第一节降低化学反应活化能的酶

第一节降低化学反应活化能的酶第一页，共六十三页，2022年，8月28日新陈代谢的内容新陈代谢同化作用把从外界环境中获取的营养物质，转变成自身的组成物质储存能量异化作用分解自身的一部分组成物质，把分解的最终产物排出体外释放能量能量代谢物质代谢实质：自我更新第二页，共六十三页，2022年，8月28日新陈代谢的内容同化作用：合成物质，储存能量异化作用：分解物质，释放能量物质代谢：合成、分解物质能量代谢：储存、释放能量第三页，共六十三页，2022年，8月28日新陈代谢类型同化作用类型异化作用类型自养型异养型需氧型厌氧型自养需氧型异养厌氧型异养需氧型自养厌氧型第四页，共六十三页，2022年，8月28日第五章第一节降低化学反应活化能的酶第五页，共六十三页，2022年，8月28日思考：我们吃的食物中含有哪些营养物质？第六页，共六十三页，2022年，8月28日食物中的营养物质水无机盐蛋白质维生素糖类脂类小分子物质大分子物质第七页，共六十三页，2022年，8月28日食物进入人体内发生了怎样的变化？第八页，共六十三页，2022年，8月28日

在消化道内将食物分解成为可吸收的成分的过程消化物理性消化：化学性消化：牙齿的咀嚼、舌的搅拌和胃肠的蠕动消化酶的作用消化的概念：第九页，共六十三页，2022年，8月28日斯帕兰札尼鹰的消化作用实验1.斯帕兰札尼设计的实验要解决什么问题？实验设计的巧妙之处在哪里？2.根据肉块消失的现象你能作出怎样的假设？3.怎样才能证明你的推测？鸟类的胃是否只有物理性消化、没有化学性消化？胃液中含有某种物质，该物质能将肉块分解（消化）收集该物质，验证其是否能将肉块分解。问题探讨（教材P78）第十页，共六十三页，2022年，8月28日第十一页，共六十三页，2022年，8月28日第十二页，共六十三页，2022年，8月28日

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。一、酶在细胞代谢中的作用第十三页，共六十三页，2022年，8月28日2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2OFe2O3

+3CO高温2Fe+3CO2↑2KClO3

MnO22KCl

+

3O2第十四页，共六十三页，2022年，8月28日那么，细胞代谢中起关键作用的酶是怎样的物质呢？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。第十五页，共六十三页，2022年，8月28日比较过氧化氢在不同条件下的分解实验探究：实验介绍：动植物在代谢中产生的过氧化氢，对机体是有毒的。机体通过过氧化氢酶，催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。铁离子也可催化这一反应第十六页，共六十三页，2022年，8月28日实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验原理：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。1.根据原理,你认为该实验至少需要几组试管?2.该实验以什么现象作为实验观察的指标?3.该实验的主要步骤有哪些?第十七页，共六十三页，2022年，8月28日试管号

3%H2O2点燃的卫生香检测实验处理（自变量）H2O2分解速度(气泡多少)（因变量）12ml//22ml90度水浴加热/32ml滴加3%氯化铁2滴42ml滴加20%肝脏研磨液2滴少较多发亮很多复燃实验操作、现象和结论极少控制变量第十八页，共六十三页，2022年，8月28日想一想1、为什么要选用新鲜的猪肝？2、为什么要将猪肝制成研磨液？3、滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能否共用一个吸管？为什么？4、氧气的多少可以通过哪些途径观察？第十九页，共六十三页，2022年，8月28日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。第二十页，共六十三页，2022年，8月28日2.该实验中的变量有哪些?3.自变量是什么?4.因变量是什么?5.无关变量是什么?1.该实验中为何要设置1号试管?阅读课本79页,思考下列问题第二十一页，共六十三页，2022年，8月28日

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。第二十二页，共六十三页，2022年，8月28日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。第二十三页，共六十三页，2022年，8月28日加入生物催化剂（酶）相当于给汽车找到了一条穿山隧道活化能:分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。第二十四页，共六十三页，2022年，8月28日催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越性——酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。第二十五页，共六十三页，2022年，8月28日资料分析：关于酶本质的探索第二十六页，共六十三页，2022年，8月28日5、20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼又发现 关于酶的本质的探索1、1857年，巴斯德在研究葡萄酒的发酵时认为： 同时代的李比希则认为：酒精发酵是活酵母菌代谢活动的结果。酒精发酵是酵母菌裂解释放中某种物质参与所致。2、1897年，德国的毕希纳实验证明促使酒精发酵 的是酵母中的某种物质——3、1926年，美国的萨姆纳从刀豆中提取出脲酶的结 晶，并证明-----

4、从20世纪30年代起，许多科学家提取多种酶的蛋

白质结晶，因此人们认为：酿酶。脲酶是蛋白质酶是蛋白质。少数RNA也具有生物催化作用第二十七页，共六十三页，2022年，8月28日讨论（教材P82）1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？人物巴斯德李比希合理性局限性认为发酵与活细胞有关引起发酵的是细胞中的某些物质发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用第二十八页，共六十三页，2022年，8月28日2.巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么，这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在他们的争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。第二十九页，共六十三页，2022年，8月28日毕希纳的实验说明，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。酵母细胞研磨加水搅拌加压过滤含酵母细胞的提取液加入葡萄糖过程：现象：冒出气泡3.请分析一下毕希纳的研究过程，从毕希纳的实验可以得出什么结论？第三十页，共六十三页，2022年，8月28日4.你认为萨姆纳成功的主要原因是什么？萨姆纳历时九年用正确的科学方法，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。5.请给酶下个较完整的定义？

酶是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，少数是RNA。第三十一页，共六十三页，2022年，8月28日酶的化学成分

酶的来源

酶的功能酶是一类生物催化剂活细胞产生的具有生物催化作用的是有机物。一类大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。二、酶的本质什么是酶？第三十二页，共六十三页，2022年，8月28日第三十三页，共六十三页，2022年，8月28日酶化学本质的实验验证

第三十四页，共六十三页，2022年，8月28日知识归纳酶的基本单位、合成场所、检测酶的试剂；酶也可以被蛋白酶催化水解而失去活性；凡是能使蛋白质变性的因素都可使酶失活；酶不可通过半透膜；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第三十五页，共六十三页，2022年，8月28日1、大多数酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明（）

A.大多数酶石油或细胞产生的

B.大多数酶是生物催化剂

C.大多数酶的化学本质是蛋白质

D.大多数酶的基本组成单位是多肽2、酶的基本组成单位是（）

A.氨基酸B.核苷酸

C.核糖核苷酸D.A或C练习反馈CD第三十六页，共六十三页，2022年，8月28日3.同一个体内的各类活细胞所含有的酶（

）

A、种类有差异，数量相同

B、种类有差异，数量不同C、种类无差异，数量相同

D、种类无差异，数量不同B4.细胞内合成酶的主要的场所是（）

A.细胞质B.线粒体C.核糖体D.内质网C5.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B第三十七页，共六十三页，2022年，8月28日？当皮肤上出现小伤口时，用双氧水消毒时，能观察到什么现象？你能解释这一现象的原因吗？

当皮肤上出现小伤口时，常用双氧水消毒，消毒时常能观察到有气泡产生。这是因为人体细胞中的过氧化氢酶能将过氧化氢分解成水和氧气。这气泡就是氧气。第三十八页，共六十三页，2022年，8月28日三、酶的特性1221少量肝脏研磨液说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率为什么2号试管的反应速率比1号试管快得多？第三十九页，共六十三页，2022年，8月28日酶具有高效性事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的

倍。107

～1013酶具有高效性的意义：上述实验说明了：酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行和能量供应的稳定第四十页，共六十三页，2022年，8月28日现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解，应该如何设计这个实验？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？淀粉和蔗糖都是非还原性糖，在酶的催化作用下都能水解为还原性糖。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。第四十一页，共六十三页，2022年，8月28日淀粉溶液蔗糖溶液实验步骤一二三实验现象结论加入淀粉酶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蔗糖溶液加入斐林试剂振荡约60℃水浴2min1号试管中加入2mL淀粉溶液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。探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用第四十二页，共六十三页，2022年，8月28日每一种酶只能催化

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。酶具有专一性一种或一类4000专一性目前发现的酶有

多种,它们分别催化不同的化学反应。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。第四十三页，共六十三页，2022年，8月28日在最适宜温度下，酶的活性最高，温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。第四十四页，共六十三页，2022年，8月28日1号试管淀粉溶液实验步骤一二三四实验现象结论2号试管3号试管试管各加入1mL淀粉酶溶液无变化探究pH对淀粉酶活性的影响加入蒸馏水加入NaOH溶液加入HCl试管各加入2mL可溶性淀粉溶液，振荡，试管下半部浸入60℃左右的热水中加入2mL斐林试剂振荡沸水水浴1min无变化蓝色棕色砖红色沉淀只有在适合的pH下酶的催化效率最好第四十五页，共六十三页，2022年，8月28日在最适宜pH下，酶的活性最高，pH偏高或偏低酶的活性都会明显降低。你能否设计实验证明酶的最适pH值？第四十六页，共六十三页，2022年，8月28日3.如果实验失败了，应该怎样做？检查实验步骤是否出错，重复实验。思考：1.课本建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，为什么？因为温度对淀粉酶活性的影响较大，pH对过氧化氢酶的影响较大。这样做实验的现象才明显。2.在测定淀粉酶的专一性时，为什么要用到蔗糖溶液？设置对照实验。第四十七页，共六十三页，2022年，8月28日1号试管过氧化氢溶液实验步骤一二三四实验现象结论2号试管3号试管试管各加入2mL过氧化氢溶液无明显变化各加入几滴过氧化氢酶溶液，2—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探究pH对过氧化氢酶活性的影响加入蒸馏水加入NaOH溶液加入HCl第四十八页，共六十三页，2022年，8月28日高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。第四十九页，共六十三页，2022年，8月28日1．酶的催化作用的表示方法酶的催化活性的强弱以单位时间内(每分钟)底物的减少量或产物的生成量来表示。补充难点2.作用机理(1)酶在代谢中的作用在新陈代谢中，酶的作用仅是催化化学反应的进行，并不为反应提供物质和能量。一、酶的作用机理第五十页，共六十三页，2022年，8月28日(2)催化机理能降低化学反应的活化能，如图分析：第五十一页，共六十三页，2022年，8月28日(3)作用特点：第五十二页，共六十三页，2022年，8月28日二、与酶相关的曲线解读1．表示酶高效性的曲线第五十三页，共六十三页，2022年，8月28日第五十四页，共六十三页，2022年，8月28日(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。(3)酶只能催化自然条件下能发生的化学反应。第五十五页，共六十三页，2022年，8月28日2．表示酶专一性的曲线加入酶B的反应速率与无酶A条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用。进而说明酶具有专一性。第五十六页，共六十三页，2022年，8月28日3．影响酶活性的曲线第五十七页，共六十三页，2022年，8月28日(1)在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用逐渐减弱。(2)过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。(3)溶液酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。第五十八页，共六十三页，2022年，8月28日4．底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响(1)在其他条件适宜，酶量一定条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。(2)在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。第五十九页，共六十三页，2022年，8月28日酶的特性：具有高效性具有专一性作用条件较温和要有合适的温度要有合适的pH总结：比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用

温度对淀粉酶活性的影响pH对过氧化氢酶活性的影响

第六十页，共六十三页，2