降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第一頁，共五十三頁，2022年，8月28日第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第二頁，共五十三頁，2022年，8月28日問題探討

斯帕蘭札尼實(shí)驗(yàn)第三頁，共五十三頁，2022年，8月28日斯帕蘭扎尼實(shí)驗(yàn)結(jié)果：肉塊消失了問題：什么原因使肉塊消失了？推論：胃內(nèi)含有消化肉塊的某種物質(zhì)。如何證明這種物質(zhì)的存在？推敲：金屬小籠的作用？結(jié)論：——胃具有化學(xué)性消化的功能。誰在起作用呢？第四頁，共五十三頁，2022年，8月28日細(xì)胞內(nèi)的新陳代謝第五頁，共五十三頁，2022年，8月28日酶的作用及本質(zhì)細(xì)胞代謝概念：細(xì)胞內(nèi)所有有序化學(xué)反應(yīng)的總稱。一、酶在細(xì)胞代謝中的作用第六頁，共五十三頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)探究：

比較過氧化氫在不同條件下的分解。實(shí)驗(yàn)原理2H2O22H2O+O2

條件1：常溫下分解。條件2：加熱分解。條件3：加入FeCl3后分解。條件4：加入肝臟研磨液（H2O2酶）后分解。一、酶在細(xì)胞代謝中的作用第七頁，共五十三頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論試管編號(hào)1234加入過氧化氫的量加入催化劑溫度

現(xiàn)象

產(chǎn)生氣泡多少衛(wèi)生香燃燒情況步驟及記錄2ml2ml2ml2ml2滴Fecl32滴肝臟研磨液90℃水浴加熱第八頁，共五十三頁，2022年，8月28日

《比較過氧化氫在不同條件下的分解》1、與1試管相比，2號(hào)試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？為什么？2、號(hào)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)速率。第九頁，共五十三頁，2022年，8月28日比較１號(hào)與２號(hào)試管的現(xiàn)象１號(hào)試管90OC水?。蔡?hào)試管比較H2O2在不同條件下的分解分子從常態(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。第十頁，共五十三頁，2022年，8月28日

《比較過氧化氫在不同條件下的分解》2、3號(hào)和4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？為什么？Fe3+和過氧化氫酶促進(jìn)過氧化氫分解，但它們并未供給過氧化氫能量，而是降低了過氧化氫分解反應(yīng)的活化能。第十一頁，共五十三頁，2022年，8月28日

《比較過氧化氫在不同條件下的分解》3、3號(hào)試管與4號(hào)試管相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？說明什么？為什么？同無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率跟高。第十二頁，共五十三頁，2022年，8月28日變量：實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素。自變量：因變量：無關(guān)變量：人為改變的變量。隨著自變量的變化而變化的變量。除自變量外，實(shí)驗(yàn)過程中可能還會(huì)存在一些可變因素，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，這些變量稱為無關(guān)變量。第十三頁，共五十三頁，2022年，8月28日對(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：對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則：1、單一變量原則。2、等量原則。第十四頁，共五十三頁，2022年，8月28日1234直接觀察水浴加熱肝臟研磨液FeCl3溶液.對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組第十五頁，共五十三頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)變量反應(yīng)變量無關(guān)變量對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組過氧化氫分解速度用產(chǎn)生氣泡數(shù)目多少表示加入試劑的量;實(shí)驗(yàn)室的溫度;氯化鐵和肝臟研磨液的新鮮程度等1號(hào)試管2,3,4號(hào)試管2號(hào):90度水浴加熱3號(hào):加入3%的氯化鐵4號(hào):加入20%肝臟研磨液第十六頁，共五十三頁，2022年，8月28日

一酶的發(fā)現(xiàn)2對(duì)于酵母發(fā)酵的爭(zhēng)執(zhí)巴斯德（1822-1895）19世紀(jì)中期，發(fā)酵離不開酵母菌的生命活動(dòng)，發(fā)酵的動(dòng)力蘊(yùn)涵于活細(xì)胞中，具有生命活力李比希（1803-1873）發(fā)酵是一種化學(xué)反應(yīng)，與酵母菌的生命活動(dòng)無關(guān)第十七頁，共五十三頁，2022年，8月28日一酶的發(fā)現(xiàn)3酶（Enzyme）的名稱的提出1877年德國人庫恩提出酶（Enzyme）這個(gè)名詞，取自希臘語“來源于酵母”之意庫恩（1837-1900）第十八頁，共五十三頁，2022年，8月28日一酶的發(fā)現(xiàn)4無細(xì)胞發(fā)酵的發(fā)現(xiàn)畢希納（1860-1917）1897年德國的畢希納發(fā)現(xiàn)無細(xì)胞的酵母汁就可以完成發(fā)酵發(fā)酵確實(shí)可以在無細(xì)胞的條件下進(jìn)行發(fā)酵所需要的物質(zhì)是活細(xì)胞產(chǎn)生的第十九頁，共五十三頁，2022年，8月28日一酶的發(fā)現(xiàn)5對(duì)酵母提取液的研究哈登（1865-1940）1904英國人哈登利用透析袋分析酵母提取液的成分推測(cè)其催化作用的可能是其中的大分子物質(zhì)——蛋白質(zhì)第二十頁，共五十三頁，2022年，8月28日

一酶的發(fā)現(xiàn)6酶的化學(xué)本質(zhì)薩姆納（1887-1955）1926年美國人薩姆納得到脲酶的結(jié)晶，證實(shí)了酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)

上世紀(jì)80年代美國人切赫和加拿大人奧特曼發(fā)現(xiàn)了具有催化作用的RNA——核酶第二十一頁，共五十三頁，2022年，8月28日

二酶的概念酶來源功能化學(xué)本質(zhì)多數(shù)是蛋白質(zhì)類化合物，少數(shù)是RNA。活細(xì)胞產(chǎn)生的催化劑酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物第二十二頁，共五十三頁，2022年，8月28日資料分析巴斯德之前巴斯德李比希畢希納薩姆納只與死的酵母菌分解出的物質(zhì)有關(guān)活細(xì)胞粉碎后所得的物質(zhì)作用和活的酵母細(xì)胞作用一樣酶是蛋白質(zhì)發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命無關(guān)只與活的酵母菌有關(guān)RNA也具有生物催化功能第二十三頁，共五十三頁，2022年，8月28日活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具催化作用的有機(jī)物。來源功能化學(xué)本質(zhì)酶的本質(zhì)：（絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA）(2)反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量均沒有變化。(1)酶能降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率，縮短到達(dá)平衡的時(shí)間，但并不改變反應(yīng)的方向酶、激素和蛋白質(zhì)的區(qū)別？第二十四頁，共五十三頁，2022年，8月28日簡(jiǎn)要回答1、什么叫活化能？2、酶的作用？3、加熱為什么能促進(jìn)過氧化氫的分解？4、酶的化學(xué)本質(zhì)是什么？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酶降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能加熱促進(jìn)分子得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)。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)是RNA。第二十五頁，共五十三頁，2022年，8月28日結(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。第二十六頁，共五十三頁，2022年，8月28日酶的特性說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。為什么4號(hào)試管的反應(yīng)速率比3號(hào)試管快得多？《比較過氧化氫在不同條件下的分解》第二十七頁，共五十三頁，2022年，8月28日質(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％的氯化鐵溶液1滴生物催化劑：過氧化氫酶所含酶的相對(duì)數(shù)量：1無機(jī)催化劑：Fe3+Fe3+的相對(duì)數(shù)量：25萬酶的特性之一：高效性酶的特性1、酶具有高效性第二十八頁，共五十三頁，2022年，8月28日酶的特性過氧化氫酶除了能催化過氧化氫分解外，能否催化其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)？淀粉酶能催化淀粉分解，能否催化其他的化學(xué)反應(yīng)（例如：蔗糖）？現(xiàn)在給你淀粉酶溶液，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)？1、酶具有高效性第二十九頁，共五十三頁，2022年，8月28日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)論加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反應(yīng)5min2號(hào)試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑振蕩約60℃水浴2min1號(hào)試管中加入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(duì)淀粉和蔗糖的水解作用第三十頁，共五十三頁，2022年，8月28日每一種酶只能催化

化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行，與酶的

是分不開的。一種或一類

專一性

從上面進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)我們看出進(jìn)行實(shí)驗(yàn)需要一定的條件，比如淀粉酶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)影響酶的活性？酶活性：酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率。酶的特性1、酶具有高效性2、酶具有專一性第三十一頁，共五十三頁，2022年，8月28日科學(xué)探究步驟提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表達(dá)與交流（溫度/pH會(huì)影響酶的活性嗎？）（溫度/pH會(huì)影響酶的活性）（設(shè)計(jì)方案、預(yù)期結(jié)果…）（按預(yù)定方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）（分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：……）（總結(jié)，寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告并適當(dāng)交流）影響酶活性的條件第三十二頁，共五十三頁，2022年，8月28日相關(guān)概念：變量：自變量：因變量：無關(guān)變量：對(duì)照實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素。人為改變的變量稱為自變量。隨自變量的改變而改變的變量。除自變量之外，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的因素。除一個(gè)因素外，其余因素都不變的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循的原則第三十三頁，共五十三頁，2022年，8月28日淀粉酶溶液（最適溫度約60℃

）、

可溶性淀粉溶液、

新鮮的肝臟研磨液、過氧化氫溶液

沸水、60℃水、冰塊

5％HCl、5％NaOH、蒸餾水、

碘液、斐林試劑

提供的材料討論實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案第三十四頁，共五十三頁，2022年，8月28日提供的材料：淀粉酶溶液（最適溫度約60℃

）、

可溶性淀粉溶液、新鮮的肝臟研磨液、過氧化氫溶液

沸水、60℃水、冰塊。5％HCl、5％NaOH、蒸餾水、

碘液、斐林試劑探究溫度對(duì)酶活性的影響設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1、選擇哪一種酶作實(shí)驗(yàn)材料？2、本實(shí)驗(yàn)的自變量？因變量？怎么樣觀察或檢測(cè)因變量？3、你將設(shè)定幾個(gè)溫度？怎么樣將不同溶液的溫度分別調(diào)到設(shè)定的數(shù)值？怎樣排除PH和其他因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾？第三十五頁，共五十三頁，2022年，8月28日1號(hào)試管2號(hào)試管3號(hào)試管加入淀粉酶2滴，振蕩試管各加入2mL淀粉溶液藍(lán)色保持0℃冰水中反應(yīng)約5min加熱至100℃，反應(yīng)約5min加熱至60℃，反應(yīng)約5min各加入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)淀粉酶活性的影響淀粉溶液實(shí)驗(yàn)步驟一二三四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理嗎第三十六頁，共五十三頁，2022年，8月28日淀粉溶液1號(hào)試管2號(hào)試管3號(hào)試管實(shí)驗(yàn)步驟一二三四五實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論試管各加入2mL淀粉溶液取3支試管，分別加入等量淀粉酶溶液取1號(hào)試管和一支加有酶溶液的試管，共同加熱至60℃，保持約5min取2號(hào)試管和一支加有酶溶液的試管，共同在0℃冰水保持約5min取3號(hào)試管和一支加有酶溶液的試管，共同加熱至100℃，保持約5min給１、２、３號(hào)試管分別加入對(duì)應(yīng)的淀粉酶溶液2滴，振蕩保溫5min３支試管各加入兩滴碘液，震蕩觀察。無明顯變化藍(lán)色藍(lán)色只有在適合的溫度下酶的催化效率最高第三十七頁，共五十三頁，2022年，8月28日

在最適宜溫度下，酶的活性最高，溫度偏高或偏低酶的活性都會(huì)明顯降低。較高的溫度容易使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性。第三十八頁，共五十三頁，2022年，8月28日探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響1233％可溶性淀粉2ml2ml2ml

溫度

2％淀粉酶

碘液

顏色冰塊中60℃水浴沸水浴放置5min1ml1ml1ml1滴1滴1滴搖勻混合，放置反應(yīng)5min變藍(lán)變藍(lán)不變藍(lán)自變量因變量為什么不選擇過氧化氫酶探究溫度對(duì)酶活性的影響？第三十九頁，共五十三頁，2022年，8月28日交流與表達(dá)：

實(shí)驗(yàn)過程中先加酶再調(diào)控溫度同樣能說明溫度對(duì)酶活性的影響，你贊同嗎？改用斐林試劑檢測(cè)有不妥之處嗎？為什么？不，因?yàn)槊傅拇呋矢?，加酶后再做變量（溫度）的調(diào)控，底物已經(jīng)被催化分解一部分了。不行，因?yàn)殪沉衷噭z測(cè)過程中要加熱，而本實(shí)驗(yàn)中的變量是溫度。第四十頁，共五十三頁，2022年，8月28日提供的材料：淀粉酶溶液（最適溫度約60℃

）、

可溶性淀粉溶液、新鮮的肝臟研磨液、過氧化氫溶液

沸水、60℃水、冰塊。5％HCl、5％NaOH、蒸餾水、

碘液、斐林試劑探究PH對(duì)酶活性的影響設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1、本實(shí)驗(yàn)的自變量？因變量？怎么樣觀察或檢測(cè)因變量？2、你將設(shè)定幾個(gè)PH？怎么樣將不同溶液的PH分別調(diào)到設(shè)定的數(shù)值？怎樣排除溫度和其他因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾？第四十一頁，共五十三頁，2022年，8月28日H2O2溶液1號(hào)試管2號(hào)試管3號(hào)試管實(shí)驗(yàn)步驟一二三四現(xiàn)象結(jié)論探究pH對(duì)過氧化氫酶活性的影響加入過氧化氫酶2滴滴加2滴鹽酸滴加2滴蒸餾水滴加2滴NaOH試管各加入2mLH2O2溶液2—3min后將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香分別放入試管中無明顯變化復(fù)燃無明顯變化只有在適合的pH下酶的催化效率最高第四十二頁，共五十三頁，2022年，8月28日

在最適宜PH下，酶的活性最高，PH偏高或偏低酶的活性都會(huì)明顯降低。在過酸過堿的條件下，都會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性第四十三頁，共五十三頁，2022年，8月28日思考：高溫、低溫、過酸和過堿對(duì)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(huì)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)。第四十四頁，共五十三頁，2022年，8月28日小結(jié)：1、酶的特性：酶具有__________性。酶具有__________性。酶的作用條件___________。2、影響酶催化的變化因素：受到__________、__________等的影響。3、影響因素的變化與酶的催化效率：在最適溫度或最適pH之前，隨溫度或pH的逐步增加，酶的催化效率也__________，在最適溫度或最適pH之后，隨溫度或pH的不斷增加，酶的催化效率_____________，4、酶的失活：過_____、過______或溫度______，會(huì)使酶的_______遭到破壞，使酶________。5、酶的活性恢復(fù)：0℃左右時(shí)，酶的_________很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)_________，在適宜的溫度下酶的活性可以________。高效專一比較溫和溫度PH值逐漸升高不斷降低酸堿過高空間結(jié)構(gòu)失活活性沒遭破壞恢復(fù)第四十五頁，共五十三頁，2022年，8月28日

影響酶促反應(yīng)的因素：溫度、PH值、酶的濃度、底物濃度等。(一般來說影響蛋白質(zhì)活性的因素都能影響酶的活性。)低溫：抑制高溫：失活過酸：失活過堿：失活(1)溫度、pH

過酸、過堿或溫度過高，會(huì)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)。第四十六頁，共五十三頁，2022年，8月28日

影響酶促反應(yīng)的因素：溫度、PH值、酶的濃度、底物濃度等。(一般來說影響蛋白質(zhì)活性的因素都能影響酶的活性。)(2)酶的濃度：反應(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快。酶促反應(yīng)速率酶的濃度生成物的量時(shí)間酶的濃度(a)酶的濃度(2a)第四十七頁，共五十三頁，2022年，8月28日(3)底物濃度：在一定濃度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快，但達(dá)到一定濃度，反應(yīng)速率不再變化。酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定(4)抑制劑和激活劑生成物的量時(shí)間底物濃度(v)底物濃度(2v)(a)(2a)

影響酶促反應(yīng)的因素：溫度、PH值、酶的濃度、底物濃度等。(一般來說影響蛋白質(zhì)活性的因素都能影響酶的活性。)第四十八頁，共五十三頁，2022年，8月28日1、胃蛋白酶的最適溫度為37℃，在測(cè)定其活性時(shí)，將溶液從0℃→37℃過程中，胃蛋白酶的活性將()；將溶液從100℃→37℃過程中，胃蛋白酶的活性將()。

A.不斷上升B.沒有變化C.先升后降D.不斷下降BA鞏固練習(xí)第四十九頁，共五十三頁，2022年，8月28日2、為了認(rèn)識(shí)酶作用的特性，以20％過氧化氫溶液為反應(yīng)底物的一組實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。通過分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能夠得出相應(yīng)的結(jié)論。在下列有關(guān)結(jié)論的描述中，從表中得不到實(shí)驗(yàn)依據(jù)的一項(xiàng)是(