2015高二5.1降低化学反应活化能的酶

第5章细胞的能量供应和利用细胞内有机物的合成需要能量，细胞的主动运输需要能量，肌细胞的收缩需要能量……这些能量哪里来？细胞是如何利用的？……第1节降低化学反应活化能的酶本节聚集：1.科学家是怎样研究酶的本质的？2.酶是什么？3.细胞代谢为什么离不开酶？问题探讨1.1773年斯帕兰札尼的实验要解决什么问题？2.肉块是怎么消失的？食物消化的方式？物理消化OR化学消化是胃内的化学物质将肉块分解了鸟类的胃是否存在化学性消化一、酶的作用和本质1.细胞代谢：细胞中进行着许多化学反应，统称为细胞代谢，是生命活动的基础。合成代谢（同化作用）分解代谢（异化作用）这些化学反应发生的环境条件是什么？常温、常压，适合的生物催化剂--酶。比较过氧化氢在不同条件下的分解实验探究：2.酶在细胞代谢中的作用

实验原理：过氧化氢在高温或铁离子或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气。通过观察气泡产生的快慢或带火星的卫生香复燃程度来比较过氧化氢分解的快慢。1.根据原理,你认为该实验需要分为几组?2.该实验以什么现象作为实验观察的指标?4组气泡产生的快慢或带火星的卫生香复燃程度步骤试管编号说明1234一二

结果结论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无关变量哪几组可以形成对照？结论？促使过氧化氢分解的本质：加热

——使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。——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。活化能：Fe3+酶——降低化学反应的活化能——同无机催化剂相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。催化剂催化剂在化学反应中的作用反应物产物………………活化能反应进程能量

75无催化剂催化

29过氧化氢酶

54用胶态铂催化活化能/kJ.mol-1条件..…………催化剂

加热科学家对酶本质的探索P81巴斯德以前发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德李比希发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质在起作用引起发酵的是细胞中的某些物质，这些物质只有在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在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活细胞中一样酶是蛋白质萨母纳切赫,奥特曼PK总结酶的定义少数酶是RNA绝大多数为蛋白质少数为RNA来源功能化学成分催化作用酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物活细胞3.酶的本质可在细胞内，也可分泌到细胞外起作用注意：（1）酶的主要特点：降低反应所需的活化能，提高反应效率，缩短达到平衡的时间，但不改变反应的方向和平衡常数。本身的量与化学性质不变。参与反应，不提供能量。(2)酶的习惯命名法:通常依据酶作用的底物及反应类型来命名,如乳酸脱氢酶。对于催化水解作用的酶，一般在酶的名字上省去反应类型，如水解蛋白的酶称蛋白酶，水解淀粉的酶称淀粉酶。有时为了区别同一类酶，还可以在酶的名称前面标上来源如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。

科学家发现酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。由上述资料可看出酶具有什么特性？

1.高效性二、酶的特性资料1意义：使细胞代谢快速进行。

酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。2.专一性资料2

口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化?

由上述资料可看出酶具有什么特性？意义：使细胞代谢有条不紊进行。专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应。如何证明酶的专一性？实验：验证酶的专一性思路方案一：不同的酶催化同一类底物方案二：同一种酶催化不同类底物例：淀粉酶和蛋白酶对淀粉的催化作用；淀粉酶对淀粉和蔗糖的催化作用这两个例子的自变量分别是什么？酶的种类和底物的种类淀粉溶液蔗糖溶液实验步骤一二三实验现象结论各加入唾液1mL，振荡，37℃水浴5min2号试管中加入蔗糖溶液加入

试剂

振荡水浴加热1号试管中加入2mL淀粉溶液无砖红色沉淀砖红色沉淀酶的催化作用具有专一性唾液淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用等量斐林能否用碘液作为检测试剂？1.资料检索：家里的洗衣粉里有几种酶？2.怎样才能用最少的洗衣粉达到最好的效果呢？回归生活探究：影响酶活性的条件

(P83~84)探究1：温度对酶活性的影响探究2：pH对酶活性的影响几个概念：酶活性、酶促反应、底物用碘液作指示剂，婓林试剂需加热，会影响实验的准确性本实验的自变量是什么？需设计几组实验？观察指标怎么确定？鉴定试剂应选择碘液还是婓林试剂？淀粉酶，过氧化氢受热会直接分解本实验用淀粉酶还是过氧化氢酶更合理？提出问题:作出假设:设计实验:进行实验:分析结果：得出结论:酶的催化作用会不会受温度的影响？

酶的催化作用受温度的影响。

1号试管变蓝色，2号试管不变蓝色，3号试管变蓝色。酶的催化效率受温度的影响。

此步骤能否省略？不能。直接混合后未达设定温度前，已发生反应，影响实验结果探究1：温度对淀粉酶活性的影响各组加入的淀粉、淀粉酶，滴加的碘液的量相同，保温的时间相同，目的是什么？排除无关变量的干扰单一变量原则作出假设:设计实验:进行实验:实验结果：得出结论:酶的催化作用会受pH的影响。

1号试管产生大量气泡，2、3号试管无气泡产生。酶的催化作用受pH的影响。

探究2：pH对酶活性的影响本实验用淀粉酶还是过氧化氢酶更合理？过氧化氢酶，淀粉在酸性条件下会直接水解本实验的自变量是什么？需设计几组实验？第3、4步的顺序能否颠倒？对照组是那组？是否需要重复实验？不能1组需要，排除偶然因素对实验结果的干扰探究酶催化作用的最适温度（或最适PH）（定量实验）

一系列试管（如何20支试管）一系列温度梯度（如5、10、15、20、25℃…）进一步探究设定的相应温度观察溶液变色的深浅XX℃是酶催化作用的最适温度观测指标还可以是出现同一结果所需的时间0最适温度t/℃υ/mmol.s-1酶活性受温度影响示意图3.酶的作用条件较温和（1）温度对酶促反应速率的影响最适温度：酶活性最高低于最适温度：抑制酶活性，升温可恢复高于最适温度：酶活性降低甚至失活（破坏空间结构），不可恢复υ/mmol.s-1最适pH0pH酶活性受pH影响示意图（2）pH对酶活性的影响最适PH：酶活性最高(人唾液中性，胃液PH1.5左右，肠液弱碱)高于或低于最适PH：酶活性降低甚至失活（破坏空间结构），不可恢复唾液淀粉酶会随唾液流入胃，胃蛋白酶会随食糜进入小肠，此时它们还能起催化作用吗？★影响酶促反应速率的因素：酶促反应速率酶的浓度酶促反应速率底物浓度酶量一定底物产物种类浓度酶（浓度、活性）温度PH本节小结酶在细胞代谢中的作用酶的本质酶的特性活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数RNA也具有催化功能。降低化学反应的活化能高效性、专一性、作用条件较温和1、关于酶的特性，下列表述中错误的是()A、酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物B、化学反应前后，酶的化学性质和数量不变C、酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响D、一旦离开活细胞，酶就失去催化能力D课堂巩固2、加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：（1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍？（2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？（3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些衣料？（）A.化纤B.纯毛C.纯棉D.真丝（4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中还可以加入什么酶？BD脂肪酶3、用纯唾液和用稀释10倍的唾液做唾液淀粉酶的催化实验，其效果完全相同，这说明酶具有A、专一性B、多样性C、高效性D、多变性4、能水解脂肪酶的酶是()A、淀粉酶B、蛋白酶C、脂肪酶D、麦芽糖酶CB5、将唾液淀粉酶先放入沸水中2分钟，再放在37℃的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是A、不断降低B、先升后降C、先降后升D、没有变化D某酶试管Ⅰ2mL试管Ⅱ2mL试管Ⅲ2mLpH887温度60℃40℃40℃反应物2mL2mL2mL11.

下列图表是有关某种酶的实验处理方法及实验结果，相关叙述正确的是(

)A.甲物质可能抑制该酶的活性B．该酶比较适合在40℃的环境下起作用C．该酶在中性环境下的催化效率比碱性环境高D．该酶在作用35min后便失去活性B细胞的能量“通货”—ATP第二节细胞的能量“通货”—ATP第二节他们都在为生存而获取能量！谁在为我提供能量？？？生物体的能源物质：ATP是生命活动所需能量的直接来源细胞的主要能源物质是:最根本的能量来源是:太阳能糖类这其中的能量能不能直接被生物体利用呢？

不能。从有机物中释放出来的能量需要转化成一种活跃的化学能以后才能用于各项生命活动，这种活跃的化学能就储存在三磷酸腺苷，简称为ATP。生物体内良好的储能物质是:脂肪糖类、脂肪、蛋白质一.ATP分子中具有高能磷酸键2、ATP的结构简式:A-P~P~P

ATP的结构核糖PPP~~腺嘌呤A:腺苷(腺嘌呤核苷)

P:磷酸基团~:高能磷酸键T:三1、ATP的全称：(30.54KJ/mol)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物-:普通化学键(也含能量，只不过相对较少）三磷酸腺苷1.ATP的水解过程A–P～P～P

ATP水解酶

ADP+Pi+能量能量A–P～PPi二.ATP和ADP的相互转化各种需能的生命活动高能磷酸键断裂能量来源：能量去路：资料分析：ATP在体内含量很少，（细胞内含量为2-10mg)，但一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP转化成ADP。一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。说明什么？

说明ATP和ADP转化迅速，并且处于动态平衡中，保证了生命活动的稳定供能，代谢才能正常进行。ATP和ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。2、ATP的形成途径(1)、对于动物和人来说ADP+Pi

+能量动物、人、真菌和大多数细菌呼吸作用酶ATP有机物中稳定的化学能(2)、对于绿色植物来说ADP+Pi+能量绿色植物呼吸作用光合作用酶ATP光能ATP水解ATP合成催化剂能量来源能量去向反应场所物质是可逆的，能量是不可逆的水解酶合成酶高能磷酸键水解光能、有机物中的化学能广泛存在于细胞的各个部位叶绿体、线粒体和细胞质基质各种生命活动消耗储存于ATP中ATP与ADP相互转化过程是可逆反应吗？3、理解:ATP是细胞的能量“通货”

ATPADP+Pi+能量吸能反应总是与ATP的水解相联系,由ATP水解提供能量.放能反应总是与ATP的合成相联系,释放的能量贮存在ATP中.水解酶合成酶也就是说,能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流动.ATP的特点：化学性质不稳定，含量少，但转化速度很快ATP用于恒定体温（热能）三.ATP的利用用于各种运动，如肌细胞收缩(机械能）用于主动运输(渗透能)用于生物发电（电