降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶完結(jié)

降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶完結(jié)問(wèn)題探討討論：1.1783年斯帕蘭札尼的實(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)？是否只有物理性消化，沒(méi)有化學(xué)性消化胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否能將肉塊分解。第2頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天回顧：葉綠體：CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶線粒體:

C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧氣酶核糖體：

氨基酸

多肽縮合脫水酶第3頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天細(xì)胞代謝細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著的許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境條件是什么？5.有適合的生物催化劑—酶細(xì)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接近中性第4頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、酶在細(xì)胞代謝中的作用：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）實(shí)驗(yàn)原理：1、驗(yàn)證試驗(yàn)：通過(guò)對(duì)比了解過(guò)氧化氫酶的作用和意義2H2O22H2O+O2常溫加熱FeCl3酶第5頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天步驟試管編號(hào)說(shuō)明1234

一

H2O2濃度

劑量

二

劑量

結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結(jié)論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(guò)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(wú)關(guān)變量對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組（3）實(shí)驗(yàn)操作：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)。人為改變的變量隨著自變量的變化而變化的變量。指與自變量同時(shí)影響因變量的變化、但與研究目的無(wú)關(guān)的變量。第6頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天

和1號(hào)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(shuō)明什么？

加熱能促進(jìn)過(guò)氧化氫分解

在細(xì)胞內(nèi),能通過(guò)加熱來(lái)提高反應(yīng)速率嗎?

不能，溫度過(guò)高會(huì)造成生物的細(xì)胞死亡

3號(hào)和4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量的氣泡產(chǎn)生，這說(shuō)明什么？

Fe3+和過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫分解,起催化作用

3號(hào)和4號(hào)試管相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說(shuō)明什么？

過(guò)氧化氫酶比Fe3+的催化效率高的多第7頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天對(duì)照實(shí)驗(yàn)1、概念：除了一個(gè)因素外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫對(duì)照實(shí)驗(yàn)。對(duì)照實(shí)驗(yàn)中一般要設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。2、類型：空白對(duì)照：不給對(duì)照組任何處理因素。條件對(duì)照：給對(duì)照組實(shí)以部分實(shí)驗(yàn)因素。自身對(duì)照：對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組在同一個(gè)研究對(duì)象上進(jìn)行。相互對(duì)照：不單獨(dú)設(shè)置對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對(duì)照。第8頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、自變量：實(shí)驗(yàn)中人為控制改變的變量。2、因變量：隨自變量的變化而變化的變量。3、無(wú)關(guān)變量：除自變量外，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能還會(huì)存在的一些可變因素，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。實(shí)驗(yàn)中一般應(yīng)遵循的原則：1、單一變量原則2、對(duì)照原則4、可重復(fù)性原則5、科學(xué)性原則6、簡(jiǎn)便可行性原則實(shí)驗(yàn)中可以變化的因素設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，一般既要設(shè)置實(shí)驗(yàn)組又要設(shè)置對(duì)照組。在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中除了要觀察的變量（自變量）發(fā)生變化外，其他可影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變量（無(wú)關(guān)變量）都應(yīng)保持相同。3、變量：3、等量原則加入的試劑的量相等第9頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天在本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意哪些事項(xiàng)？1.實(shí)驗(yàn)時(shí)肝臟必須要新鮮。肝臟如果不新鮮，實(shí)驗(yàn)效果不好。因?yàn)槊甘堑鞍踪|(zhì)，如果取材過(guò)早，肝細(xì)胞內(nèi)的過(guò)氧化氫酶等有機(jī)物就會(huì)在腐生細(xì)菌的作用下分解，使組織中酶的數(shù)量減少且活性降低。

2.要使用肝臟的研磨液，這樣可加大肝細(xì)胞內(nèi)過(guò)氧化氫酶與試管中過(guò)氧化氫的接觸面積，從而加速過(guò)氧化氫的分解。

3.滴加氯化鐵和肝臟研磨液不能共用一支滴管。原因是酶的催化效率具有高效性，少量酶帶入氯化鐵溶液中也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致得出錯(cuò)誤的結(jié)論。

4.由于反應(yīng)速度快，要注意觀察實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。

5.過(guò)氧化氫具有一定的腐蝕性，使用時(shí)不要讓其接觸皮膚。第10頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、酶的作用：與無(wú)機(jī)催化劑一樣，酶具有催化作用。（1）催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。（2）酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間，不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。（3）酶只催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。（4）在化學(xué)反應(yīng)中，酶的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量不

變(5)降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，使化學(xué)反應(yīng)速率加快第11頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需時(shí)間，不改變平衡點(diǎn)第12頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天能量酶使活化能降低有酶的催化活化能：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沒(méi)有酶催化反應(yīng)過(guò)程3.酶作用的機(jī)理:

能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。第13頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天通過(guò)以上試驗(yàn)?zāi)艿贸龅慕Y(jié)論：表在20℃測(cè)得的過(guò)氧化氫分解的活化能條件活化能/kJ·mol-1沒(méi)有催化劑催化

用Fe3+催化

用過(guò)氧化氫酶催化75

43

29加熱：提高分子的能量Fe3+：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶：更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能(1)酶能催化生物化學(xué)反應(yīng)(作用)(2)催化效率比無(wú)機(jī)催化劑高得多。（高效性）研究發(fā)現(xiàn)，酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑催化效率的107~1013倍。第14頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、關(guān)于酶本質(zhì)的探索歷程二、酶的本質(zhì)第15頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)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)胞中某些物質(zhì)起作用引起發(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發(fā)揮作用畢希納酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)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第16頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天酶來(lái)源功能化學(xué)本質(zhì)有機(jī)物，多數(shù)是蛋白質(zhì)類化合物，少數(shù)是RNA?；罴?xì)胞產(chǎn)生的催化作用酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。2、酶的本質(zhì)：作用場(chǎng)所胞內(nèi)、胞外體內(nèi)、體外(各種消化酶都是蛋白質(zhì))第17頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天化學(xué)本質(zhì)合成原料合成場(chǎng)所實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組

生理功能作用原理絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體細(xì)胞核（真核生物）待測(cè)溶液+雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)待測(cè)酶液+吡羅紅染液是否呈現(xiàn)紅色標(biāo)準(zhǔn)蛋白液+雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)RNA溶液+吡羅紅染液出現(xiàn)紅色具有生物催化作用降低化學(xué)反應(yīng)的活化能3、酶本質(zhì)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)第18頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天（一）酶具有高效性(1)含義：酶催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的107－1013

倍三、酶的特性(2)意義：使細(xì)胞代謝______進(jìn)行?？焖?3)酶的高效性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)(與FeCl3相對(duì)比）少量肝臟研磨液為什么4號(hào)試管的反應(yīng)速率比3號(hào)試管快得多？實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組說(shuō)明過(guò)氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。第19頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天思路：對(duì)照組：底物+無(wú)機(jī)催化劑底物分解速度或產(chǎn)物生成速度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)組：底物+酶檢測(cè)底物分解速度或產(chǎn)物生成速度變量分析：自變量：催化劑的類型因變量：底物分解速度或產(chǎn)物生成速度無(wú)關(guān)變量：試劑的量、溫度、PH等第20頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天（1）含義：每一種酶只能催化

化學(xué)反應(yīng)。（2）意義：使細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行。

（二）酶具有專一性一種或一類

鎖和鑰匙學(xué)說(shuō)第21頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用原理：淀粉和蔗糖都是非還原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解為麥芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解為葡萄糖和果糖。麥芽糖、葡萄糖、果糖均屬還原性糖。還原性糖能夠與斐林試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色的沉淀。即：淀粉麥芽糖+葡萄糖蔗糖葡萄糖+果糖？？還原糖+斐林試劑水浴加熱磚紅色沉淀（3）酶的專一性的驗(yàn)證試驗(yàn)：第22頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天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)論加入新鮮淀粉酶2滴，振蕩，60℃的熱水中保溫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(wú)磚紅色沉淀有磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解酶具有專一性探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用第23頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）作用條件的溫和性1．酶活性(1)含義：酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率.(2)影響酶活性的主要因素：溫度和PH2．探究影響酶活性的因素

(1)探究溫度對(duì)影響酶活性的影響：第24頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、選擇淀粉酶還是H2O2酶作為實(shí)驗(yàn)材料？三組，高溫，低溫和常溫！2、我要設(shè)計(jì)幾組實(shí)驗(yàn)？選擇幾個(gè)溫度？淀粉酶。因?yàn)镠2O2受溫度影響也會(huì)分解3、觀察指標(biāo)怎么確定，選擇什么樣的鑒定試劑？碘液，看是否變藍(lán)問(wèn)題聚焦第25頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天1號(hào)試管淀粉溶液實(shí)驗(yàn)步驟一二三四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論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淀粉溶液無(wú)明顯現(xiàn)象保持0℃冰水中反應(yīng)約5min水浴37℃約5min水浴60℃，反應(yīng)約5min各加入兩滴碘液振蕩變藍(lán)只有在一定溫度下酶的催化效率最好變藍(lán)探究溫度對(duì)唾液淀粉酶活性的影響自變量因變量第26頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天思路：底物+酶+PH等+t1t2t3檢測(cè)底物分解速度或產(chǎn)物生成速度變量分析：自變量：溫度tn因變量：底物分解速度或產(chǎn)物生成速度無(wú)關(guān)變量：PH、酶濃度、底物濃度、體積等第27頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天當(dāng)溫度為最適溫度時(shí)，酶的活性最高；每種酶都有自己的最適溫度動(dòng)物：35---40攝氏度植物40--50攝氏度細(xì)菌、真菌差別較大低溫和高溫都能使酶的活性下降。高溫使酶失活（空間結(jié)構(gòu)遭受破壞，即蛋白質(zhì)受高溫變性），但低溫不會(huì)破壞酶的分子結(jié)構(gòu)，酶的活性在適宜的溫度下又可以恢復(fù)。第28頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天在合適的條件下將肉塊和蛋白酶放到一起疑問(wèn)：60℃時(shí)，為什么肉塊長(zhǎng)時(shí)間不能被分解？如何找到酶活性最高時(shí)的溫度？第29頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天思路：底物+酶+溫度+PH2PH1PH3檢測(cè)底物分解速度或產(chǎn)物生成速度變量分析：自變量：PHn因變量：底物分解速度或產(chǎn)物生成速度無(wú)關(guān)變量：溫度、酶濃度、底物濃度、體積等

(2)探究PH對(duì)影響酶活性的影響：第30頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天1號(hào)試管過(guò)氧化氫溶液實(shí)驗(yàn)步驟一二三實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論2號(hào)試管3號(hào)試管試管各加入2mL過(guò)氧化氫溶液（溫度相同）無(wú)明顯變化蒸餾水1mL5%NaOH溶液1mL5%HCL溶液1mL各加入幾滴過(guò)氧化氫酶溶液，震蕩，2—3min后將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香分別放入試管中只有在適合的pH下酶的催化效率最好復(fù)燃無(wú)明顯變化探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響自變量因變量第31頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天過(guò)氧化氫酶在最適合的pH下，酶的活性

最高空間結(jié)構(gòu)在過(guò)酸過(guò)堿的條件下，都會(huì)使酶的遭到破壞而失去?；钚猿^(guò)最適pH時(shí)，隨著pH的繼續(xù)升高，酶的活性逐漸下降。動(dòng)物體里的酶最適PH大多在6.5---8.0之間（但胃蛋白酶為1.5，胰液中的酶為8---9）植物體里的酶最適PH大多在4.5-----6.5之間第32頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天

高溫、低溫、過(guò)酸和過(guò)堿對(duì)酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？不同，過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)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空間結(jié)構(gòu)沒(méi)有被破壞，在適宜溫度下其活性可以恢復(fù)。因此，酶制劑適于在低溫（0--4℃）下保存。蛋白質(zhì)變性；蛋白質(zhì)的鹽析第33頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響其他影響酶促反應(yīng)速率的因素甲圖說(shuō)明：在底物充足，其他條件適宜的情況下，酶濃度與酶促反應(yīng)速率成正比。乙圖說(shuō)明：①與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。②酶只會(huì)縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。第34頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.反應(yīng)底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定在一定濃度范圍內(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)速率不再變化第35頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天甲圖說(shuō)明：①在最適pH時(shí)，酶的催化作用最強(qiáng)，高于或低于最適pH，酶的催化作用將減弱。②過(guò)酸過(guò)堿都會(huì)使酶失活。③不同的酶最適pH不同。第36頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天乙圖說(shuō)明：①在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過(guò)這一范圍酶催化作用將減弱。②低溫只會(huì)抑制酶的活性，而高溫會(huì)使酶失活。第37頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天丙圖說(shuō)明：反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。第38頁(yè),共42頁(yè)，20