高中生物必修一-5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

第1節(jié)降低化學(xué)反響活化能的酶一酶的作用和本質(zhì)第5章細(xì)胞的能量供給和利用斯帕蘭札尼的實(shí)驗(yàn)討論：1、這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問題？2、據(jù)現(xiàn)象推測(cè)是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3、怎樣才能證明你的推測(cè)？鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學(xué)性消化是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解了〔一〕細(xì)胞代謝細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反響，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。CCOOHHNR1R2OHHCNH2COHH+→R1CNH2CHOCOOHCHNR2H一酶的作用和本質(zhì)

〔二〕酶在細(xì)胞代謝中的作用

2H2O2

→2H2O+O21、常溫下反響2、加熱3、Fe3+做催化劑4、過氧化氫酶豬肝研磨液加入試管直接觀察酒精燈水浴加熱滴加FeCl3溶液〔一〕細(xì)胞代謝步驟試管編號(hào)

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)變量步驟試管編號(hào)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(duì)照組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照實(shí)驗(yàn)變量：實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素。自變量：因變量：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：人為改變的變量。隨著自變量的變化而變化的變量。無關(guān)變量：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反響的活潑狀態(tài)所需要的能量稱為活化能催化劑降低了反響物分子活化時(shí)所需的能量非催化反響和酶催化反響活化能的比較

Ea，活化能；ΔG，自由能變化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。各條件使反響加快的本質(zhì)：加熱：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化學(xué)反響的活化能更顯著地降低化學(xué)反響的活化能〔二〕酶在細(xì)胞代謝中的作用

〔一〕細(xì)胞代謝〔三〕酶的本質(zhì)討論：1、巴斯德和李比希的觀點(diǎn)各是什么？有什么積極意義？各有什么局限性？2、巴斯德和李比希出現(xiàn)爭(zhēng)論的原因是什么？這一爭(zhēng)論對(duì)后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？畢希納實(shí)驗(yàn)3、從畢希納實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？4、薩姆納研究哪種酶？你認(rèn)為他成功的主要原因是什么？5、切赫和奧特曼有什么新發(fā)現(xiàn)？6、酶的本質(zhì)是什么？巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反響，與生命活動(dòng)無關(guān)巴斯德發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)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

酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA。降低化學(xué)反響活化能的酶二酶的特性復(fù)習(xí)：1、人體細(xì)胞內(nèi)時(shí)刻進(jìn)行上百萬次的化學(xué)反響，這些化學(xué)反響在常溫常壓下為何能如此快速、高效、有序、順利進(jìn)行的呢？酶2、化學(xué)反響需要提供能量，使參加化學(xué)反響的分子從常態(tài)變?yōu)榛顫姞顟B(tài)，那么酶是否提供了能量而加快了反響速率呢？降低化學(xué)反應(yīng)活化能3、酶的本質(zhì)？

酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化能力的有機(jī)物無機(jī)催化劑和酶都可以降低化學(xué)反響的活化能，都可以提高化學(xué)反響速率，那么哪個(gè)作用更顯著呢？如何用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證？請(qǐng)大家回憶上節(jié)課H2O2在不同條件下的分解的實(shí)驗(yàn)！實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原那么：①對(duì)照原那么②單一變量(單因子〕原那么友情提示3443少量肝臟研磨液說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率(活性)高得多。比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率為什么4號(hào)試管的反響速率比3號(hào)試管快得多？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。

酶具有高效性的意義：上述實(shí)驗(yàn)說明了：一、酶具有高效性你能用其他更簡(jiǎn)捷的方法來驗(yàn)證酶的高效性嗎？

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?gòu)?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(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用淀粉溶液蔗糖溶液實(shí)驗(yàn)步驟一二三實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論分別參加淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反響5min2號(hào)試管中參加2mL蔗糖溶液參加斐林試劑振蕩約60℃水浴2min1號(hào)試管中參加2mL淀粉溶液藍(lán)色無變化棕色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(duì)淀粉和蔗糖的水解作用每一種酶只能催化化學(xué)反響。細(xì)胞代謝能夠有條不紊，互不干擾地進(jìn)行，與酶的

是分不開的。

二、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。一、酶具有高效性淀粉溶液蔗糖溶液實(shí)驗(yàn)步驟一二三分別參加淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反響5min2號(hào)試管中參加2mL蔗糖溶液參加斐林試劑振蕩約60℃水浴2min1號(hào)試管中參加2mL淀粉溶液探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用從上面進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)我們看出進(jìn)行實(shí)驗(yàn)需要比較溫和的條件，比方淀粉酶在60℃左右最好。能不能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來證明溫度會(huì)影響酶的催化效率〔活性〕？又該你動(dòng)腦筋了！問題聚焦1、選擇淀粉酶還是H2O2酶作為實(shí)驗(yàn)材料？三組，高溫，低溫和常溫！2、我要設(shè)計(jì)幾組實(shí)驗(yàn)？選擇幾個(gè)溫度？淀粉酶。因?yàn)镠2O2受溫度影響也會(huì)分解3、觀察指標(biāo)怎么確定，選擇什么樣的鑒定試劑？碘液，看是否變藍(lán)序號(hào)項(xiàng)目試管1231α－淀粉溶液1ml2ml1ml2淀粉酶1ml1ml1ml3溫度60℃沸水冰水4碘液1－2滴1－2滴1－2滴5實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以上設(shè)計(jì)有兩點(diǎn)錯(cuò)誤:

一是參加的可溶性淀粉溶液沒有遵循等量原那么;

二是試劑參加的順序錯(cuò)誤2、3步應(yīng)互換。以上設(shè)計(jì)是否有錯(cuò)誤？1號(hào)試管淀粉溶液實(shí)驗(yàn)步驟一二三四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論2號(hào)試管3號(hào)試管參加淀粉酶2滴，振蕩試管各參加2mL淀粉溶液藍(lán)色保持0℃冰水中約5min加熱至100℃，

約5min加熱至60℃，約5min各參加兩滴碘液振蕩無明顯現(xiàn)象只有在一定溫度下酶的催化效率最好藍(lán)色探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響

除了注意對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，還要注意實(shí)驗(yàn)的順序，如果有時(shí)間，實(shí)驗(yàn)組可等梯度多做幾組，得出的結(jié)果更準(zhǔn)確。

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，蛋白質(zhì)變性，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(dòng)物：35---40攝氏度植物40--50攝氏度細(xì)菌、真菌差異較大在適宜的條件下將肉塊和蛋白酶放到一起疑問：60℃時(shí)，為什么肉塊長(zhǎng)時(shí)間不能被分解？如何找到酶活性最高時(shí)的溫度？通過以上實(shí)驗(yàn)可以知道，酶在最適溫度下，

活性最高。那么PH值不同，對(duì)酶的活性有沒有影響呢？你要?jiǎng)幽X筋了！設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來探究pH會(huì)影響酶的催化效率〔活性〕？以上設(shè)計(jì)缺少對(duì)照組。

以上設(shè)計(jì)是否科學(xué)？序號(hào)項(xiàng)目試管121α－淀粉酶溶液1ml1ml2PHNaOH1mlHcl1ml3可溶性淀粉溶液2ml2ml4溫度60℃60℃5斐林試劑2ml2ml6實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1號(hào)試管過氧化氫溶液實(shí)驗(yàn)步驟一二三四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論2號(hào)試管3號(hào)試管參加過氧化氫酶2滴，振蕩2—3min試管各參加2mL過氧化氫溶液無明顯變化pH＝7pH=12pH＝2將帶火星的衛(wèi)生香分別放入試管中在適合的pH下酶的催化效率好復(fù)燃無明顯變化探究pH對(duì)過氧化氫酶活性的影響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(huì)使酶的遭到破壞,蛋白質(zhì)變性，酶去