降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

1、 第第5章章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第一節(jié)第一節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 COCO2 2+H+H2 2O O （CHCH2 2O) +OO) +O2 2光能光能 酶酶 C C6 6H H1212O O6 6+ +6H6H2 2O O+ +O O2 2 6CO 6CO2 2+ +12H12H2 2O O+ +能量能量氧氣氧氣酶酶 氨基酸氨基酸 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)酶酶縮合脫水縮合脫水細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)稱。的統(tǒng)稱。一酶的作用和本質(zhì)一酶的作用和本質(zhì)葉綠體葉綠體線粒體線粒體核糖體核糖體一、酶在細(xì)胞代謝中的作用一、酶在

2、細(xì)胞代謝中的作用2 H2 H2 2OO2 2 2 2 H2 2O + O2 21 1、常溫下反應(yīng)、常溫下反應(yīng)2 2、加熱、加熱3 3、FeFe3+3+做催化劑做催化劑4 4、過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化氫酶雞肝研磨液（過(guò)氧化氫酶）雞肝研磨液（過(guò)氧化氫酶）加入試管直接觀察加入試管直接觀察酒精燈加熱酒精燈加熱滴加滴加FeCl3溶液溶液1 1 細(xì)胞代謝是生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，但代謝過(guò)程中細(xì)胞代謝是生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，但代謝過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，如也會(huì)產(chǎn)生對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，如過(guò)氧化氫過(guò)氧化氫。 體內(nèi)過(guò)氧化氫過(guò)多會(huì)導(dǎo)致皮膚發(fā)黃，毛發(fā)變體內(nèi)過(guò)氧化氫過(guò)多會(huì)導(dǎo)致皮膚發(fā)黃，毛發(fā)變白白 ，會(huì)加速人體衰老，損害細(xì)胞。，會(huì)加速

3、人體衰老，損害細(xì)胞。 細(xì)胞中的細(xì)胞中的過(guò)氧化氫酶能將過(guò)氧化氫及時(shí)分解過(guò)氧化氫酶能將過(guò)氧化氫及時(shí)分解. .過(guò)氧化氫酶在過(guò)氧化氫酶在肝臟肝臟里含量較多。里含量較多。資料：資料： 比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫常溫90FeCl3肝臟研肝臟研磨液磨液2 2滴滴不明顯不明顯少量少量較多較多大量大量不復(fù)燃不復(fù)燃 不復(fù)燃不復(fù)燃變亮變亮復(fù)燃復(fù)燃過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率不過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣一樣反應(yīng)條件反應(yīng)條件自變量自變量因變量因變量無(wú)關(guān)變量無(wú)關(guān)變量變量變量 2 22 2 濃度濃度劑量劑量劑量劑量氣泡產(chǎn)生氣泡

4、產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒衛(wèi)生香燃燒對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照組對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組 實(shí)驗(yàn)前帶火星衛(wèi)生香 實(shí)驗(yàn)后1 1、與、與1 1號(hào)試管相比，號(hào)試管相比，2 2號(hào)試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說(shuō)號(hào)試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說(shuō)明了什么？明了什么？2 2、在細(xì)胞內(nèi)，能通過(guò)加熱來(lái)提高反應(yīng)速率嗎？、在細(xì)胞內(nèi)，能通過(guò)加熱來(lái)提高反應(yīng)速率嗎？3 3、3 3號(hào)和號(hào)和4 4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說(shuō)明什么？號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說(shuō)明什么？4 4、3 3號(hào)與號(hào)與4 4號(hào)相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說(shuō)明什么？為號(hào)相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說(shuō)明什么？為什么說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)

5、重要？什么說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？加熱能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解加熱能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解, ,提高反應(yīng)速率提高反應(yīng)速率FeCl3中中Fe3+和豬肝研磨液的過(guò)氧化氫酶都能加快和豬肝研磨液的過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫分解的速率過(guò)氧化氫分解的速率4號(hào)試管的反應(yīng)速率比號(hào)試管的反應(yīng)速率比3號(hào)試管快得多。說(shuō)明號(hào)試管快得多。說(shuō)明過(guò)氧化氫酶比過(guò)氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多的催化效率高得多。細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行成百上千的。細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行成百上千的化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng), 需要在需要在常溫、常壓常溫、常壓下下高效率高效率地進(jìn)行，只有酶能夠滿地進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)

6、化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)足這樣的要求，所以說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。重要。變量：變量：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以變化的因素。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以變化的因素。自變量自變量：因變量因變量：人為改變的變量。人為改變的變量。隨著自變量的變化而變化的變量。隨著自變量的變化而變化的變量。無(wú)關(guān)變量：無(wú)關(guān)變量：對(duì)照實(shí)驗(yàn)：對(duì)照實(shí)驗(yàn)：除了一個(gè)因素以外，其余因除了一個(gè)因素以外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)。素都保持不變的實(shí)驗(yàn)。對(duì)照組對(duì)照組：實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組：除自變量以外，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能還除自變量以外，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能還會(huì)存在一些可變因素，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)存在一些可變因素，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，造成影響，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則: :對(duì)

7、照原則對(duì)照原則 單一變量原則單一變量原則 分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：為過(guò)氧化氫分子提供為過(guò)氧化氫分子提供能量能量降低降低化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)的活化能活化能顯著降低顯著降低化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)的活化能活化能abc如圖abc中，代表正常條件下分子活化能是 ，代表酶促反應(yīng)所需活化能是 ；代表酶所降低的活化能的是 。Cba一、酶在細(xì)胞代謝中的作用 正是由于正是由于酶酶的的催化作用催化作用，細(xì)胞代謝才，細(xì)胞代謝才能在能在溫和溫和的條件下快速進(jìn)行。的條件下快速進(jìn)行。？酶的本質(zhì)酶的本質(zhì)巴斯德之前巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)

8、無(wú)關(guān)發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)巴斯德巴斯德(微生物學(xué)家）微生物學(xué)家）發(fā)酵與發(fā)酵與活細(xì)胞活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)有關(guān)，發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物細(xì)胞中的某些物質(zhì)質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納畢希納酵母細(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)起催化繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣薩姆納薩姆納酶是酶是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)李比希李比希（化學(xué)家）（化學(xué)家）切赫、奧特曼切赫、奧特曼

9、少數(shù)少數(shù)RNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能二、酶本質(zhì)的探索酶是酶是活細(xì)胞活細(xì)胞產(chǎn)生產(chǎn)生的具有的具有生物催化作用生物催化作用的的有機(jī)物有機(jī)物。其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNARNA。酶的來(lái)源酶的來(lái)源酶的功能酶的功能酶的化學(xué)成分酶的化學(xué)成分酶是酶是活細(xì)胞活細(xì)胞產(chǎn)生的，只能在活細(xì)胞中發(fā)揮作用嗎？產(chǎn)生的，只能在活細(xì)胞中發(fā)揮作用嗎？酶在細(xì)胞內(nèi)外都能發(fā)揮作用酶在細(xì)胞內(nèi)外都能發(fā)揮作用化學(xué)本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)合成原料合成原料合成場(chǎng)所合成場(chǎng)所來(lái)源來(lái)源生理功能生理功能作用原理作用原理多數(shù)蛋白質(zhì)少數(shù)RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體細(xì)胞核（真核生物）活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶生物催化作用顯著降低化

10、學(xué)反應(yīng)的活化能酶與無(wú)機(jī)催化劑的相同點(diǎn)1改變反應(yīng)速度，本身不被消耗。2只能催化能發(fā)生的反應(yīng)。3加快反應(yīng)速度，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，但不能 改變平衡點(diǎn)。 酶的催化作用圖解酶的催化作用圖解底物底物酶酶降解反應(yīng)降解反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)物思考思考1：酶的催化效率是如此的高效，那么酶是：酶的催化效率是如此的高效，那么酶是不是就是萬(wàn)能的了？就一種酶是不是就可以催不是就是萬(wàn)能的了？就一種酶是不是就可以催化所有的化學(xué)反應(yīng)了呢？化所有的化學(xué)反應(yīng)了呢？思考思考2：口腔里有唾液淀粉酶，為什么塞進(jìn)牙縫：口腔里有唾液淀粉酶，為什么塞進(jìn)牙縫里的肉絲兩天后還沒(méi)被消化里的肉絲兩天后還沒(méi)被消化?原來(lái)酶還有原來(lái)酶還有專一性專一性我們知道口腔溫

11、度和體溫差不多，而當(dāng)我們知道口腔溫度和體溫差不多，而當(dāng)我們口腔中的唾液淀粉酶進(jìn)入胃中以后，我們口腔中的唾液淀粉酶進(jìn)入胃中以后，卻發(fā)現(xiàn)，唾液不再具有催化淀粉分解的卻發(fā)現(xiàn)，唾液不再具有催化淀粉分解的功能，你能給出合理的解釋嗎？功能，你能給出合理的解釋嗎？唾液的唾液的PH為為6.27.4,胃液的胃液的PH為為0.91.5PH值值也可影響也可影響酶的活性酶的活性4 影響酶活性的因素4.1 PH曲線分析： 在在一定一定PH內(nèi)，化內(nèi)，化學(xué)反應(yīng)速度學(xué)反應(yīng)速度隨著隨著PH的的升高而加快升高而加快。在。在最適最適PH下酶的活性最高，下酶的活性最高，超過(guò)最適超過(guò)最適PH酶的活性酶的活性降低降低，過(guò)酸或過(guò)堿酶，過(guò)酸

12、或過(guò)堿酶失活失活 我們知道人發(fā)高燒時(shí)都會(huì)胃口不好，不我們知道人發(fā)高燒時(shí)都會(huì)胃口不好，不想吃東西，渾身乏力，你能給出合理的想吃東西，渾身乏力，你能給出合理的解釋嗎？解釋嗎？溫度也可影響酶的活性溫度也可影響酶的活性4 影響酶活性的因素曲線分析： 在在一定溫度一定溫度內(nèi)，化內(nèi)，化學(xué)反應(yīng)速度學(xué)反應(yīng)速度隨著溫度隨著溫度的升高而加快的升高而加快。在。在最最適溫度適溫度下酶的活性下酶的活性最最高高，溫度升高溫度升高酶的活酶的活性性降低降低。高溫使酶失。高溫使酶失活，低溫不會(huì)使酶失活，低溫不會(huì)使酶失活。只是活性受到抑活。只是活性受到抑制。制。 4.2 溫度圖5-4 酶活性受溫度影響示意圖最適溫度溫度酶的特性1

13、高效性2專一性3需要溫和的條件（過(guò)酸，過(guò)堿或高溫都會(huì)使酶失活；低溫會(huì)抑制酶的活性）用淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響1 取試管A1 A 2 A3 A4 A5 分別裝2ml可溶性淀粉。取試管B1 B2 B3 B4 B5分別裝1ml的淀粉酶溶液。2 取5個(gè)燒杯分別裝 20 40 60 80 100度的水。3 把 A1 B1分別放在0度的水中保持5分鐘，其余4組放在其它 溫度的水中保持5分鐘。4 把B1淀粉酶溶液倒進(jìn)A1可溶性淀粉中，震蕩后保持該溫度 5分鐘，其它組類似。5 分別向A1 A 2 A3 A4 A5 中加碘液并觀察記錄顏色變化。 問(wèn)題1 能否先把酶放進(jìn)底物再放進(jìn)不同溫度的水中? 2能否用過(guò)氧

14、化氫酶探究溫度對(duì)酶活性的影響? 3本實(shí)驗(yàn)?zāi)苡渺沉衷噭╄b定嗎?用過(guò)氧化氫酶探究PH對(duì)酶活性的影響1 取試管A1 A 2 A3 A4 A5 分別裝2ml過(guò)氧化氫。2 取試管B1 B2B3 B4 B5分別裝1ml的過(guò)氧化氫酶。然后 把這些酶用 CL或氫氧化鈉分別調(diào)成 PH分別為3 5 7 9 113 把B1中的酶倒入A1過(guò)氧化氫中，其它類似。4 比較各試管中氣體的產(chǎn)生速率。 問(wèn)題 用淀粉酶探究PH對(duì)酶活性的影響時(shí)不能用碘液來(lái)鑒定可用斐林試劑鑒定。為什么？ 碘液會(huì)和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)。1.酶的基本組成單位是（酶的基本組成單位是（ ） A.氨基酸氨基酸 B.核苷酸核苷酸 C.核糖核苷酸核糖核苷酸 D.A或

15、或C練習(xí)練習(xí)D2.下列關(guān)于酶的敘述，正確的是下列關(guān)于酶的敘述，正確的是()A酶提供化學(xué)反應(yīng)所必需的能量酶提供化學(xué)反應(yīng)所必需的能量B酶既可來(lái)自食物，也可來(lái)自體內(nèi)物質(zhì)的酶既可來(lái)自食物，也可來(lái)自體內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化C酶只能催化細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)酶只能催化細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)D絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNAD3.3.下列對(duì)下列對(duì)“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，正確的是：（實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，正確的是：（ ）A A、在過(guò)氧化氫酶的作用下，過(guò)氧化氫分解最快，、在過(guò)氧化氫酶的作用下，過(guò)氧化氫分解最快，是因?yàn)槭且驗(yàn)?020的肝臟研磨液的濃度高于的肝臟研磨液的濃度高于 3.5 3.5的的FeCl3FeCl3溶液溶液B B、3.53.5的的FeCl3FeCl3對(duì)過(guò)氧化氫分解速率慢是因?yàn)槠鋵?duì)過(guò)氧化氫分解速率慢是因?yàn)槠浞肿幽枬舛冗^(guò)高，影響了活性的正常發(fā)揮分子摩爾濃度過(guò)高，影響了活性的正常發(fā)揮C C、肝臟研磨液中過(guò)氧化氫分解速率快，是因?yàn)槊浮⒏闻K研磨液中過(guò)氧化氫分解速率快，是因?yàn)槊傅拇呋时纫话銦o(wú)機(jī)催化劑催