降低化学反应活化能的酶整节

关于降低化学反应活化能的酶整节第1页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六什么是能量？很抽象，看不见，摸不着，它要以物质作为载体，能量变化伴随着物质变化。第2页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六细胞中每时每刻都在进行着的化学反应。细胞代谢第3页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六

CO2+H2O

有机物

+O2光能叶绿体:

氨基酸

多肽(蛋白质）脱水缩合核糖体：线粒体:有机物

+O2

CO2+H2O+能量酶酶酶细胞内的化学反应的环境条件：条件温和:常温常压，酸碱度适中，有适合的生物催化剂————酶（储存能量）（储存能量）（释放能量）第4页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六

第1节降低化学反应活化能的酶

酶的作用和本质第5章细胞的能量供应和利用

2酶的特性第5页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六（一）酶的发现和本质第6页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六第7页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六第8页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六1、这个实验要解决什么问题？为何要将肉放在金属笼子里？2、是什么物质使肉块消失了？3、怎样才能证明你的推测？问题探讨鸟类的胃中是否只有物理消化，无化学消化。胃内的化学物质收集胃内的化学物质，体外是否能将肉分解。胃内起消化作用的物质主要是什么？第9页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六

对于细胞来说，能量的获得和利用都必须通过化学反应，细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的基础。细胞内的化学反应大都需要在一种特殊的催化剂—酶的催化下才能顺利地进行，因此，细胞代谢实质上是细胞内高度有序的酶促反应的总称。那么，细胞代谢中起关键作用的酶是怎样的物质呢？一、酶的作用和本质第10页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六过氧化氢可以分解产生水和氧气以过氧化氢为例探讨酶在细胞代谢中的作用

过氧化氢在不同条件下的分解实验第11页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六实验原理（1）新鲜猪肝或萝卜细胞等活细胞中均含有过氧化氢酶，FeCl3是一种无机催化剂，他们都可以催化过氧化氢分解成水和氧.分别用一定数量的过氧化氢酶和FeCl3催化过氧化氢分解成水和氧，可以比较两者催化效率。（2）经计算，用质量分数为3.5%的氯化铁溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液做实验，每滴氯化铁溶液中的FeCl3数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。第12页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六酶在细胞代谢中的作用:

阅读教材78页,回答相关问题(1)实验中比较过氧化氢在不同条件下的分解,这里的”不同条件”指哪些?(2)为什么要设计四组实验,1号组有什么作用?(3)实验变量(自变量).反应变量(因变量).无关变量各是什么?第13页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六比较过氧化氢在不同条件下的分解试管编号1234每支试管加过氧化氢溶液90℃水浴滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝脏研磨液不处理结果第二步第一步2ml实验步骤第14页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六实验试管编号1234第一步第二步2-3min后，将点燃的卫生香分别放入试管上方，观察卫生香燃烧情况。每支试管加2ml过氧化氢溶液90℃水浴滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝脏研磨液空白1min分钟后，将点燃的卫生香放在液面的上方检验方法结果预测第15页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六步骤试管编号说明1234一二

观察结论2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液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过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快反应条件自变量因变量无关变量变量

H2O2

浓度剂量剂量气泡产生带火星的卫生香对照实验对照组实验组实验步骤：第16页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六2号试管为什么能产生气泡？加热提供了使H2O2分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量，使H2O2分解为水和O2。活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。第17页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六·3号和4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？结论：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高！第18页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六两支试管的唯一区别是催化剂不同，如果两试管的温度也不同，对实验结果有影响吗？第19页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六第20页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六讨论:1.与1号试管相比,2号出现不同的现象?这一现象说明什么?2.在细胞内能通过加热提高反应速率吗?3.3号和4号未经加热,也有大量气泡产生,这说明什么?4.3号与4号相比,4号试管中的反应速率快?这说明什么?为什么说酶对于细胞内化学反应顺利进行至关重要?第21页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六1、2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速度。2、不能3、说明三氯化铁中的铁离子和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢的分解速度4、4号度管的反应速度比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比铁离子的催化速度高得多。细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应都要在常温常压下高效率地进行，只有酶能满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。第22页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六

实验过程的理论分析：控制变量名称

内容及举例

作用

自变量

实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量称为自变量。上述实验中的氯化铁溶液和肝脏研磨液，都属自变量。

针对实验目的确立的可行性措施，通过自变量直接达到预期效果。

因变量随着自变量的变化而变化的变量称为因变量。上述实验中酶活性（以过氧化氢分解速率来表示）就是因变量。

是实际发生的实验现象，能直观呈现出实验结果。

无关变量

除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。

对预期结果产生干扰即产生误差，并有对误差产生校正的效果。

第23页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六实验过程的理论分析：对照实验名称

内容及举例

作用

对照实验

除一个因素外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。上述实验中只有催化剂是改变的，其余因素（如反应物的性质和浓度）都没有改变。

在实验室条件下，把自然发生的变化，科学直观地和理想化地进行再现。对照组和实验组

对照实验一般要设对照组和实验组，上述实验中的确1号试管就是对照组，2号、3号和4号试管是实验组。在对照实验中，除了观察的变量外，其它变量都应始终保持相同。

对照组：能排除无关变量产生的误差，使实验结果更具有真实性。

实验组：得出实验实际结果。第24页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六酶降低化学反应活化能第25页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六酶降低化学反应活化能第26页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六

活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。如加热促使过氧化氢分解，是因为促使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态，铁离子和过氧化氢酶能促使过氧化氢分解，但它们并没有供给过氧化氢能量，而是降低过氧化氢分解反应的活化能。同无机催化剂相比酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。第27页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六2.酶的本质阅读教材P81页,关于酶本质的探索第28页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六酶的本质巴斯德在显微镜下观察到酵母细胞,他的观点哪些是正确的,哪些是错误的?李比希的观点呢?第29页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六

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菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的。巴是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李是化学家，倾向于从化学角度考虑问题。第30页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六毕希纳实验示意图,从中可得出什么结论?为什么当时只能推测酶是蛋白质,而不能证明酶是蛋白质?酶的本质第31页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六

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。第32页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六酶的本质请思考:1.萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质,并因此获得诺贝尔奖.你认为他成功的主要原因是什么?（正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。）2.请给酶下一个较完整的定义.酶是由活细胞产生具有催化作用的有机物第33页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德李比希毕希纳萨姆纳VS其他科学家切赫和奥特曼发酵与死细胞中的物质有关发酵与活细胞有关

死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵脲酶是蛋白质胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质少数酶是RNA五、酶及其本质的发现过程第34页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六小结：关于酶本质的探索⑴巴斯德以前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。⑵巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的物质在起作用。⑶李比希：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起作用。⑷比希纳：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞裂解后继续起催化作用。就像在活酵母细胞中一样。⑸萨姆纳：提取脲酶并确定其为蛋白质。⑹奥特曼：少数RNA也是酶。⑺目前已有发现DNA具有催化活性的报道。第35页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六结论：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物酶来源功能化学本质活细胞产生的催化剂多数是蛋白质类化合物，少数是RNA。第36页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六

二、酶的特性1、高效性质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液1滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液1滴生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1无机催化剂：Fe3+Fe3+相对数量：25万

一般地说，酶的催化效率是无机催化剂的107-1013倍。酶的高效性是细胞代谢顺利进行的保证。第37页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六每一种酶只能催化一种或一类化学反应2、专一性第38页，共42页，2022年，5月20日，12点49分，星期六探究影响酶活性的条件（12