好降低化学反应活化能酶课

1、关于好降低化学反应活化能的酶课第1页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三本节聚集：1.细胞代谢为什么离不开酶？2.酶是什么？3.科学家是怎样研究酶的本质的？第1节 降低化学反应活化能的酶第2页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三问题探讨讨论：1.1783年斯巴兰札尼的实验要解决什么问题？2.是什么物质使肉块消失了？3.怎样才能证明你的推测？第3页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三一、酶的作用和本质： 1.酶在细胞代谢中的作用：用简单的实验证明酶的催化效率：2 H2O2 2 H2O + O21.常温 2.加热 3.FeCl3 4.加肝

2、液第4页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三在本实验中应该注意哪些事项？ 1.实验时肝脏必须要新鲜; 2.要使用肝脏的研磨液; 3.滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合 用一支滴管; 4.要注意观察实验的现象; 5.不要让过氧化氢接触皮肤。第5页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三控制变量与对照实验1、自变量：实验中人为改变的变量。2、因变量：随自变量而变化的变量。3、无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在的一些可变因素，对实验结果造成影响。4、对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。5、对照实验一般要设置对照组与实验组。第6页，

3、共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三步骤试管编号 说明1234 一二 结果结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90FeCl3肝脏研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样反应条件自变量因变量无关变量y=kx变量 H2O2 浓度剂量剂量气泡产生卫生香燃烧对照实验对照组实验组实验第7页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三说明：1、加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率；2、FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率；3、过氧

4、化氢酶比Fe3+的催化效率高得多； 细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。酶凭什么能担此大任？第8页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三提高化学反应速率的途径：(1) 用加热或光照给反应体系提供能量。(2) 使用催化剂。 那么，为什么使用催化剂可以提高反应速率呢？第9页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三活化能： 在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子的平均能量水平较低，为“初态”。在反应的任何一瞬间反应物中都有一部分分子具有了

5、比初态更高一些的能量，高出的这一部分能量称为“活化能” 在一定温度下，1mol反应底物全部进入活化态所需要的自由能就是该反应底物的活化能。单位J/mol第10页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三思考：1mol H2O2由常态变为活跃的状态时需要吸收75 KJ的热量，这75 KJ就是每mol H2O2的活化能。但加入过氧化氢酶时，H2O2只要吸收29 KJ的热量就可以转变为活跃的状态。少了的46 KJ的热量是不是由过氧化氢酶提供的呢？如果不是由过氧化氢提供的，那么如何解释为何少了46 KJ的热量呢？第11页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三 酶和一般催

6、化剂的作用就是降低化学反应所需的活化能，从而使活化分子数增多，反应速度加快。第12页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三酶的催化机理是降低活化能第13页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三第14页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三分子初态活化能活跃状态作用机理：第15页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三例1 下表所列举的实验，能够说明 过氧化氢溶液FeCl3溶液肝脏研磨液温度结果试管12mL2滴25oC气泡少试管22mL2滴25oC气泡多A、酶具有多样性 B、酶具有专一性C、酶的活性受温度影响 D、酶具有高效性

7、D第16页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三例2：下列生理过程和现象中，不需要酶直接参与的是（ ） A、光能转变为ATP中的化学能B、塑料袋中的土豆变酸 C、萎蔫的菠菜放入清水中变硬 D、小麦吸收土壤中的NO3C第17页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三2、酶的发现：1836年,德国科学家施旺提取胃液中消化蛋白质的物质-胃蛋白酶.1926年,美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶结晶,并证明它是一种蛋白质.20世纪30年代,科学家相继提取出多种酶的蛋白质结晶,指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质.1783年,意大利科学家斯巴兰札尼 用“金属笼肉块”实

8、验推断胃液中 一定含有消化肉块的物质-说明胃具有化学性消化的作用.20世纪80年代以来,美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有催化作用.第18页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三讨论：1、巴斯德他李比希的观点，各有什么积极意义？各有什么局限？2、他们之间的争论对于后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？3、从毕希纳的实验可以得出什么结论？4、萨姆纳历时9年证明脲酶是蛋白质，并获诺贝尔奖。你认为他成功的原因是什么？5、请给酶下一个完整的定义。第19页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三疑问：酶究竟是什么呢？为什么毕希纳没能确定酶的化学本质？所有的酶都是

9、蛋白质吗？第20页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三 1982年至1983年美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA 也具有催化作用，这一研究成果的出现荣获了1984年诺贝尔生理奖。结论：绝大多数酶是蛋白质， 极少数酶是RNA。奥特曼第21页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用毕希纳酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳酶是蛋白质

10、李比希切赫、奥特曼少数RNA也具有生物催化功能一、酶的本质第22页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三1.巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的；李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的，但是认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的。第23页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三3、酶的化学本质： 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶对化学反应的催化效率称为酶活性.正由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。第24页，共52

11、页，2022年，5月20日，20点23分，星期三酶在活细胞产生，但可分布在细胞内（如呼吸酶）或细胞外（如唾液淀粉酶）。同一个体内各类细胞所含酶的种类、数量 ，是 的结果。都不同基因选择性表达酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做底物经反应产生的物质叫做产物。第25页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三酶的特性第26页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三二、酶的特性 高效性：催化效率很高，大大提高反应速率 专一性：任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物 多样性：种类繁多 易变性：容易被高温、强酸、强碱等破坏 反应条件较温和：第27页，共5

12、2页，2022年，5月20日，20点23分，星期三序号项 目试管121注入可溶性淀粉溶液2mL/2注入蔗糖溶液/2mL3注入新鲜淀粉酶溶液2mL2mL结果现象砖红无第28页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三实验设计原则： 对照原则 单一变量(单因子）原则友情提示第29页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三探究：影响酶活性的条件实验材料： 2淀粉酶溶液、20肝脏研磨液、3可溶性淀粉溶液、体积分数为30的过氧化氢溶液、5 HCl、5 NaOH、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂实验用具： 试管、量筒、小烧杯、大烧杯、滴管、试管夹、酒精灯、三角架、石棉网、温

13、度计、PH试纸、火柴第30页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三pH对酶活性的影响 1 2 3 肝脏研磨液 1ml 1ml 1ml pH3过氧化氢溶液 结果 结论蒸馏水1mL5NaOH1mL5HCL1mL2ml2ml2ml摇匀混合，放置在室温下反应5min有较多气泡不明显不明显过氧化氢酶在中性条件中活性最强自变量因变量第31页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三第32页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三pH值：在极端的酸性或碱性条件下会变性而完全失去活性，大多数酶的最适PH值为4.5-8.0范围内。（1）动物体内的酶最适宜pH大多在

14、6.58之间。唾液pH为6.27.4，胃液的pH为0.91.5，小肠液的pH为7.6。（2）植物体内的酶最适pH大多在4.56.5之间。第33页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三探究温度对淀粉酶活性的影响(1)自变量：温度（已知淀粉酶的适用温度范围是5075）(2)因变量：(3)无关变量：不同温度条件下淀粉酶的活性实验操作顺序、溶液的量、时间、温度是否达到预设的温度等（0 、60 、100 ）如何检测？淀粉淀粉酶麦芽糖2.实验用品：质量分数为3的可溶性淀粉溶液、质量分数为2的淀粉酶溶液、冰水（0）、热水、碘液(4)实验原则：单一变量原则、等量原则、对照实验原则1.实验分析

15、第34页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三温度对酶活性的影响 1 2 33可溶性淀粉 2ml 2ml 2ml 温度 唾液淀粉酶 碘液 颜色 结论冰水中37水浴60 浴放置2min1ml1ml1ml1滴1滴1滴摇匀混合，放置反应5min变蓝变蓝不变蓝唾液淀粉酶在37 中活性最强自变量因变量第35页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三 123 1滴1滴1滴滴入碘液观察颜色变化变蓝不变蓝变蓝0 60100保温5.分析实验结果，得出结论 温度会影响酶的活性第36页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三6.拓展试管1的现象说明：0下酶仍有活性，

16、只是活性很低，随着温度升高，这时酶活性增强； 123 1滴1滴1滴滴入碘液观察颜色变化变蓝不变蓝变蓝0 60100保温变温处理2分钟6060/观察颜色变化蓝色消退蓝色不变/试管3的现象说明：100 下酶已经失去活性，并且酶的这种失活是不可恢复的。第37页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三温度过高和过低对酶活性的影响其本质相同吗？第38页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三温度：一般而言，温度越高化学反应越快，但酶是蛋白质，若温度过高会发生变性而失去活性，因而酶促反应一般是随着温度升高反应加快，直至某一温度活性达到最大，超过这一最适温度，由于酶的变性，反

17、应速度会迅速降低。 大多数酶，在30-40范围内显示最高活性。 低温不会使酶失去活性，低温时酶活性降低，但若再给予适宜的温度，酶活性又增强。高温可导致酶失去活性，绝大多数酶在70以上，其空间结构即被破坏。 热对酶活性的影响对食品很重要，如，绿茶是通过把新鲜茶叶热蒸处理而得，经过热处理，使酚酶、脂氧化酶、抗坏血酸氧化酶等失活，以阻止儿茶酚的氧化来保持绿色。红茶的情况正相反，是利用这些酶进行发酵来制备的。 第39页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三影响酶促反应的因素常有： 温度 PH值 酶的浓度 底物浓度 抑制剂 激活剂第40页，共52页，2022年，5月20日，20点23分

18、，星期三 影响酶活性的因素：除温度和PH对酶活性的影响外，酶浓度和反应底物的浓度也能影响酶促反应的速度。 丙 丁 第41页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三 酶的浓度：在有足够底物而又不受其它因素的影响的情况下，则酶促反应速率与酶浓度成正比。 底物浓度：当酶浓度、温度和PH恒定时，在底物浓度很低的范围内，反应速率与底物浓度成正比，当底物浓度达到一定限度时，所有的酶与底物结合，反应速率达到最大，再增加底物演义，反应速率不再增加。第42页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三 如果酶的数量一定，下列哪个图示最确切地反映了反应速率与底物浓度的数量关系 B第43

19、页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三注意酶与激素、蛋白质、维生素、脂质的关系：问：能产生激素的细胞一定能产生酶吗？能产生酶的细胞一定能产生激素吗？ 用数学集合怎样表示？第44页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三2.人在发高烧时，常常不思饮食，其根本原因时A.消化道内食物尚未消化 B.发烧使胃肠蠕动减弱C.体内的食物残渣排出受阻 D.高烧使酶的活性减弱1.下列有关酶的叙述错误的是A.组成大多数酶的基本单位是氨基酸B.少数的酶是RNAC.每种酶都具有高效性，专一性D.酶都具有消化功能第45页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三7、下图

20、示酶促反应，甲、乙、丙、丁中属于酶的是（ ） A、甲B、乙 C、丙 D、丁 A第46页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三8、某种酶在水解过程中，首先能得到多肽，最后得到氨基酸，这说明该酶 （ ）A、是活细胞产生的 B、是生物催化剂C、是蛋白质 D、基本组成单位是多肽C9、当某种RNA存在时，生物体内的某种化学反应能正常进行，当这种RNA被有关的酶水解后，此种化学反应立刻停止。由此可以说明 A、RNA是核酸的一种 B、RNA也可起生物催化剂的作用C、RNA主要存在于细胞质中 D、RNA是该种生物的遗传物质B第47页，共52页，2022年，5月20日，20点23分，星期三10、以20过氧化氢溶液为反应底物的一组实验结果如下表所示。通过分析实验结果，能够得出相应的结论。在下列有关结论的描述中，从表中得不到实验依据的一项是方法观察结果1常温下自然分解氧气泡少而小2常温下加入Fe3氧气泡稍多而小3常温下加入鲜肝提取液氧气泡极多而大4加入煮沸后冷却