第8讲降低化学反应活化能的酶

第八讲降低化学反应活化能的酶比较过氧化氢在不同条件下的分解一、酶在细胞代谢中的作用实验探究：实验探究：

细胞中每时每刻都在进行着许多化学反应，统称为细胞代谢1，实验分析步骤试管编号1234

一

H2O2浓度

二

结果气泡产生卫生香燃烧反应条件2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3研磨液2滴2滴基本无气泡有气泡产生较多气泡,燃烧产生大量气泡，燃烧猛烈1号试管与2号试管对照，说明1号试管与3号试管对照，说明1号试管与4号试管对照，说明3号试管与4号试管对照，说明一、酶的作用12131434加热可以加快过氧化氢分解FeCl3能催化H2O2分解过氧化氢酶能催化H2O2的分解过氧化氢酶的催化效率比FeCl3高加热：Fe3+：酶：提高反应物分子的能量,分子从常态转变为活跃状态降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能2、各条件使反应加快的实质:一、酶的作用3、原理分析条件没有催化剂FeCl3催化过氧化氢酶催化活化能/kJ·mol-175442920℃测得的过氧化氢分解的活化能一、酶的作用活化能：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。二、酶的本质资料巴斯德李比希毕希纳萨姆纳切赫奥特曼阅读课本P81-82“关于酶本质的探索”他们在酶的认识历程中分别有什么发现？思考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脲酶是蛋白质李比希切赫、奥特曼少数RNA也具有生物催化功能二、酶的本质酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，（大多数是蛋白质，少数是RNA）。酶的概念酶的来源酶的作用酶的化学本质1、酶的本质化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料合成场所来源作用场所生理功能作用原理氨基酸核糖核苷酸核糖体主要是细胞核(真核生物)一般来说，活细胞都能产生酶细胞内、外或生物体外均可生物催化作用降低化学反应的活化能2.酶与激素的比较酶激素来源活细胞产生化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA生物功能催化作用共性专门的内分泌腺或特定部位细胞产生，细胞外发挥作用固醇类、多肽/蛋白质类、氨基酸类等调节作用在生物体内均属微量高效物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少判断：能产生酶的细胞就能产生激素（）能产生激素的细胞就能产生酶（）×√酶并不只在细胞内发挥作用：酶由活细胞产生，可以在细胞内发挥作用（胞内酶），如细胞内的呼吸氧化酶；也可以分泌到细胞外发挥作用，如各种消化酶（胞外酶）；在生物体外适宜的条件下也能发挥作用，如实验证明唾液淀粉酶水解淀粉的实验。三、酶的特性

通过过氧化氢酶催化过氧化氢分解的实验，我们知道酶具有催化作用。

酶对化学反应的催化效率称为酶活性

酶催化活性可以用单位时间内底物的减少量或产物的生成量来表示。酶和无机催化剂相比，具有哪些特性？（一）．酶的高效性

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。大量实验数据表明，酶的催化效率大约是无机催化剂的107—1013倍。表示酶高效性的曲线

酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。方案一：用两种不同酶催化同一种物质淀粉（非还原糖）麦芽糖（还原糖）淀粉（非还原糖）淀粉②再用斐林试剂鉴定，从而探究酶的专一性。①淀粉酶蔗糖酶（二）、酶的专一性一种酶只能催化一种或一类化学反应（1）酶的专一性的实验探究方案方案二：用同一种酶催化两种不同物质淀粉（非还原糖）麦芽糖（还原糖）蔗糖（非还原糖）蔗糖②用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。①淀粉酶淀粉酶警示：在利用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶专一性的实验中，应选用斐林试剂，而不宜选用碘液作指示剂，因碘液无法检测蔗糖是否水解。知识拓展——具有专一性的物质归纳(1)酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。(2)载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。（受体同上）(3)激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。(4)tRNA∶tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。(5)抗体/效应T细胞：一种抗原只能与相应的抗体或效应T细胞发生特异性结合。（6）神经递质：与突触后膜上特异性受体结合，使突触后膜兴奋或抑制1．温度对酶活性的影响(1)原理解读②温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。探究影响酶活性的因素（三）、酶的作用条件较温和组别第一组第二组第三组试管1号2号3号4号5号6号实验步骤一量取2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液量取2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液量取2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液二冰水中水浴3分钟37℃中水浴3分钟沸水中水浴3分钟三1与2试管混合摇匀，充分反应3与4试管混合摇匀，充分反应5与6试管混合摇匀，充分反应四取出试管，滴4滴碘，观察取出试管，滴4滴碘，观察取出试管，滴4滴碘，观察预期现象实验结论蓝色不变蓝蓝色温度会影响酶的活性（2）、实验过程

（3）、注意事项：本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解会加快。本实验中，只能用碘液检测底物，不能利用斐林试剂检验产物的生成，因为利用斐林试剂检测时需水浴加热到50～65℃，导致低温下的实验组由于温度变化，影响实验结果。本实验中，需要把酶和底物先分别放在各自所需温度下保温一段时间，再将酶和底物混合。1号2号3号实验步骤一1号2号3号试管各加入2mL过氧化氢溶液二1’号Hcl1ml2’号蒸馏水1ml3’号NaOH1ml三1’2’3’号各加入过氧化氢酶2滴，振荡2—3min，并与对应的1，2，3号试管中溶液混合四将带火星的卫生香分别放入试管中实验现象结论无明显变化PH会影响酶的活性复燃无明显变化（2）、探究pH对过氧化氢酶活性的影响（3）、注意事项本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解，因为没有合适的指示剂。（碘液与NaOH发生反应，而斐林试剂与HCl反应）在探究酶活性的最适pH时，需先将酶置于不同PH条件下，然后再加入反应物。切记不能在加入酶后，先加入反应物，再加入盐酸或氢氧化钠。（三）、酶的作用条件较温和

实验表明，温度和PH对酶的活性有影响，酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行。一般来说，动物体内的酶的最适温度在35~40℃之间；植物体内的酶的最适温度在40~50℃之间。动物体内的酶的最适PH大多在6.5~8.0之间（胃蛋白酶的最适PH为1.5)；植物体内的酶最适PH大多在4.5~6.5之间。小结在最适宜的温度和PH条件下，酶的活性最高。温度和PH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。低温使酶活性受抑制，温度恢复，酶活性可以恢复；酶制剂适于在低温（0~4℃）下保存。高温、强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。四、影响酶促