降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶整節(jié)

關(guān)于降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶整節(jié)第1頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六什么是能量？很抽象，看不見，摸不著，它要以物質(zhì)作為載體，能量變化伴隨著物質(zhì)變化。第2頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六細(xì)胞中每時(shí)每刻都在進(jìn)行著的化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞代謝第3頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六

CO2+H2O

有機(jī)物

+O2光能葉綠體:

氨基酸

多肽(蛋白質(zhì)）脫水縮合核糖體：線粒體:有機(jī)物

+O2

CO2+H2O+能量酶酶酶細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)的環(huán)境條件：條件溫和:常溫常壓，酸堿度適中，有適合的生物催化劑————酶（儲存能量）（儲存能量）（釋放能量）第4頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六

第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

酶的作用和本質(zhì)第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

2酶的特性第5頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六（一）酶的發(fā)現(xiàn)和本質(zhì)第6頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六第7頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六第8頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六1、這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問題？為何要將肉放在金屬籠子里？2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3、怎樣才能證明你的推測？問題探討鳥類的胃中是否只有物理消化，無化學(xué)消化。胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，體外是否能將肉分解。胃內(nèi)起消化作用的物質(zhì)主要是什么？第9頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六

對于細(xì)胞來說，能量的獲得和利用都必須通過化學(xué)反應(yīng)，細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)。細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)大都需要在一種特殊的催化劑—酶的催化下才能順利地進(jìn)行，因此，細(xì)胞代謝實(shí)質(zhì)上是細(xì)胞內(nèi)高度有序的酶促反應(yīng)的總稱。那么，細(xì)胞代謝中起關(guān)鍵作用的酶是怎樣的物質(zhì)呢？一、酶的作用和本質(zhì)第10頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六過氧化氫可以分解產(chǎn)生水和氧氣以過氧化氫為例探討酶在細(xì)胞代謝中的作用

過氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)第11頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六實(shí)驗(yàn)原理（1）新鮮豬肝或蘿卜細(xì)胞等活細(xì)胞中均含有過氧化氫酶，F(xiàn)eCl3是一種無機(jī)催化劑，他們都可以催化過氧化氫分解成水和氧.分別用一定數(shù)量的過氧化氫酶和FeCl3催化過氧化氫分解成水和氧，可以比較兩者催化效率。（2）經(jīng)計(jì)算，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的氯化鐵溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液做實(shí)驗(yàn)，每滴氯化鐵溶液中的FeCl3數(shù)，大約是每滴研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。第12頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六酶在細(xì)胞代謝中的作用:

閱讀教材78頁,回答相關(guān)問題(1)實(shí)驗(yàn)中比較過氧化氫在不同條件下的分解,這里的”不同條件”指哪些?(2)為什么要設(shè)計(jì)四組實(shí)驗(yàn),1號組有什么作用?(3)實(shí)驗(yàn)變量(自變量).反應(yīng)變量(因變量).無關(guān)變量各是什么?第13頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六比較過氧化氫在不同條件下的分解試管編號1234每支試管加過氧化氫溶液90℃水浴滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝臟研磨液不處理結(jié)果第二步第一步2ml實(shí)驗(yàn)步驟第14頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六實(shí)驗(yàn)試管編號1234第一步第二步2-3min后，將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香分別放入試管上方，觀察衛(wèi)生香燃燒情況。每支試管加2ml過氧化氫溶液90℃水浴滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝臟研磨液空白1min分鐘后，將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香放在液面的上方檢驗(yàn)方法結(jié)果預(yù)測第15頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六步驟試管編號說明1234一二

觀察結(jié)論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液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過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快反應(yīng)條件自變量因變量無關(guān)變量變量

H2O2

濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生帶火星的衛(wèi)生香對照實(shí)驗(yàn)對照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)步驟：第16頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六2號試管為什么能產(chǎn)生氣泡？加熱提供了使H2O2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，使H2O2分解為水和O2?；罨埽悍肿訌某B(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。第17頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六·3號和4號試管相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說明什么？結(jié)論：同無機(jī)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！第18頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六兩支試管的唯一區(qū)別是催化劑不同，如果兩試管的溫度也不同，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響嗎？第19頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六第20頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六討論:1.與1號試管相比,2號出現(xiàn)不同的現(xiàn)象?這一現(xiàn)象說明什么?2.在細(xì)胞內(nèi)能通過加熱提高反應(yīng)速率嗎?3.3號和4號未經(jīng)加熱,也有大量氣泡產(chǎn)生,這說明什么?4.3號與4號相比,4號試管中的反應(yīng)速率快?這說明什么?為什么說酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)順利進(jìn)行至關(guān)重要?第21頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六1、2號試管放出的氣泡多。這一現(xiàn)象說明加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速度。2、不能3、說明三氯化鐵中的鐵離子和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫的分解速度4、4號度管的反應(yīng)速度比3號試管快得多。說明過氧化氫酶比鐵離子的催化速度高得多。細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行著成千上萬種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)都要在常溫常壓下高效率地進(jìn)行，只有酶能滿足這樣的要求，所以說酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。第22頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六

實(shí)驗(yàn)過程的理論分析：控制變量名稱

內(nèi)容及舉例

作用

自變量

實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素稱為變量。其中人為改變的變量稱為自變量。上述實(shí)驗(yàn)中的氯化鐵溶液和肝臟研磨液，都屬自變量。

針對實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_立的可行性措施，通過自變量直接達(dá)到預(yù)期效果。

因變量隨著自變量的變化而變化的變量稱為因變量。上述實(shí)驗(yàn)中酶活性（以過氧化氫分解速率來表示）就是因變量。

是實(shí)際發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能直觀呈現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

無關(guān)變量

除自變量外，實(shí)驗(yàn)過程中可能還會存在一些可變因素，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，這些變量稱為無關(guān)變量。

對預(yù)期結(jié)果產(chǎn)生干擾即產(chǎn)生誤差，并有對誤差產(chǎn)生校正的效果。

第23頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六實(shí)驗(yàn)過程的理論分析：對照實(shí)驗(yàn)名稱

內(nèi)容及舉例

作用

對照實(shí)驗(yàn)

除一個(gè)因素外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫做對照實(shí)驗(yàn)。上述實(shí)驗(yàn)中只有催化劑是改變的，其余因素（如反應(yīng)物的性質(zhì)和濃度）都沒有改變。

在實(shí)驗(yàn)室條件下，把自然發(fā)生的變化，科學(xué)直觀地和理想化地進(jìn)行再現(xiàn)。對照組和實(shí)驗(yàn)組

對照實(shí)驗(yàn)一般要設(shè)對照組和實(shí)驗(yàn)組，上述實(shí)驗(yàn)中的確1號試管就是對照組，2號、3號和4號試管是實(shí)驗(yàn)組。在對照實(shí)驗(yàn)中，除了觀察的變量外，其它變量都應(yīng)始終保持相同。

對照組：能排除無關(guān)變量產(chǎn)生的誤差，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有真實(shí)性。

實(shí)驗(yàn)組：得出實(shí)驗(yàn)實(shí)際結(jié)果。第24頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能第25頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能第26頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六

活化能：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)所需要的能量稱為活化能。如加熱促使過氧化氫分解，是因?yàn)榇偈惯^氧化氫分子得到能量，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)，鐵離子和過氧化氫酶能促使過氧化氫分解，但它們并沒有供給過氧化氫能量，而是降低過氧化氫分解反應(yīng)的活化能。同無機(jī)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。第27頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六2.酶的本質(zhì)閱讀教材P81頁,關(guān)于酶本質(zhì)的探索第28頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六酶的本質(zhì)巴斯德在顯微鏡下觀察到酵母細(xì)胞,他的觀點(diǎn)哪些是正確的,哪些是錯誤的?李比希的觀點(diǎn)呢?第29頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六

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)只有在酵母菌細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確的。巴是微生物學(xué)家，特別強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的作用；李是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)角度考慮問題。第30頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六畢希納實(shí)驗(yàn)示意圖,從中可得出什么結(jié)論?為什么當(dāng)時(shí)只能推測酶是蛋白質(zhì),而不能證明酶是蛋白質(zhì)?酶的本質(zhì)第31頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六

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。第32頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六酶的本質(zhì)請思考:1.薩姆納歷時(shí)9年才證明脲酶是蛋白質(zhì),并因此獲得諾貝爾獎.你認(rèn)為他成功的主要原因是什么?（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。成功屬于不畏艱苦的人。）2.請給酶下一個(gè)較完整的定義.酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生具有催化作用的有機(jī)物第33頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德李比希畢希納薩姆納VS其他科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)酵與死細(xì)胞中的物質(zhì)有關(guān)發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)

死細(xì)胞中的物質(zhì)和活細(xì)胞都能引起發(fā)酵脲酶是蛋白質(zhì)胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質(zhì)少數(shù)酶是RNA五、酶及其本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過程第34頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六小結(jié)：關(guān)于酶本質(zhì)的探索⑴巴斯德以前：發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)。⑵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)胞中的物質(zhì)在起作用。⑶李比希：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起作用。⑷比希納：酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞裂解后繼續(xù)起催化作用。就像在活酵母細(xì)胞中一樣。⑸薩姆納：提取脲酶并確定其為蛋白質(zhì)。⑹奧特曼：少數(shù)RNA也是酶。⑺目前已有發(fā)現(xiàn)DNA具有催化活性的報(bào)道。第35頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六結(jié)論：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物酶來源功能化學(xué)本質(zhì)活細(xì)胞產(chǎn)生的催化劑多數(shù)是蛋白質(zhì)類化合物，少數(shù)是RNA。第36頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六

二、酶的特性1、高效性質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的新鮮肝臟研磨液1滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液1滴生物催化劑：過氧化氫酶所含酶的相對數(shù)量：1無機(jī)催化劑：Fe3+Fe3+相對數(shù)量：25萬

一般地說，酶的催化效率是無機(jī)催化劑的107-1013倍。酶的高效性是細(xì)胞代謝順利進(jìn)行的保證。第37頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)2、專一性第38頁，共42頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)49分，星期六探究影響酶活性的條件（12