降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶高一上學(xué)期生物人教版必修1

5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和應(yīng)用生物學(xué)（新人教版）分子與細(xì)胞溫故知新細(xì)胞以什么方式釋放能量？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化學(xué)反應(yīng)體系中進(jìn)行反應(yīng)的條件？關(guān)于活化能加熱、Fe3+、酶的作用機(jī)理加熱Fe3+酶提高分子的能量降低化學(xué)反應(yīng)的活化能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行酶的發(fā)現(xiàn)為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)？酶的發(fā)現(xiàn)1783年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過(guò)一段時(shí)間他把小籠子取出來(lái)發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。是什么物質(zhì)讓肉塊消失了？怎樣才能證明你的推測(cè)？酶在新陳代謝中的作用細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，但代謝也會(huì)產(chǎn)生對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，如過(guò)氧化氫，體內(nèi)過(guò)氧化氫過(guò)多會(huì)導(dǎo)致皮膚發(fā)黃，毛發(fā)（包括頭發(fā)）變白，會(huì)加速人體衰老。資料一2H2O22H2O+O2↑催化劑在化學(xué)反應(yīng)里能改變其它物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒(méi)有變化的物質(zhì)叫做催化劑。酶在新陳代謝中的作用01/實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)比較過(guò)氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過(guò)氧化氫酶的作用。02/實(shí)驗(yàn)原理2H2O22H2O

+O2反應(yīng)條件比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解加熱是化學(xué)反應(yīng)常見(jiàn)的條件Fe3+是無(wú)機(jī)催化劑新鮮肝臟中含有過(guò)氧化氫酶不同條件判斷H2O2的分解快慢依據(jù)②點(diǎn)燃的衛(wèi)生香的復(fù)燃情況①氣泡冒出情況O2的產(chǎn)生量酶在新陳代謝中的作用03/實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解取4支潔凈的試管，分別編上序號(hào)1、2、3、4，向各試管內(nèi)分別加入2ml過(guò)氧化氫溶液?？瞻讓?duì)照組實(shí)驗(yàn)組常溫90℃水浴加熱2滴FeCl32滴肝臟研磨液1234酶在新陳代謝中的作用步驟試管編號(hào)變量1對(duì)照組2對(duì)照組3實(shí)驗(yàn)組4實(shí)驗(yàn)組一H2O2濃度3%H2O2劑量2ml二反應(yīng)條件常溫90℃2滴FeCl32滴肝臟研磨液三氣泡產(chǎn)生帶火星的衛(wèi)生香變亮復(fù)燃實(shí)驗(yàn)結(jié)論過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過(guò)氧化氫在過(guò)氧化氫酶的作用下分解速率最快幾乎無(wú)大量少量較多自變量因變量無(wú)關(guān)變量（相同且適宜）酶在新陳代謝中的作用試管編號(hào)1234底物2ml體積分?jǐn)?shù)3%的過(guò)氧化氫溶液處理室溫90℃Fecl3肝臟研磨液檢測(cè)觀察氣泡數(shù)，點(diǎn)燃的衛(wèi)生香的燃燒程度實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(1)“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)中，為什么要選用新鮮的肝臟？為什么將肝臟剪碎、研磨成溶液，而不是直接加入整塊的肝臟？肝臟如果不新鮮，肝細(xì)胞內(nèi)的過(guò)氧化氫酶等有機(jī)物就會(huì)在腐生菌的作用下分解，失去作用；將肝臟剪碎并研磨可使肝細(xì)胞中過(guò)氧化氫酶充分釋放，從而增大與過(guò)氧化氫的接觸機(jī)會(huì)，以加速過(guò)氧化氫分解。(2)2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)試管相比，哪支試管最終產(chǎn)生的氧氣最多？一樣多，幾支試管的H2O2溶液的體積和濃度都相同酶在新陳代謝中的作用比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解時(shí)間0234m1酶只縮短反應(yīng)的時(shí)間，不改變生成物的量。酶的特性——高效性酶的高效性酶在新陳代謝中的作用比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解酶的作用原理降低活化能，與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的作用更顯著。酶的催化效率一般是無(wú)機(jī)催化劑的107～1013倍！意義酶的催化作用，使細(xì)胞代謝在溫和條件下快速有序地進(jìn)行。酶具有高效性酶在新陳代謝中的作用比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解酶的作用機(jī)理1無(wú)催化劑2無(wú)機(jī)催化劑3酶acbcab無(wú)催化劑條件下，反應(yīng)所需要的活化能酶催化時(shí)，反應(yīng)的活化能酶降低的活化能酶的本質(zhì)酶的本質(zhì)釀酒中的發(fā)酵是由酵母菌細(xì)胞的存在所致，沒(méi)有活細(xì)胞的參與，糖類(lèi)是不可能變成酒精的?！啊袄系拢阏f(shuō)什么玩意兒？！引起發(fā)酵的是酵母菌中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母菌細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用?！啊啊痉ā堪退沟隆镜隆坷畋认S酶的本質(zhì)【德】畢希納將酵母菌細(xì)胞中引發(fā)發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶。把酵母菌細(xì)胞放在石英砂中用力研磨并加水?dāng)嚢杓訅哼^(guò)濾，得不含酵母菌細(xì)胞提取液，并加葡萄糖一段時(shí)間后，冒氣泡，糖液變成了酒123酵母菌細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母菌細(xì)胞破碎后繼續(xù)起作用，就像在活酵母菌細(xì)胞中一樣?！啊懊傅谋举|(zhì)【美】薩姆納科學(xué)家們又相繼獲得胃蛋白酶、胰蛋白酶等許多酶的結(jié)晶，并證明這些酶都是蛋白質(zhì)。脲酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)!【美】奧爾特曼【美】切赫少數(shù)RNA也具有生物催化功能20世紀(jì)80年代酶的本質(zhì)發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)巴斯德李比希畢希納

薩姆納其她科學(xué)家切赫和奧爾特曼少數(shù)酶是RNA死細(xì)胞中的物質(zhì)和活細(xì)胞都能引起發(fā)酵發(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)脲酶是蛋白質(zhì)胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質(zhì)酶的本質(zhì)“酶”活細(xì)胞產(chǎn)生的一類(lèi)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)是RNA。①一般說(shuō)來(lái)，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶。②酶只起催化作用，無(wú)調(diào)節(jié)功能。③酶可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用。定義本質(zhì)注意酶的來(lái)源酶的功能酶的化學(xué)本質(zhì)酶的本質(zhì)加酶洗衣粉多酶片加酶牙膏酶的特性——高效性酶具有高效性有什么意義呢？無(wú)機(jī)催化劑催化的化學(xué)反應(yīng)的范圍比較廣，比如酸既能催化蛋白質(zhì)的水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉的水解。酶也可以嗎？1.保證了細(xì)胞代謝快速有效地進(jìn)行2.保證了細(xì)胞內(nèi)能量供應(yīng)的穩(wěn)定酶的特性——專(zhuān)一性實(shí)驗(yàn)材料淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、斐林試劑、碘液、水浴鍋等。1底物A+酶溶液等量底物B+等量相同酶溶液方案一：酶相同，底物不同底物+酶溶液1等量相同底物+等量酶溶液2212方案二：底物相同，酶不同如果讓你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證酶具有專(zhuān)一性，你的思路是什么呢？小組討論。酶的特性——專(zhuān)一性02/實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用試管編號(hào)淀粉溶液蔗糖溶液淀粉酶122mL2mL2mL2mL產(chǎn)物鑒定60℃斐林試劑反應(yīng)條件2mL2mL沸水浴該實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量分別是什么？平均分組施加變量能不能將實(shí)驗(yàn)中的斐林試劑換成碘液作為實(shí)驗(yàn)材料？不能淀粉完全分解+碘液→無(wú)現(xiàn)象蔗糖分解/不分解+碘液→無(wú)現(xiàn)象12酶的特性——高效性03/實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用淀粉溶液蔗糖溶液對(duì)比現(xiàn)象1號(hào)試管出現(xiàn)磚紅色沉淀2號(hào)試管無(wú)明顯變化對(duì)比得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論12磚紅色沉淀無(wú)明顯變化淀粉酶只能催化淀粉的水解，而不能催化蔗糖的水解，從而說(shuō)明酶具有專(zhuān)一性。酶的特性——專(zhuān)一性

酶具有專(zhuān)一性每一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)。脲酶——只能催化尿素分解二肽酶——可以催化所有的二肽分解酶具有專(zhuān)一性的意義保證了細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行。①反應(yīng)前后酶的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不變②同一生物不同細(xì)胞內(nèi)酶的種類(lèi)和數(shù)量不相同酶酶酶鎖鑰學(xué)說(shuō)

底物（反應(yīng)物）

產(chǎn)物（生成物）酶的特性——酶的作用條件溫和【背景資料1】

立白污漬爆炸鹽（獨(dú)有三重復(fù)合酶配方）立白教你洗衣小絕招：①洗前浸泡三十分鐘，效果更佳②若衣服太臟，可適當(dāng)增加用量③用溫水浸泡效果更好，但水溫不要超過(guò)60℃【背景資料2】

我們知道口腔溫度和體溫差不多，而當(dāng)我們口腔中的唾液淀粉酶進(jìn)入胃中以后，卻發(fā)現(xiàn)，唾液不再具有催化淀粉分解的功能。胃液中的蛋白酶隨食糜進(jìn)入小腸后還有催化功能嗎？（提示：唾液pH6.2－7.4,胃液pH0.9－1.5小腸液pH7.6）從上面的現(xiàn)象你可以得出什么結(jié)論？酶的催化能力可能受溫度和pH的影響酶的特性——酶的作用條件溫和探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)01/實(shí)驗(yàn)材料及試劑熱水、蒸餾水、冰塊、碘液、斐林試劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液體積分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的淀粉酶溶液1質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟（如豬肝、雞肝）研磨液（過(guò)氧化氫酶）2緩沖液（能在加入少量酸或堿時(shí)抵抗pH改變的溶液）345物質(zhì)的量濃度為0.01mol/L的鹽酸6物質(zhì)的量濃度為0.01mol/L的NaOH溶液78選什么作為實(shí)驗(yàn)材料呢？酶的特性——酶的作用條件溫和探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)01/實(shí)驗(yàn)材料及試劑

H2O2不穩(wěn)定，受熱易分解。斐林試劑檢測(cè)需要水浴加熱，溫度是干擾條件。實(shí)驗(yàn)材料檢測(cè)試劑不選用H2O2作為反應(yīng)底物的原因？不選用斐林試劑進(jìn)行鑒定的原因?淀粉、淀粉酶碘液酶的特性——酶的作用條件溫和組別第一組第二組第三組試管1號(hào)2號(hào)3號(hào)4號(hào)5號(hào)6號(hào)實(shí)驗(yàn)步驟一量取2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液量取2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液量取2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液二冰水中水浴3分鐘37℃中水浴3分鐘沸水中水浴3分鐘三1與2試管混合搖勻，充分反應(yīng)3與4試管混合搖勻，充分反應(yīng)5與6試管混合搖勻，充分反應(yīng)四取試管，滴4滴碘，觀察取試管，滴4滴碘，觀察取試管，滴4滴碘，觀察預(yù)期現(xiàn)象藍(lán)色不變藍(lán)色實(shí)驗(yàn)結(jié)論溫度會(huì)影響酶的活性酶的特性——酶的作用條件溫和探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)高溫會(huì)使酶永久失活，不可恢復(fù)；低溫使酶活性降低，酶制劑常在低溫下保存聯(lián)系酶的本質(zhì)，大多數(shù)為蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)高溫會(huì)變性A-BB點(diǎn)表示隨溫度升高，酶活性(催化效率)增強(qiáng)。表示酶活性(催化效率)達(dá)到最大，此時(shí)的溫度為催化的最適溫度。B-C表示隨溫度升高，酶活性(催化效率)減慢。曲線表示反應(yīng)的趨勢(shì)如何?抑制失活酶的特性——酶的作用條件溫和探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)生物酶牙膏含有溶菌酶、淀粉酶、蛋白酶等多種酶，可以殺滅有害菌，清除淀粉等食物殘?jiān)２煌锏淖钸m溫度不同動(dòng)物：35-40℃之間植物：40-50℃之間細(xì)菌和真菌：差別較大有的酶最適溫度可達(dá)70℃30℃溫水刷酶的特性——酶的作用條件溫和探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響實(shí)驗(yàn)01/實(shí)驗(yàn)材料及試劑1質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的淀粉酶溶液2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉溶液3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液(H2O2酶)4體積分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液這次底物選淀粉還是過(guò)氧化氫呢？淀粉在酸性條件下會(huì)被水解實(shí)驗(yàn)材料不選用淀粉作為反應(yīng)底物的原因？H2O2、H2O2酶先加入酶溶液，固定好酶的活性，再加底物先往試管加入酶溶液還是底物?酶的特性——酶的作用條件溫和過(guò)氧化氫溶液1號(hào)試管2號(hào)試管3號(hào)試管實(shí)驗(yàn)步驟一試管各加入2mL過(guò)氧化氫溶液二pH＝2pH＝7pH=12三加入過(guò)氧化氫酶2滴，振蕩四2—3min后將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香分別放入試管中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無(wú)明顯變化復(fù)燃無(wú)明顯變化結(jié)論只有在適合的pH下酶的催化效率最好酶的特性——酶的作用條件溫和一定pH范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨pH升高而加快。在最適pH時(shí)，酶促反應(yīng)速率最快。超過(guò)最適pH后，酶促反應(yīng)速率隨pH升高而減慢。探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響實(shí)驗(yàn)pH對(duì)酶活性的影響曲線解讀一般地，動(dòng)物體內(nèi)的酶最適pH在6.5－8.0之間；植物體內(nèi)的酶最適pH在4.5－6.5之間；細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適pH差別較大。A-BB點(diǎn)B-C過(guò)酸、過(guò)堿對(duì)酶活性的影響一樣的嗎？過(guò)酸、過(guò)堿都會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活反應(yīng)速率pH最適pHABC失活失活酶的特性——酶的作用條件溫和探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響實(shí)驗(yàn)保證細(xì)胞代謝能夠在溫和條件下高效進(jìn)行。酶活性受溫度影響示意圖酶活性受pH影響示意圖00最適pH最適溫度t/℃pH酶的活性高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高。溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會(huì)明顯降低。低溫使酶活性受抑制，溫度恢復(fù)，酶活性可以恢復(fù)。酶的活性影響酶促反應(yīng)的因素酶酶酶底物（反應(yīng)物）產(chǎn)物（生成物）酶的濃度（條件適宜，底物充足）影響酶促反應(yīng)的因素酶酶酶底物（反應(yīng)物）產(chǎn)物（生成物）底物濃度（條件適宜，酶量有限）影響酶促反應(yīng)的因素影響酶促反應(yīng)的因素某種酶的催化反應(yīng)速率隨溫度和時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖所示。據(jù)圖分析,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 ()A.該酶可耐受一定的高溫B.在t1時(shí),該酶催化反應(yīng)速率隨溫度升高而增大C.