、酶的作用及化學(xué)本質(zhì)細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反響。細(xì)胞在代謝中也會產(chǎn)生一些有害的物質(zhì)，如過氧化氫，幸好細(xì)胞中含有一種物質(zhì)，能將過氧化氫及時分解，變成水和氧氣。這種物質(zhì)就是過氧化氫酶。CCOOHHNR1R2OHHCNH2COHH+→R1CNH2C

HOCOOHCHNR2H氨基酸的脫水縮合4可不可以利用過氧化氫來探究酶的作用？過氧化氫在什么條件下可以分解？加熱、無機(jī)催化劑如何設(shè)計實(shí)驗(yàn)才能說明酶與其它過氧化氫分解方法的區(qū)別呢？通過比照不同條件下過氧化氫的分解速度設(shè)計實(shí)驗(yàn)時應(yīng)該注意什么問題？對照、等量原那么5步驟試管編號說明1234一二

結(jié)果結(jié)論比較過氧化氫在不同條件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明顯少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反響條件自變量因變量無關(guān)變量8滴大量復(fù)燃變量

H2O2

濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒6步驟試管編號說明1234一

H2O2濃度劑量二劑量結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結(jié)論比較過氧化氫在不同條件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明顯少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反響條件自變量因變量無關(guān)變量對照組實(shí)驗(yàn)組對照實(shí)驗(yàn)71思考：與1號試管相比，2號試管出現(xiàn)的不同現(xiàn)象是？這一現(xiàn)象說明什么？2號試管放出氣泡多。這一現(xiàn)象說明加熱能促進(jìn)過H2O2的分解，提高反響速率。2H2O22H2O+O2↑90°C水浴2比較過氧化氫在不同條件下的分解速率8433號和4號試管未加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么問題？FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的H2O2酶都能降低H2O2的活化能，加快H2O2分解的速率。2H2O22H2O+O2↑H2O2酶2H2O22H2O+O2↑FeCl3催化劑催化劑比較過氧化氫在不同條件下的分解速率9資料：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的新鮮肝臟研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+數(shù)大約是每滴研磨液中H2O2酶分子數(shù)的25萬倍。43相比3號和4號試管，哪支試管的反響速率快？這說明什么問題？4號試管的反響速率比3號試管快的多。說明過H2O2酶比Fe3+降低該反響活化能的能力更強(qiáng)，說明酶催化效率更高。比較過氧化氫在不同條件下的分解速率102H2O22H2O+O2↑能量常態(tài)分子活躍狀態(tài)（有利于化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行）活化能活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)化為容易發(fā)生化學(xué)反響的活潑狀態(tài)所需要的能量稱為活化能?；貞浬鲜鰧?shí)驗(yàn)，為什么加熱可以提高反響速度？1、酶催化作用本質(zhì)11加熱提高分子能量Fe3+降低活化能酶顯著降低活化能正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和的條件下快速進(jìn)行！1、酶催化作用本質(zhì)12酶降低化學(xué)反響活化能1、酶催化作用本質(zhì)132、關(guān)于酶本質(zhì)的探索⑴1857年，法國微生物學(xué)家巴斯德提出：釀酒中的發(fā)酵是由于

的存在，沒有

的參與，糖類不可能變成酒精?；罱湍讣?xì)胞活細(xì)胞酵母細(xì)胞死亡并裂解⑵德國化學(xué)家李比希堅(jiān)持認(rèn)為：引起發(fā)酵的是

但這些物質(zhì)只有在

后才能發(fā)揮作用。的某些物質(zhì)酵母細(xì)胞中⑶德國化學(xué)家畢西納得到，參加葡萄糖后變成酒，他將引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為。酵母細(xì)胞提取液釀酶14⑷美國科學(xué)家薩姆納用

作溶劑，得到

的結(jié)晶，這種結(jié)晶溶于水后能夠催化

分解成

，然后他用多種方法證明該物質(zhì)是

。丙酮

脲酶尿素

氨和二氧化碳蛋白質(zhì)⑸后來，科學(xué)家又相繼獲得

、

等許多酶的結(jié)晶，并證明這些酶都是

。胃蛋白酶胰蛋白酶蛋白質(zhì)RNA

⑹20世紀(jì)80年代,美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)

也具有生物催化功能。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有催化功能的有機(jī)物大多數(shù)為蛋白質(zhì),少數(shù)為RNA2、關(guān)于酶本質(zhì)的探索151、酶具有高效性3443少量肝臟研磨液說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率為什么4號試管的反響速率比3號試管快得多？二、酶的特性16酶的具有高效性事實(shí)上，酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的

倍。107

～1013酶的高效性保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反響的順利進(jìn)行和能量供給的穩(wěn)定意義：二、酶的特性17探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用淀粉和蔗糖都是非復(fù)原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解為麥芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解為葡萄糖和果糖。麥芽糖、葡萄糖、果糖均屬復(fù)原性糖。復(fù)原性糖能夠與斐林試劑發(fā)生氧化復(fù)原反響，生成磚紅色的沉淀。

現(xiàn)在給你淀粉酶溶液，要觀察淀粉酶能催化哪種糖水解，應(yīng)該如何設(shè)計這個實(shí)驗(yàn)？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？2、酶具有專一性18淀粉溶液蔗糖溶液實(shí)驗(yàn)步驟一二三現(xiàn)象結(jié)論參加淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反響5min2號試管中參加2mL蔗糖溶液參加斐林試劑振蕩約60℃水浴2min1號試管中參加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19每一種酶只能催化化學(xué)反響。細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行，與酶的

是分不開的。

2、酶具有專一性一種或一類4000專一性目前發(fā)現(xiàn)的酶有多種,它們分別催化不同的化學(xué)反響。二、酶的特性203.酶需要適宜的條件(1).溫度對酶活性的影響原理：設(shè)計思路：結(jié)果分析及結(jié)論：淀粉麥芽糖淀粉酶碘液碘液變藍(lán)不變藍(lán)根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺可判斷酶的活性溫度30405060708090操作現(xiàn)象到達(dá)相應(yīng)的溫度后，在一定量的淀粉溶液中參加適量酶，相應(yīng)溫度下保溫一段時間后滴加碘液藍(lán)色越深說明酶的活性越低看溶液是否變藍(lán)及其深淺二、酶的特性21在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較較高的溫度容易使酶的遭到破壞而失去。每種酶都有自己的低活性最適溫度空間結(jié)構(gòu)動物體內(nèi)的酶最適溫度在35-40度之間，植物的是40-50度，低溫會降低酶活性，高溫可使酶完全失活。3.酶需要適宜的條件22(2).PH對酶活性的影響原理：設(shè)計思路：結(jié)果分析及結(jié)論：PH3456789操作現(xiàn)象分別參加等量的3%的H2O2溶液,用鹽酸或NaOH溶液調(diào)整PH后分別滴加等量的新鮮肝臟研磨液.H2O2在過氧化酶催化下分解產(chǎn)生氧氣會形成氣泡觀察氣泡的多少或是用帶火星的木條氣泡越多或使木條燃燒越旺那么酶活性越高3.酶需要適宜的條件23過氧化氫酶在最適合的pH下，酶的活性

最高空間結(jié)構(gòu)在過酸過堿的條件下，都會使酶的遭到破壞而失去?；钚詣游矬w內(nèi)的酶最適PH在6.5-8之間(胃蛋白酶例外是1.5，植物的在4.5-6.5之間，過酸過堿都會使酶完全失活。3.酶需要適宜的條件24

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(fù)。25思考：1.課本建議用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響，用過氧化氫酶探究pH對酶活性的影響，為什么？因?yàn)闇囟葘Φ矸勖富钚缘挠绊戄^大，pH對過氧化氫酶的影響較大。這樣做實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象才明顯。2.在測定淀粉酶的專一性時，為什么要用到蔗糖溶液？設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)。26★影響酶促反響速率的因素：1、溫度3、酶的濃度：反響速率隨酶濃度的升高而加快。4、底物濃度：在一定濃度范圍內(nèi)，反響速率隨濃度的升高而加快，但達(dá)到一定濃度，反響速率不再變化酶促反應(yīng)速率酶的濃度酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定2、pH5.激活劑和抑制劑底物充足相關(guān)拓展：271.通過以上實(shí)驗(yàn)總結(jié)生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計應(yīng)遵循的一般原那么.小結(jié)：2.酶和一般催化劑的比較.對照原那么單一變量原那么(自變量,因變量,無關(guān)變量)共性酶的特點(diǎn)用量少而催化效率高反響前后其性質(zhì)和數(shù)量均不發(fā)生變化可降低反響的活化能高效性專一性在溫和的條件下發(fā)揮作用281.將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量水混合裝入一容器內(nèi)，〔pH值為2.0〕，保存于37℃的水浴鍋內(nèi)。過一段時間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)是()A．淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B．唾液淀粉酶、麥芽糖、胃蛋白酶、多肽、水C．唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D．唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水A課堂反響：292.圖中能正確反映某種動物消化酶的催化反響速度與溫度之間關(guān)系的曲線是()②課堂反響：303.以下有關(guān)酶的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是〔〕①是有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的②有的從食物中獲得，有的從體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來③但凡活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶④絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)⑤有的酶是蛋白質(zhì)，有的是固醇⑥酶在代謝中有多種功能⑦在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)控作用⑧酶只是起催化作用⑨酶只在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用A.①②⑤ B.③⑦⑨ C.③④⑧ D.④⑤⑥C課堂反響：314.用加酶洗衣粉洗衣服時，〔〕水洗衣效果好。A.熱B.溫C.冷B5.人患感冒發(fā)