降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

1、第5章 細胞的能量供應(yīng)和利用,降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶,問題探討 斯帕蘭札尼實驗,斯帕蘭扎尼實驗,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？,酶的作用及本質(zhì),細胞代謝 概念：細胞內(nèi)所有有序化學(xué)反應(yīng)的總稱。 一、酶在細胞代謝中的作用,實驗探究： 比較過氧化氫在不同條件下的分解。 實驗原理 2H2O2 2H2O + 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、酶在細胞代謝中的作

2、用,實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論,步驟及記錄,2ml,2ml,2ml,2ml,2滴Fecl3,2滴肝臟研磨液,90水 浴加熱, 比較過氧化氫在不同條件下的分解,1、與1試管相比，2號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？ 這一現(xiàn)象說明什么？為什么？,2、號試管放出的氣泡多，這一現(xiàn)象說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。,比較號與號試管的現(xiàn)象,號試管,90OC水浴,號試管,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。, 比較過氧化氫在不同條件下的分解,2、3號和4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？為什么？,Fe3+和過氧化氫酶促進過氧化氫分解，但

3、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。, 比較過氧化氫在不同條件下的分解,3、3號試管與4號試管相比，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。,結(jié)論：同無機催化劑相比， 酶降低活化能的作用更顯 著，因而催化效率更高。,變量：實驗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，實驗過程中可能還會存在一些可變因素，對實驗結(jié)果造成影響，這些變量稱為無關(guān)變量。,對照實驗： 除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗。,對照實驗的設(shè)計原則：

4、1、單一變量原則。 2、等量原則。,1,2,3,4,直接觀察,水浴加熱,肝臟研磨液,FeCl3溶液,對照組,實驗組,實驗組,實驗組,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;實驗室的溫度;氯化鐵和肝臟研磨液的新鮮程度等,1號試管,2,3,4號試管,2號:90度水浴加熱 3號:加入3%的氯化鐵 4號:加入20%肝臟研磨液,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),活細胞粉碎后所得的物質(zhì)作用和活的酵母細胞作用一樣,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,活細胞產(chǎn)生的一類具催化作用的有機物。,來源

5、,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，縮短到達平衡的時間，但并不改變反應(yīng)的方向,酶、激素和蛋白質(zhì)的區(qū)別？,簡要回答,1、什么叫活化能？,2、酶的作用？,3、加熱為什么能促進過氧化氫的分解？,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,加熱促進分子得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸?的活躍狀態(tài)。,酶是活細胞產(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)是RNA。,酶的特性,說明過氧化氫酶比Fe3+的催

6、化效率高得多。,為什么4號試管的反應(yīng)速率比3號試管快得多？, 比較過氧化氫在不同條件下的分解,酶的特性之一：,高效性,酶的特性,1、酶具有高效性,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)計這個實驗？,1、酶具有高效性,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)5min,2號試管中加入2mL 蔗糖溶液,加入斐林試劑,振蕩,約60水浴2min,1號試管中加入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。,探究淀粉酶對淀

7、粉和蔗糖的水解作用,每一種酶只能催化 化學(xué)反應(yīng)。,細胞代謝能夠有條不紊地進行，與酶的 是分不開的。,一種或一類,專一性,從上面進行的實驗我們看出進行實驗需要一定的 條件，比如淀粉酶60左右最好。能不能設(shè)計一個實驗，來證明溫度會影響酶的活性？,酶活性：酶對化學(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,基礎(chǔ)過關(guān) 1、酶的作用是 。 2、酶的化學(xué)本質(zhì)是 。 3、酶的特性有 、 。（已學(xué)） 4、口述什么是自變量、因變量、無關(guān)變量。,降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，催化作用。,絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA,高效性 專一性,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

8、變化的變量。,除自變量外，實驗過程中可能還會存在一些可變因素，對實驗結(jié)果造成影響，這些變量稱為無關(guān)變量。,探究一、探究溫度對酶活性的影響,1、對問題1、2你會做出怎樣的假設(shè)？_ 2、如何驗證你的假設(shè)？（設(shè)計實驗） 實驗的自變量？ _ 如何控制自變量？_ 無關(guān)變量？ _ 3、實驗材料用具：（P84） 4、你選擇的酶是 ，反應(yīng)物是 。 5、實驗程序： 根據(jù)你的選擇，寫出實驗操作過程：（可以以表格形式反映）,溫度影響酶的活性，溫度過高、過低，酶的活性都會降低,溫度,使用水浴恒溫箱，底物與酶混合前要先預(yù)熱處理。,反應(yīng)物的濃度，滴加的量；滴加酶的量；PH值-,淀粉酶,淀粉,1號試管,2號試管,3號試管,

9、加入淀粉酶2滴，振蕩,試管各加入2mL淀粉溶液,藍色,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,藍色,探究溫度對淀粉酶活性的影響,本實驗設(shè)計合理嗎,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號試管和一支加有酶溶液的試管，共同加熱至100，保持約5min,給、號試管分別加入對應(yīng)的淀粉酶溶液2滴，振蕩保溫5min,支試管各加入兩滴碘液，

10、震蕩觀察。,無明顯變化,藍色,藍色,只有在適合的溫度下酶的催化效率最高,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。,交流與表達：,實驗過程中先加酶再調(diào)控溫度同樣能說明溫度對酶活性的影響，你贊同嗎？改用斐林試劑檢測有不妥之處嗎？為什么？,不，因為酶的催化效率高，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，因為斐林試劑檢測過程中要加熱， 而本實驗中的變量是溫度。,探究二、探究PH值對酶活性的影響,1、自變量是_，怎樣控制自變量？ 。 2、因變量是_， 3、實驗材料用具：（P84） 4、你選擇的酶是

11、，反應(yīng)物是 。 5實驗程序： 根據(jù)你的選擇，寫出實驗操作過程：（可以以表格形式反映）,PH值,通過給酶溶液中滴加酸或堿溶液,酶促反應(yīng)速率,過氧化氫酶,過氧化氫,探究pH對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2mL H2O2溶液,23min后將點燃的衛(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,在最適宜PH下，酶的活性最高，PH偏高或偏低酶的活性都會明顯降低。,在過酸過堿的條件下， 都會使酶的空間結(jié)構(gòu) 遭到破壞而失去活性,思考： 高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？,不同，過酸

12、、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(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)。,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_，會使酶的_遭到破壞，使酶_。 5、酶的活性恢復(fù)：0左右時，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

13、低,酸 堿,過高,空間結(jié)構(gòu),失活,活性,沒遭破壞,恢復(fù),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)。,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。,酶的濃度(a),酶的濃度(2a),(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

14、，但達到一定濃度，反應(yīng)速率不再變化。,酶量一定,(4)抑制劑和激活劑,底物濃度(v),底物濃度(2v),(a),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。),1、胃蛋白酶的最適溫度為37，在測定其活性時，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,B,A,鞏固練習(xí),2、為了認識酶作用的特性，以20過氧化氫溶液為反應(yīng)底物的一組實驗結(jié)果如下表所示。通過分析實驗結(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

15、驗依據(jù)的一項是( ),B,A.從催化反應(yīng)效率看，酶有高效性 B.從催化底物范圍看，酶有專一性 C.從催化反應(yīng)條件看，酶有溫和性 D.從催化活性看，酶變性后就失活,3.人在發(fā)高燒時，常常食欲大減，最根本的原因是 （ ） A.所吃食物不能消化 B.胃沒有排空 C.體溫超過合適溫度，消化酶的活性下降 D.吃藥使人沒有了胃口 4.胃蛋白酶在進入小腸后就幾乎沒有了催化作用，主要原因是（ ） A.pH不適合 B.胃中已經(jīng)起了消化作用，不能再起作用了 C.被小腸中的物質(zhì)包裹起來，所以起不到催化作用 D.小腸中沒有蛋白質(zhì)可被消化,C,A,習(xí)題鞏固,5、下圖表示的是在最適溫度下，反應(yīng)物濃度對酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速率的影響。,A,B,C,反應(yīng)速率,反應(yīng)物濃度,（1）請解釋在A、B、C三點時該化學(xué)反應(yīng)的狀況。,A點：隨著反應(yīng)底物濃度的增加，反應(yīng)速率加快。,B點：反應(yīng)速率在此時達到最高。,C點：反應(yīng)速率不再隨著反應(yīng)底物濃度的增加而升高，維持在相對穩(wěn)定的水平。,習(xí)題鞏固,1、下圖表示的是在最適溫度下，反應(yīng)物濃度對酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速率的影響。,A,B,C,反應(yīng)速率,反應(yīng)物濃度,（2）如果在A點時溫度升高10，曲線會發(fā)生什么變化？為什么？