人教江蘇省南通市小海中學(xué)高一生物降低化學(xué)反應(yīng)活化能酶

人教江蘇省南通市小海中學(xué)高一生物降低化學(xué)反應(yīng)活化能酶第1頁/共46頁巴斯德和

李比希觀點的比較1822——1895（法國）微生物學(xué)家通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)發(fā)酵的過程中有酵母菌結(jié)論：沒有活細胞糖類不可能變成酒精1803——1873（德國）化學(xué)家通過對化學(xué)變化的研究認(rèn)為糖類變成酒精就是一個化學(xué)反應(yīng)結(jié)論:在這個變化過程中，只有細胞死之后放出了某些物質(zhì)起了作用對比第2頁/共46頁畢希納的實驗說明，酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣。酵母細胞研磨加水?dāng)嚢杓訅哼^濾不含活細胞的提取液加入葡萄糖過程：現(xiàn)象：冒出氣泡

畢希納的研究過程第3頁/共46頁疑問：酶究竟是什么呢？為什么畢希納沒能確定酶的化學(xué)本質(zhì)？第4頁/共46頁所有的酶都是蛋白質(zhì)嗎？思考：第5頁/共46頁

1982年至1983年美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA

也具有催化作用，這一研究成果的出現(xiàn)榮獲了1984年諾貝爾生理獎。結(jié)論：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，極少數(shù)酶是RNA。奧特曼第6頁/共46頁巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德發(fā)酵與活細胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣薩姆納酶是蛋白質(zhì)李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能一、酶的本質(zhì)第7頁/共46頁結(jié)論：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，極少數(shù)酶是RNA。一、酶的本質(zhì)第8頁/共46頁酶在細胞代謝中起什么作用呢?思考：

細胞中每時每刻都進行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細胞代謝。第9頁/共46頁實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解2H2O22H2O+O2第10頁/共46頁方法步驟:1.取4支潔凈試管，編上序號，并且各注入2mL新配過氧化氫溶液，按序號依次放置在試管架上。2.將2號試管放在90℃左右的水浴中加熱，觀察氣泡冒出的情況，并與1號試管作比較。3.向3號試管內(nèi)滴入2滴氯化鐵溶液，向4號試管內(nèi)滴入2滴新鮮肝臟研磨液。輕輕地振蕩兩只試管，使試管內(nèi)的物質(zhì)混合均勻。仔細觀察哪支試管產(chǎn)生的氣泡多。4.將點燃但無火焰的衛(wèi)生香分別放入3、4號試管內(nèi)液面的上方，觀察哪支衛(wèi)生香燃燒猛烈。實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解第11頁/共46頁步驟試管編號

說明1234

一二

結(jié)果結(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應(yīng)條件

H2O2

濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒實驗第12頁/共46頁思考：與1號試管相比，2號試管出現(xiàn)什么現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？

加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率為什么能加快呢？第13頁/共46頁常態(tài)：

常叫基態(tài)，微觀粒子處于能量最低的狀態(tài)。

活躍狀態(tài)就是激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)：微觀粒子其內(nèi)部能量高于基態(tài)能量時所處的能量狀態(tài)。常態(tài)分子活化分子加熱第14頁/共46頁

3、4號試管并沒有加熱，與1號試管對比它的反應(yīng)速度為什么也加快了呢？思考：第15頁/共46頁加入催化劑相當(dāng)于給汽車找到了一條穿山隧道加熱加壓相當(dāng)于給汽車加大油門第16頁/共46頁請比較圖中3、4兩支試管,哪支試管中的反應(yīng)速率快?4號試管反應(yīng)速率較快2.為什么酶的催化效率會比無機催化劑更高？3443少量肝臟研磨液第17頁/共46頁催化劑可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，而且與無機催化劑相比較，生物催化劑酶有突出的優(yōu)越性——酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。第18頁/共46頁H2O2過程現(xiàn)象說明原因1號2號3號4號常溫加2滴FeCl3加2滴H2O2酶90℃水浴加熱幾乎無氣泡產(chǎn)生氣泡很少

氣泡較少燃燒不猛烈氣泡較多燃燒猛烈加熱能促進H2O2分解，提高反應(yīng)速率

H2O2酶和Fe3+都能加快H2O2分解，且酶的催化效率高加熱使H2O2得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S態(tài)H2O2酶和Fe3+都降低了H2O2反應(yīng)的活化能，且酶的作用更顯著2ml2ml2ml2ml第19頁/共46頁二、酶在細胞代謝中的作用2H2O2

2H2O+O21、常溫下反應(yīng)2、加熱3、Fe3+做催化劑4、過氧化氫酶豬肝研磨液（過氧化氫酶）加入試管直接觀察酒精燈加熱滴加FeCl3溶液常溫/高溫/Fe3＋

/過氧化氫酶實驗?zāi)康模和ㄟ^比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用和意義。實驗原理：過氧化氫在常溫或高溫或鐵離子或過氧化氫酶的作用下都可分解成水和氧氣。實驗第20頁/共46頁二、酶在細胞代謝中的作用作用：催化作用

本質(zhì)：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能第21頁/共46頁步驟試管編號

說明1234

一二

結(jié)果結(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應(yīng)條件自變量因變量無關(guān)變量y=k·x變量

H2O2

濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒對照實驗對照組實驗組實驗第22頁/共46頁二、酶在細胞代謝中的作用

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。各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：加熱：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化學(xué)反應(yīng)的活化能同無機催化相比，酶能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，因而催化效率更高。活化能第23頁/共46頁本節(jié)聚焦：細胞代謝為什么離不開酶？第24頁/共46頁一般化學(xué)反應(yīng)的條件

（1）高溫（2）高壓（3）強酸（4）強堿（5）催化劑第25頁/共46頁細胞內(nèi)外的環(huán)境是很溫和的1.常溫2.常壓3.水溶液環(huán)境4.pH接近中性細胞內(nèi)會發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境條件是什么？

在這種環(huán)境狀態(tài)下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)該有適合的生物催化劑————酶第26頁/共46頁本節(jié)聚焦：酶是什么呢？第27頁/共46頁三、酶(Enzyme)的概念:絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)的酶是RNA.酶是活細胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機物。來源功能本質(zhì)第28頁/共46頁四、酶的特性第29頁/共46頁3443少量肝臟研磨液

比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率1、酶具有高效性酶的催化效率是無機催化劑的107－1013

倍第30頁/共46頁2、酶具有專一性每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)

（例如，二肽酶可以水解由任意兩種氨基酸組成的二肽。）實驗第31頁/共46頁蛋白酶，淀粉酶，蔗糖酶，肽酶，麥芽糖酶

……由這些酶的名字你能想到什么嗎？設(shè)計一個實驗來驗證一下你的推測第32頁/共46頁實驗步驟一1號試管2號試管二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論加入淀粉酶2mL，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，保溫5min2mL蔗糖溶液加斐林試劑振蕩水浴加熱1min2mL淀粉溶液藍色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。探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用第33頁/共46頁3、酶的作用條件較溫和第34頁/共46頁溫度對酶活性的影響1233％可溶性淀粉2ml2ml2ml

溫度

唾液淀粉酶

碘液

顏色

結(jié)論冰水中37℃水浴60℃浴放置2min1ml1ml1ml1滴1滴1滴搖勻混合，放置反應(yīng)5min變藍變藍不變藍唾液淀粉酶在37℃中活性最強自變量因變量第35頁/共46頁pH對酶活性的影響123

肝臟研磨液1ml1ml1mlpH3％過氧化氫溶液

結(jié)果

結(jié)論蒸餾水1mL5NaOH1mL5HCL1mL2ml2ml2ml搖勻混合，放置在室溫下反應(yīng)5min有較多氣泡不明顯不明顯過氧化氫酶在中性條件中活性最強自變量因變量第36頁/共46頁酶活性受溫度影響示意圖酶活性受pH影響示意圖第37頁/共46頁在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，酶的活性逐漸增強；達到最適溫度時，酶的活性最高；超過最適溫度時，隨著溫度的繼續(xù)升高，酶的活性逐漸下降。酶活性受溫度影響示意圖溫度過高會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活第38頁/共46頁在一定范圍內(nèi)，隨著pH的升高，酶的活性逐漸增強；達到最適pH時，酶的活性最高；超過最適pH時，隨著pH的繼續(xù)升高，酶的活性逐漸下降。過酸、過堿會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活酶活性受pH影響示意圖第39頁/共46頁1、高效性2、專一性溫度pH3、作用條件較溫和四、酶的特性第40頁/共46頁第41頁/共46頁本節(jié)小結(jié)酶在細胞代謝中的作用酶的本質(zhì)酶的特性活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。降低化學(xué)反應(yīng)的活化能高效性專一性作用條件溫和第42頁/共46頁1.細胞內(nèi)合成酶的主要的場所是（）

A.細胞質(zhì)B.線粒體

C.核糖體D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)C課堂練習(xí):第43頁/共46頁2.圖中是一種酶促反應(yīng)P+QR,曲線E表示在沒有酶時此反應(yīng)的過程。在t1時，將催化此反應(yīng)的酶加于反應(yīng)混合物中。則表示此反應(yīng)進程