必修1第5章第1节降低化学反应活化能的酶

一、酶的作用和本质第五章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶问题探讨1.该实验要解决什么问题？2.肉块为什么会消失？3.怎样证明你的猜测？斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化被胃内的化学物质分解。收集胃内的化学物质，看看这些物质能否在体外将肉块分解。细胞代谢：2、特点：复杂有序温和高效这都有赖于酶

细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。叶绿体：光能

酶线粒体:氧气酶核糖体：酶脱水缩合CO2+H2O（CH2O)+O2C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量氨基酸

多肽想一想：叶绿体、线粒体、核糖体有什么生理功能？问题1：酶在细胞代谢中起什么作用？加快细胞代谢速率

问题2：实验室中哪些方法可以加快反应速度？加热、催化剂H2O2H2O+O2常温H2O2H2O+O2加热H2O2H2O+O2FeCL3H2O2H2O+O2H2O2酶过氧化氢在这几种不同条件下的分解速度有什么差别呢？一、实验:比较过氧化氢在不同条件下的分解2H2O22H2O+O2高温/Fe3＋/过氧化氢酶1、实验原理：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。2、实验目的：实验步骤1min分钟后，将点燃的卫生香放在液面的上方几乎无气泡3、实验步骤少量气泡较多气泡大量气泡Fe3+能促进H2O2分解，具有催化作用。1和3比：1和4比：过氧化氢酶具有催化作用。讨论：和1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？在细胞内,能通过加热来提高反应速率吗?

3号和4号试管未经加热，也有大量的气泡产生，这说明什么？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？

加热能促进过氧化氢分解不能，温度过高会造成生物的细胞死亡Fe3+和过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解,起催化作用过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高的多几乎无气泡3、实验步骤少量气泡较多气泡大量气泡酶在常温常压下，可以高效的完成对化学反应的催化。关于实验设计的基础知识指实验中要接受某种因素处理的实验材料2、确认变量：1、实验对象：自变量：在实验中由操作者人为改变的量。因变量：在实验中由于自变量而引起的实验对象的变化和结果。因变量一般都有容易检测的指标。无关变量：除自变量以外能使实验对象发生改变的其他因素都叫无关变量。包括实验对象的外界因素和实验对象的自身因素。变量：在实验中可以变化的因素。自变量：催化剂的种类因变量：H2O2的分解速率。可观测的指标是气泡的多少、大小或卫生香复燃的程度。无关变量：H2O2的量和浓度，滴入的催化剂的量、实验室的温度等。3、单一变量原则和对照实验单一变量原则在科学实验中，对实验结果有影响的变量往往有多个，但在实验中只能对这些变量一个一个的进行研究，即除要观察的自变量外其他变量都要保持一致。对照实验除了一个因素外，其他因素都保持相同的实验。对照实验要设置对照组和实验组。

对自然状态的实验对象施加或减除了自变量的是实验组（非常态）。

对自然状态的实验对象未施加或减除了自变量的是对照组（常态）对照类型自身对照空白对照相互对照自身对照：指实验和对照在同一实验对象上进行，不再另设对照组。这样的实验关键是看清实验前后实验现象本身的差异，实验前和实验后形成对照。如观察植物细胞的质壁分离实验。实验前细胞的正常状态是对照组，实验后细胞质壁分离的状态是实验组。空白对照：对实验对象做两组实验施加或减除了自变量的一组为实验组，未施加或减除自变量的一组为对照组。即处于自然状态（常态）一组为对照组，处于非自然（非常态）的一组为实验组。12mlH2O2几乎无气泡32mlH2O2+2滴FeCl3溶液气泡较多相互对照：指不另设对照组，而是对两个或几个实验组都用自变量进行处理，但自变量对各实验组的处理方式各不相同，然后对两个或几个实验组的实验结果进行比较得出结论。这样的两个或几个实验组互为对照。32mlH2O2+2滴FeCl3溶液气泡较多42mlH2O2+2滴肝脏研磨液大量气泡4、实验结果与结论实验结果是对实验中的因变量的真实客观的记录。实验结论是对实验研究的总结和发现。是根据实验结果得出的。是从实验现象中寻找本质规律的过程。比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3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反应条件自变量因变量无关变量对照组实验组对照实验变量说明无关变量酶在常温常压下，可以高效的完成对化学反应的催化。分子的常态：不活跃，不易发生化学反应分子的活跃态：易发生化学反应常态的分子如果获得能量就能转变为活跃态的分子。分子由常态转变为活跃态所需要的能量叫活化能。加热使部分过氧化氢分子获得能量转变为活跃态而分解，所以加热可以加快过氧化氢分解。二、酶的作用原理反应物产物………………活化能反应进程能量加热加热在化学反应中的作用：结论：加热可以给反应物提供能量，但不能降低反应的活化能。75无催化剂29有机催化剂(酶)54无机催化剂活化能(kJ.mol-1)条件反应物产物………………活化能反应进程能量催化剂在化学反应中的作用：..…………

无机催化剂……..有机催化剂结论：催化剂降低了化学反应的活化能。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。酶没有给分子提供能量，而是降低了化学反应的活化能，而且与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。

酶的作用原理：降低化学反应的活化能发酵是纯化学反应，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三、酶的本质及其发现过程1、酶的定义酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA.什么是酶？来源作用化学本质2、酶的本质绝大多数酶是蛋白质少数酶是RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体细胞核活细胞（哺乳动物成熟的红细胞不能合成）催化作用降低化学反应的活化能

练习：有关酶的叙述正确的是1、具有分泌功能的细胞产生的2、有的从食物中获得，有的在体内转化而来3、凡是活细胞都能产生酶4、大多数酶是蛋白质5、有的酶是核酸6、酶在新陈代谢中有多种功能7、在新陈代谢和生殖发育中起调控作用8、酶只起到催化作用4、5、8二、酶的特性

酶是具有催化作用的有机物，与无机催化剂相比，有哪些不同的特点呢？科学探究的程序:设计实验提出问题作出假设进行实验分析结果得出结论其中实验是实施探究的重要方式。表达交流1)实验设计遵循原则：2)实验步骤设计的内容：①设计对照原则②单一变量原则①分组编号②配置无关变量；③设定自变量，设置好实验组和对照组；④检测因变量，观察记录实验结果。四、酶的催化特性2H2O+O22H2O2过氧化氢酶Fe3+/加热探究实验一比较H2O2在不同条件下的分解气泡较多32mlH2O2+2滴FeCl3溶液大量气泡42mlH2O2+2滴肝脏研磨液（1）酶具有高效性与无机催化剂相比较而言

高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。意义：细胞代谢能够高效地进行，与酶的高效性是分不开的。1、酶具有高效性有的无机催化剂能催化多种物质发生的化学反应，酶也具有这样的本领吗？

现在给你淀粉酶溶液，验证酶是否也能催化多种物质水解。应该如何按探究实验的思路设计一个实验？

淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖、果糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。根据提出的问题，你能提出什么假设？作出假设：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖分解。提出问题：淀粉酶只能催化淀粉水解吗？淀粉酶能催化蔗糖分解吗？2ml淀粉溶液+2ml淀粉酶12ml蔗糖溶液+2ml淀粉酶2设计实验，验证假设。预期实验结果。如何用实验验证预期结果？加入斐林试剂分别加入60℃保温过的淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60℃左右的热水中，反应5min2号试管中加入2mL蔗糖溶液，60℃保温加入斐林试剂振荡约60℃水浴2min1号试管中加入2mL淀粉溶液，60℃保温蓝色无变化棕色砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。酶具有专一性。探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用目前发现的酶有________多种，它们分别

催化不同的化学反应。2、酶具有专一性每一种酶只能催化____________化学反应。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的

_______是分不开的。一种或一类4000专一性从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件，比如淀粉酶在60℃左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的活性？酶活性：酶对化学反应的催化效率。探究：温度对淀粉酶活性的影响1号试管2号试管3号试管加入淀粉酶2mL，振荡试管各加入2mL淀粉溶液蓝色保持0℃冰水中保温约5min加热至100℃，保温约5min加热至60℃，保温约5min各加入两滴碘液振荡无明显现象只有在一定温度下酶的催化效率最好蓝色0最适温度t/℃υ/mmol.s-13、温度对酶活性的影响在最适温度的两侧，反应速率都比较_____;低温：______酶的活性，升温可以恢复，酶未。高温：破坏了酶的__________，使酶失去______且不可恢复。低活性空间结构在最适温度下，酶的活性_____。抑制最高探究：pH对过氧化氢酶活性的影响1号试管2号试管3号试管加入新鲜的肝脏碾磨液2mL，振荡试管各加入2mL过氧化氢溶液,观察现象无明显变化pH＝7pH=12pH＝22—3min后将点燃的卫生香分别放入试管中只有在适合的pH下酶的催化效率最好复燃无明显变化υ/mmol.s-1最适pH0pH4、pH对酶活性的影响在最适合的pH下，酶的活性

在过酸过碱的条件下，都会使酶的遭到破坏而失去且不可恢复。最高空间结构活性（1）曲线中的AB段表明：

。（2）曲线中的B点表示：

。（3）曲线中的BC段表明

。（4）D点对应的温度称为

，D’点对应的pH称为

。（5）图中A’、C、C’表示酶的

遭到破坏，使酶

。（6）图中A点若为0℃，酶活性

，但酶的空间结构

。酶促反应受到多种因素的影响，下图中左图是酶受温度影响示意图，右图是酶受pH影响示意图。在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强。

在此温度时，酶的活性最强。

超过一定范围，随着温度的升高，酶的活性逐渐降低。

最适温度

最适pH空间结构

失活

很低

没有被破坏

疑难突破小结：酶的特性：1.具有高效性2.具有专一性3.作用条件较温和①要有合适的温度：②要有合适的pH：讨论：影响酶促反应速率的因素：1．温度在反应物充足，其他条件均适宜的条件下酶促反应速率随酶浓度的升高而加快。

：在酶量一定的条件下，在一定浓度范围内，酶促反应速率随浓度的升高而加快，但达到一定浓度，由于受酶数量和酶活性的限制，酶促反应速率不再变化。2．pH酶促反应速率底物浓度酶量一定酶促反应速率酶的浓度底物无限3．酶的浓度：4.底物浓度2、在测定胃蛋白酶的活性时，将溶液pH值由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将（）A、不断上升B、没有变化

C、先升后降D、先降后升课堂巩固B1、催化脂肪酶水解的酶是（）A肽酶B蛋白酶C脂肪酶D淀粉酶B3、在植物细胞工程中常常要去掉细胞壁，在不损伤植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质可用于去除细胞壁（）A、蛋白酶B、纤维素酶C、盐酸D、淀粉酶B4、关于酶的特性，下列表述中错误的一项是

()

A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物B.化学