降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

1、第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶細(xì)胞的能量通貨ATPATP的主要來(lái)源細(xì)胞呼吸能量之源光與光合作用第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶本節(jié)聚集：1.細(xì)胞代謝為什么離不開(kāi)酶？2.酶是什么？3.科學(xué)家是怎樣研究酶的本質(zhì)的？問(wèn)題探討討論：1.1783年斯巴蘭讓尼的實(shí)驗(yàn)要解決什么問(wèn)題？2.是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的推測(cè)？一、酶的作用和本質(zhì)： 1.酶在細(xì)胞代謝中的作用：用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明酶的催化效率：2 H2O2 2 H2O + O21.常溫 2.加熱 3.FeCl3 4.加肝液說(shuō)明：1、加熱能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率；2、FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過(guò)氧化氫酶

2、都能加快過(guò)氧化氫分解的速率；3、過(guò)氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多； 細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行著成千上萬(wàn)種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效率地進(jìn)行，只有酶能夠滿(mǎn)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。酶憑什么能擔(dān)此大任？提高化學(xué)反應(yīng)速率的途徑：(1) 用加熱或光照給反應(yīng)體系提供能量。(2) 使用催化劑。 那么，為什么使用催化劑可以提高反應(yīng)速率呢？思考：1mol H2O2由常態(tài)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)時(shí)需要吸收75 KJ的熱量，這75 KJ就是每mol H2O2的活化能。但加入過(guò)氧化氫酶時(shí)，H2O2只要吸收29 KJ的熱量就可以轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)。少了的46 KJ的熱量是不是

3、由過(guò)氧化氫酶提供的呢？如果不是由過(guò)氧化氫提供的，那么如何解釋為何少了46 KJ的熱量呢？活化能： 在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系中，反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，反應(yīng)物分子的平均能量水平較低，為“初態(tài)”。在反應(yīng)的任何一瞬間反應(yīng)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(chēng)為“活化能” 在一定溫度下，1mol反應(yīng)底物全部進(jìn)入活化態(tài)所需要的自由能就是該反應(yīng)底物的活化能。單位J/mol 酶和一般催化劑的作用就是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，從而使活化分子數(shù)增多，反應(yīng)速度加快。酶的催化機(jī)理是降低活化能分子初態(tài)活化能活躍狀態(tài)2.作用機(jī)理：討論：1、巴斯德他李比希的觀(guān)點(diǎn)，各有什么積極意義？各有什么局限？2、他們之間的爭(zhēng)

4、論對(duì)于后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？3、從畢希納的實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？4、薩姆納歷時(shí)9年證明脲酶是蛋白質(zhì)，并獲諾貝爾獎(jiǎng)。你認(rèn)為他成功的原因是什么？5、請(qǐng)給酶下一個(gè)完整的定義。1.巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)是合理的，但是認(rèn)為發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用是不正確的；李比希認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)是合理的，但是認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確的。2. 巴斯德是微生物學(xué)家，特別強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的作用；李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)的角度考慮問(wèn)題。他們的爭(zhēng)論促使后人把對(duì)酶的研究的目標(biāo)集中在他們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)上，使科學(xué)研究更加有的放矢。3.畢希納的實(shí)驗(yàn)

5、說(shuō)明，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。4.薩姆納歷時(shí)9年用正確的科學(xué)方法，堅(jiān)持不懈、百折不撓的科學(xué)精神，將酶提純出來(lái)。成功屬于不畏艱苦的人。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)。正由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速進(jìn)行。相同點(diǎn)：改變化學(xué)反應(yīng)速率，本身不被消耗。加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡的時(shí)間，但不改變平衡點(diǎn)。降低活化能，使速率加快。酶的催化作用和無(wú)機(jī)催化劑的比較 酶所催化的反應(yīng)叫酶促反應(yīng)。酶促反應(yīng)中被酶作用的物質(zhì)叫做底物，經(jīng)反應(yīng)生產(chǎn)的物質(zhì)叫做產(chǎn)物。酶的特性 高效性：催化效率很高，大大提高反應(yīng)速率 專(zhuān)一性：任何一種酶只作用于一種或幾種相關(guān)的化合物 多樣性：種類(lèi)繁多 易變性：容易被高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等破壞 反應(yīng)條件較溫和：探究：影響酶活性的條件實(shí)驗(yàn)材料： 2淀粉酶溶液、20肝臟研磨液、3可溶性淀粉溶液、體積分?jǐn)?shù)為30的過(guò)氧化氫溶液、5 HCl、5 NaOH、熱水、蒸餾水、冰塊、碘液、斐林試劑實(shí)