--降低化学反应活化能的酶(第一课时)

1、知识回顾知识回顾n1.自由水和结合水怎样相互转化？自由水和结合水怎样相互转化？n2.双缩脲鉴定蛋白质的原理？双缩脲鉴定蛋白质的原理？n3.分泌蛋白合成和分泌分泌蛋白合成和分泌经过经过的细胞器和的细胞器和相关相关的的细胞器分别是？细胞器分别是？n下图表示细胞中一种常见的水解反应，下列化下图表示细胞中一种常见的水解反应，下列化合物能发生此种反应的有（合物能发生此种反应的有（ ）n 多肽多肽 淀粉淀粉 纤维素纤维素 脂肪脂肪 A 1,2,3 B 1,2,4 C 1,3,4 D 2,3,4A降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶第五章第五章 第一节第一节1 1、细胞代谢、细胞代谢n细胞中细胞中每

2、时每刻都进行着每时每刻都进行着许多化学反应许多化学反应的的统称。统称。一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用有什么方法可以提高化学反应的速率？有什么方法可以提高化学反应的速率？加温、加压、催化剂加温、加压、催化剂细胞代谢如何在细胞代谢如何在温和温和的条件下的条件下高效高效进行？进行？依靠细胞内的生物催化剂依靠细胞内的生物催化剂酶酶（细胞生命活动的基础）（细胞生命活动的基础）2 2、酶在细胞代谢中的作用、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用比较比较H H2 2O O2 2在不同条件下的分解在不同条件下的分解2 H2 H2 2O O2 2 2 H 2 H2

3、 2O + OO + O2 2（1 1）反应物：）反应物：（2 2）条件：）条件：（3 3）反应原理：）反应原理：（4 4）结果观察：）结果观察：H2O2加热；加热；FeClFeCl3溶液；新鲜肝脏研磨液（酶）溶液；新鲜肝脏研磨液（酶）气泡产生快慢、多少；气泡产生快慢、多少；点燃的卫生香复燃情况点燃的卫生香复燃情况比较比较H2O2在不同条件下的分解在不同条件下的分解试试管管号号3%H2O2 点燃的卫点燃的卫生香检测生香检测实验处理实验处理H2O2分解速分解速度度(气泡多少气泡多少)1234不复燃不复燃很少很少不复燃不复燃较多较多发亮发亮大量大量燃烧燃烧猛烈猛烈2ml2ml2ml2ml2ml2m

4、l2ml2ml9090度水浴加热度水浴加热滴加滴加3%FeCl3%FeCl3 32 2滴滴滴加滴加20%20%的肝的肝脏研磨液脏研磨液2 2滴滴常温常温不明显不明显控制变量控制变量观察现象观察现象检验检验方法方法n分子从分子从常态常态转变为容易发生化学反应的转变为容易发生化学反应的活活跃状态跃状态所需的能量称为所需的能量称为。nH2O2 ( (常态常态) ) H2O2( (活跃状态活跃状态) )能量能量加热加热加热为什么能加快化学反应？加热为什么能加快化学反应？一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用带火星卫生香带火星卫生香 实验后实验后1 1、3 3号和号和4 4号试管未经加热，也有

5、大量气泡产生，这号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？说明什么？2 2、3 3号与号与4 4号相比，哪支试管中的反应速率快？这说号相比，哪支试管中的反应速率快？这说明两种催化剂的催化效率有何不同？明两种催化剂的催化效率有何不同？FeClFeCl3 3中中FeFe3+3+和肝脏研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢和肝脏研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。分解的速率。4 4号试管的反应速率比号试管的反应速率比3 3号试管快得多。说明过氧化氢酶比号试管快得多。说明过氧化氢酶比FeFe3+3+的催化效率高得多。的催化效率高得多。一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用质量分数为

6、质量分数为20%20%的的新鲜肝脏研磨液新鲜肝脏研磨液1 1滴滴质量分数为质量分数为3.5%3.5%的的FeClFeCl3 3溶液溶液1 1滴滴有机催化剂：过氧化氢有机催化剂：过氧化氢酶酶酶的相对数量：酶的相对数量：1 1无机催化剂：无机催化剂：FeFe3+3+FeFe3+3+的相对数量：的相对数量：2525万万酶能催化生物化学反应，酶能催化生物化学反应，催化效率催化效率 比无机催化剂高得多。比无机催化剂高得多。 条件条件活化能活化能/kJ/kJmolmol-1-1无催化剂催化无催化剂催化用用胶态铂胶态铂催化催化用用过氧化氢酶过氧化氢酶催化催化757554542929在在20 20 测得的过氧

7、化氢分解的活化能测得的过氧化氢分解的活化能 酶酶降低活化能降低活化能的作用比无机催化剂的作用比无机催化剂更更 显著显著，催化效率更高。，催化效率更高。一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用反应所需活化能反应所需活化能酶降低的活化能酶降低的活化能典例：典例：下图中，表示有酶催化的反应曲线，表示下图中，表示有酶催化的反应曲线，表示没有酶催化的反应曲线，没有酶催化的反应曲线，E E表示酶降低的活化能。正确表示酶降低的活化能。正确的图解是的图解是( () )B自变量：自变量：因变量：因变量：FeCl3溶液；肝脏研磨液溶液；肝脏研磨液H2O2分解

8、速率分解速率无关变量：无关变量：对照实验：对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不除了一个因素以外，其余因素都保持不 变的实验。变的实验。对照组：对照组：实验组：实验组：反应物的浓度、剂量；实验室的温度等反应物的浓度、剂量；实验室的温度等变量变量实验设计的基本原则实验设计的基本原则1号号2、3、4号号一、单一变量原则：一、单一变量原则：二、对照原则：二、对照原则：二、酶的本质二、酶的本质资料分析资料分析发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德巴斯德李比希李比希毕希纳毕希纳萨姆纳萨姆纳争论争论其他科学家其他科学家切赫和奥特曼切赫和奥特曼发酵与死细胞发酵与死细胞中

9、的物质有关中的物质有关发酵与活发酵与活细胞有关细胞有关 死细胞中的物死细胞中的物质和活细胞都质和活细胞都能引起发酵能引起发酵脲酶是脲酶是蛋白质蛋白质胃蛋白酶等许多酶胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质也是蛋白质 少数酶是少数酶是RNARNA酶是酶是 产生的具有产生的具有 的有机的有机物，其中绝大多数酶是物，其中绝大多数酶是 ，少量的酶，少量的酶是是 。作用部位：作用部位：酶产生的部位：酶产生的部位：酶的作用：酶的作用：酶的化学本质：酶的化学本质：二、酶的本质二、酶的本质n什么是酶？什么是酶？活细胞中活细胞中催化作用催化作用蛋白质或蛋白质或RNARNA可在细胞内起作用，也可在细胞外起作用可在细胞内起作用，

10、也可在细胞外起作用活细胞活细胞催化作用催化作用蛋白质蛋白质RNA三、酶的特性三、酶的特性回顾：回顾：H H2 2O O2 2在不同条件下的分解实验在不同条件下的分解实验底物底物+无机无机催化剂（催化剂（FeCl3 3溶液）溶液）底物底物+生物生物催化剂（酶）催化剂（酶）检测检测 底物分解速率底物分解速率（产物形成速率）（产物形成速率） 底物分解速率底物分解速率（产物形成速率）（产物形成速率）检测检测变量分析变量分析自变量：催化剂的种类自变量：催化剂的种类因变量：底物分解速率因变量：底物分解速率 科学家得出的大量数据表明，酶的催化效率科学家得出的大量数据表明，酶的催化效率大约是无机催化剂的大约是

11、无机催化剂的10107 7-10-101313倍倍三、酶的特性三、酶的特性酶的催化具有酶的催化具有高效性高效性保证保证细胞内化学反应的顺利细胞内化学反应的顺利 进行，使进行，使能量供应稳定能量供应稳定。 1 1、表示酶、表示酶 的曲线的曲线催化剂可加快化学反应速率；与无机催化剂催化剂可加快化学反应速率；与无机催化剂相比，酶的催化效率相比，酶的催化效率更高更高。酶只能酶只能缩短缩短达到化学反应平衡所需的时间，达到化学反应平衡所需的时间，不能改变不能改变化学反应的平衡点。化学反应的平衡点。酶只能催化已存在的化学反应。酶只能催化已存在的化学反应。高效性高效性知识回顾知识回顾n1.细胞代谢定义？细胞代

12、谢定义？n2.活化能定义？活化能定义？n3.酶催化化学反应的实质？酶催化化学反应的实质？n4.实验设计遵循的基本原则？怎样区分对照实验设计遵循的基本原则？怎样区分对照组和实验组？组和实验组？n5.酶定义？酶定义？n无机催化剂酸无机催化剂酸既能催化蛋白质的水解，也能催化既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。脂肪、淀粉水解。n目前已发现酶有目前已发现酶有40004000多种，它们分别催化不同的多种，它们分别催化不同的化学反应化学反应 如蛋白酶能催化蛋白质水解，不能催化脂肪水解如蛋白酶能催化蛋白质水解，不能催化脂肪水解三、酶的特性三、酶的特性思考：酶的催化有何特点？如何通过实验证实你的推测？

13、思考：酶的催化有何特点？如何通过实验证实你的推测？三、酶的特性三、酶的特性淀粉淀粉 + 淀粉酶淀粉酶检测检测淀粉被分解淀粉被分解蔗糖蔗糖 + 淀粉酶淀粉酶检测检测蔗糖蔗糖不不被分解被分解如果给你如果给你淀粉酶、淀粉淀粉酶、淀粉、蔗糖、蔗糖酶蔗糖、蔗糖酶以及以及其它必须的材料用具，如何证明酶具有专一其它必须的材料用具，如何证明酶具有专一性？性？1 12 22ml2ml淀粉溶液淀粉溶液 2ml2ml蔗糖溶液蔗糖溶液1ml1ml淀粉酶淀粉酶溶液溶液 1ml1ml淀粉酶淀粉酶溶液溶液+ + + + 斐林试剂斐林试剂（水浴约（水浴约6060）+ + 等量斐林试剂等量斐林试剂 （水浴约（水浴约6060）砖

14、红色沉淀砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀三、酶的特性三、酶的特性如果给你如果给你淀粉酶、淀粉淀粉酶、淀粉、蔗糖、蔗糖酶蔗糖、蔗糖酶以及以及其它必须的材料用具，如何证明酶具有专一其它必须的材料用具，如何证明酶具有专一性吗？性吗？2 2、酶具有专一性、酶具有专一性三、酶的特性三、酶的特性一种酶只能催化一种酶只能催化一种或一类一种或一类化学反应化学反应某类酶某类酶反应底物反应底物反应产物反应产物细胞代谢能够细胞代谢能够有条不紊有条不紊地进行地进行2 2、表示酶、表示酶 的曲线的曲线加入酶加入酶B B的反应速率与无酶条件下的反应速率的反应速率与无酶条件下的反应速率相同，说明酶相同，说明酶B B对此反

15、应对此反应无无催化作用，而加入催化作用，而加入酶酶A A的反应速率随反应物浓度增加的反应速率随反应物浓度增加明显加快明显加快，进一步说明酶具有专一性。进一步说明酶具有专一性。专一性专一性n酶发挥作用是否在任何条件下都能进行？酶发挥作用是否在任何条件下都能进行？n感冒发烧时为什么不想吃饭？感冒发烧时为什么不想吃饭？ 假设：温度可以影响假设：温度可以影响酶的活性酶的活性n如何设计实验探究温度对酶活性有无影响？如何设计实验探究温度对酶活性有无影响？三、酶的特性三、酶的特性 探究温度与酶活性的关系探究温度与酶活性的关系 试剂：试剂：（质量分数（质量分数3%3%）可溶性淀粉溶液；）可溶性淀粉溶液； 新配

16、置的唾液淀粉酶溶液；新配置的唾液淀粉酶溶液； 实验自变量：实验自变量： 因变量：因变量：设计几组？温度如何设置？设计几组？温度如何设置？高温、常温、低温高温、常温、低温酶活性酶活性序号序号项项 目目试管试管1试管试管2试管试管31 12 23 34 4（振荡摇匀保持各（振荡摇匀保持各自的温度自的温度5min）注入可溶性淀粉液注入可溶性淀粉液每支试管各每支试管各2ml37左右左右的温水中的温水中沸水中沸水中冰块中冰块中注入淀粉酶溶液注入淀粉酶溶液每支试管各每支试管各1ml加入碘液加入碘液每支试管各加每支试管各加1滴滴探究探究温度温度对淀粉酶活性的影响对淀粉酶活性的影响置于不同温度下置于不同温度下

17、（ 保温保温5min）1 1、检验淀粉是不是被分解时，可否用斐林试剂？、检验淀粉是不是被分解时，可否用斐林试剂？2 2、设置好温度的淀粉溶液，加入淀粉酶溶液时会引、设置好温度的淀粉溶液，加入淀粉酶溶液时会引 起试管的温度变化，导致实验误差。如何改进？起试管的温度变化，导致实验误差。如何改进？不能，此实验的自变量是不同温度，使用斐林不能，此实验的自变量是不同温度，使用斐林试剂时，需要试剂时，需要50506565水浴加热，对自变量的水浴加热，对自变量的设置有影响，引起误差。设置有影响，引起误差。 将每组淀粉溶液和淀粉酶分别在相应温度下保将每组淀粉溶液和淀粉酶分别在相应温度下保存相同时间，确保温度一

18、致，再混合。存相同时间，确保温度一致，再混合。3 3、如何进一步确定酶催化作用的最适温度？、如何进一步确定酶催化作用的最适温度？实验设计过程实验设计过程1234567891000C100C200C300C400C500C600C700C800C1000C各加各加淀粉酶淀粉酶溶液溶液1ml各加各加2%淀粉淀粉溶液溶液2ml23456789 1011123456789102345678910维持维持5min00C100C1000C00C100C1000C维持维持5min向混合液中加入向混合液中加入1滴碘液滴碘液观察颜色变化情况观察颜色变化情况温度会影响酶活性，酶活性有一定温度会影响酶活性，酶活性有

19、一定的最适温度范围。的最适温度范围。三、酶的特性三、酶的特性30503050中的试管中溶液几乎不变蓝，中的试管中溶液几乎不变蓝，其他试管中溶液均不同程度变蓝。其他试管中溶液均不同程度变蓝。序号序号项项 目目试管试管1 1试管试管2 2试管试管3 31 12 23 34 4 探究探究pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响注入肝脏研磨液注入肝脏研磨液注入注入蒸馏水蒸馏水每支试管各每支试管各2ml2ml每支试管各每支试管各1ml1ml用带火星的卫生香进行检验用带火星的卫生香进行检验1ml1ml注入注入5%5%NaOHNaOH溶液溶液注入注入5%5%盐酸溶液盐酸溶液1ml1ml1ml1m

20、l不同不同pHpH的处理的处理注入过氧化氢注入过氧化氢溶液溶液动物：动物：3535 4040植物：植物：4040 5050植物：植物：pH 4.5 pH 4.5 6.56.5动物：动物：pH 6.5 pH 6.5 8.08.0三、酶的特性三、酶的特性3 3、酶的作用条件较温和、酶的作用条件较温和胃蛋白酶：胃蛋白酶：1.5 1.5 2.2 2.2胰蛋白酶胰蛋白酶:8 :8 1010 高温、低温、过酸和过碱对酶活性的高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？影响其本质相同吗？ 不同。不同。 过酸、过碱或温度过高，会使过酸、过碱或温度过高，会使酶的酶的( (空间空间) )结构遭到破坏，使酶永

21、久失活结构遭到破坏，使酶永久失活； 低温时酶空间结构依然稳定，但低温时酶空间结构依然稳定，但酶活性被酶活性被抑制抑制，在适宜温度下其活性可以恢复。，在适宜温度下其活性可以恢复。三、酶的特性三、酶的特性例：下图表示某有机物加入催化剂后，置于由例：下图表示某有机物加入催化剂后，置于由 00渐变至渐变至8080的环境中，有机物的分解总量的环境中，有机物的分解总量 与温度的关系图。根据该图判断，如果把这与温度的关系图。根据该图判断，如果把这 些物质置于些物质置于8080渐变至渐变至00的环境中处理，其的环境中处理，其 关系图应为关系图应为三、酶的特性三、酶的特性酶酶酶的作用：酶的作用：降低化学反应的活

22、化能降低化学反应的活化能酶的本质：酶的本质：大多数是大多数是蛋白质蛋白质少数是少数是RNARNA酶的特性酶的特性高效性高效性专一性专一性作用条件温和作用条件温和影响酶促反应速率的因素：影响酶促反应速率的因素：1 1、温度、温度2 2、pHpH影响酶促反应速率的因素：影响酶促反应速率的因素：3 3、酶的浓度、酶的浓度4 4、底物浓度、底物浓度酶促反应速率酶促反应速率酶的浓度酶的浓度酶促反应速率酶促反应速率底物浓度底物浓度酶数量的限制酶数量的限制（底物充足，其他条件（底物充足，其他条件适宜）适宜）（酶浓度一定）（酶浓度一定）D与酶相关的实验设计：与酶相关的实验设计：对照实验的实验步骤：对照实验的实验步骤：1 1、取材，分组，编号；、取材，分组，编号；2 2、形成对