第五章 第1节 降低化学反应活化能的酶教材

第5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.这个实验要解决什么问题？讨论：斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用2.是什么物质使肉块消失了？鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学消化。胃内的化学物质将肉块分解了。一些化学反应的条件MnO2浓H2SO4CH3CH2OH+CH3COOH

CH3COOCH2CH3+H2O2KClO32KCl+3O2乙醇醋酸乙酸乙酯一般化学反应的条件：FeBr2BrHBr在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫做

。催化剂（1）高温（2）高压（3）强酸（4）强碱（5）催化剂催化剂只是改变反应速率,并不改变化学平衡细胞内外的环境：

1.常温2.常压3.水溶液环境4.pH接近中性细胞内会发生一系列的化学反应，这些化学反应发生的环境条件是什么？在这种环境状态下发生的化学反应，应该有适合的生物催化剂————

酶很温和叶绿体：CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶线粒体:

C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧气酶核糖体：

氨基酸

多肽酶缩合脱水细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称细胞代谢一酶的作用和本质1、酶在细胞代谢中的作用（板书）细胞代谢离不开降低化学反应活化能的酶。实验:

比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率方法步骤:1.取4支洁净试管，编上序号，并且各注入2mL过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。2.将2号试管放在90℃左右的水浴中加热，观察气泡冒出的情况，并与1号试管作比较。3.向3号试管内滴入2滴氯化铁溶液，向4号试管内滴入2滴肝脏研磨液。轻轻地振荡两只试管，使试管内的物质混合均匀。仔细观察哪支试管产生的气泡多。4.将点燃但无火焰的卫生香分别放入3、4号试管内液面的上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。4343讨论:提示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，提高反应速率。提示2.不能。提示3.说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。提示4.4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行成百上千的化学反应,需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。实验的注意事项：1必须用新鲜肝脏做实验材料。2实验使用肝脏的研磨液,加大肝脏内过氧化氢酶与试

管中过氧化氢分子的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。3不能共用一个试管吸取肝脏研磨液和氯化铁溶液。4过氧化氢有腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。5观察产生氧气多少的途径：一、观察产生气泡的数目的多少。二、用无火焰的卫生香来鉴定，氧气多会使无火焰的卫生香复燃。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。活化能:（板书）加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道条件活化能/kJ٠mol没有催化剂催化75用胶态铂催化54用过氧化氢酶催化29在20度测得的过氧化氢分解的活化能下列各图中,①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线,E表示酶降低的活化能。正确的图解是()C下图是人体某个化学反应的示意图。（1）图中的哪个英文字母代表酶？酶为生活添姿彩阅读P81-82页,关于酶本质的探索1、巴斯德和李毕希的观点各有什么积极意义?各有什么局限性？2、从毕希纳的实验可以得出什么结论？3、萨姆纳用了9年才证明脲酶是蛋白质，并获诺贝尔化学奖，你认为他成功的主要原因是什么？4、请给酶下一个较完整的定义。讨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总结酶的定义1773年意大利科学家斯巴兰札尼喂食鹰的实验1836年法国科学家施旺提取胃液实验1926年美国科学家萨姆纳从刀豆中提取脲酶实验，并证明脲酶是蛋白质20世纪80年代美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也有催化功能关于酶本质的探究小结酶的化学成分

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。大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。2、酶的本质（板书）【相关知识】动物（或者人）体内不同部位的消化酶（如唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等）的消化对象和作业环境（恒温、不同PH值）目前已发现的酶有4000多种，它们分别催化不同的化学反应。加酶洗衣粉的制成与效用(温水、适用于不同的衣物）固氮微生物的生物固氮作用（固氮酶、27℃、中性PH值）吃馒头，细嚼慢咽，感觉很甜，为什麽？治疗糖尿病的胰岛素制剂为什麽只能注射，不能口服？进入冬眠的动物体，代谢很缓慢，根本原因是？有关酶的正确叙述是（）①是有分泌功能细胞产生的②有的从食物获得，有的在体内转化而来③凡是活细胞，都能产生酶④酶大都是蛋白质⑤有的酶是蛋白质，有的酶是胆固醇⑥酶在代谢过程中有多种功能⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用⑧酶只是起催化作用。

A．①②⑤B．②③⑦

C．③④⑧D．④⑤⑥C2.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C3.下列有关酶的叙述错误的是A.组成大多数酶的基本单位是氨基酸B.少数的酶是RNAC.每种酶都具有高效性，专一性D.酶都具有消化功能D4、下列有关酶的叙述中错误的是（）

A所有的酶都含有C、H、O、NB酶不一定只在细胞中起催化作用

C酶的组成单位是氨基酸

D人体内的酶也在不断的更新C5、在唾液中加入双缩脲试剂，其结果是（）A产生气泡B溶液呈蓝色C溶液呈紫色D产生砖红色沉淀C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。（板书）

实验设计1、在不同的温度下，同一种酶的活性是否会受到影响？2、在不同的pH下，同一种酶其活性是否会改变？请设计相关的实验，验证你们的假设酶有哪些特性？哪些因素会影响酶的活性？酶对化学反应的催化效率为酶的活性。一、科学探究步骤提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达与交流（温度/pH会影响酶的活性吗？）（温度/pH会影响酶的活性）（设计方案、预期结果…）（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：……）（总结，写实验报告并适当交流）影响酶活性的条件二、控制变量自变量：人为改变的变量。因变量：随着自变量变化而变化的变量。无关变量：对照组：空白对照、自身对照单一变量原则1、控制变量实验组：2、对照实验：除了一个因素（反应条件）外，其余因素都保持不变的实验。步骤试管编号说明1234一二

结果结论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8滴大量复燃变量

H2O2

浓度剂量剂量气泡产生卫生香燃烧步骤试管编号说明1234一

H2O2浓度剂量二剂量结果气泡产生卫生香燃烧结论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对照组实验组对照实验少量肝脏研磨液为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多？二酶的特性说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率1.酶具有高效性（板书）该实验中自变量因变量和无关变量分别是什么？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能量供应的稳定。是细胞内的化学反应能在常温、常压、中性水溶液环境中进行的关键因素。

酶具有高效性的意义：分组1234（1）底物：过氧化氢2ml2ml2ml2ml

（2）不同条件下处理

FeCl3（2滴）

－

－

＋

－肝脏研磨液（2滴）

－

－

－

＋

加热（90℃）

－

＋

－

－

(3)观察和记录现象

气泡产生速度

卫生香复燃情况

探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用

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。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？你有怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？2.酶具有专一性（板书）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淀粉溶液白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专一性目前发现的酶有

多种,它们分别催化不同的化学反应。酶具有专一性（例如，二肽酶可以水解由任意两种氨基酸组成的二肽。）酶活性：酶对化学反应的催化效率。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？3.酶的作用条件比较温和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号试管加入淀粉酶2滴，振荡试管各加入2mL淀粉溶液蓝色保持0℃冰水中反应约5min加热至100℃，反应约5min加热至60℃，反应约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探究温度对淀粉酶活性的影响酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的最适温度。0最适温度t/℃υ/mmol.s-1酶活性受温度影响示意图

一般地，动物体内的酶最适温度在35－40℃之间；植物:40－50℃之间细菌和真菌最适温度差别较大，有的达70℃。温度对酶活性的影响T过高酶失活T过低只是使酶活性降低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号试管加入2ml水试管各加入1mL淀粉酶溶液砖红色沉淀加入2ml淀粉溶液，并在60度下水浴3支试管分别加入2ml斐林试剂，边加入边振荡，沸水浴1min，观察颜色变化只有在适合的pH下酶的催化效率最好无明显变化无明显变化探究pH对淀粉酶活性的影响加入2mlHCl加入2mlNaOHυ/mmol.s-1最适pH0pH酶活性受pH影响示意图一般地，动物体内的酶最适pH在6.5－8.0之间；但是胃蛋白酶的最适pH为1.5;

植物体内的酶最适pH在4.5－6.5之间；pH对酶活性的影响酶促反应速率最快时的环境pH称为该酶促反应的最适pH。PH过高、过低酶失活通过探究温度、pH对酶活性影响的实验结果由此可看出酶的作用条件有什么特点？作用条件温和温度过高、过低；pH过酸、过碱都会影响酶的活性高温、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；低温虽然使酶活性明显下降，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜温度下其活性可以恢复。酶适于在0－4℃保存。思考酶的特性：具有高效性具有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小试牛刀2．与酶的化学本质不同的物质是：()A．抗体B．胰岛素C．脂肪酶D．性激素3．在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH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DB课堂练习：4.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是()

A.所吃食物不能消化

B.胃没有排空

C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降

D.吃药使人没有了胃口

C★影响酶促反应速率的因素：1、温度3、酶的浓度：反应速率随酶浓度的升高而加快。4、底物浓度：在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快，但达到一定浓度，反应速率不再变化酶促反应速率酶的浓度酶促反应速率底物浓度酶量一定2、pH生黄豆中含有胰蛋白酶抑制物，食用后容易导致恶心、呕吐、腹泻。黄豆应高温久煮，煮熟煮透即可食用；豆浆煮沸后多煮片刻。氰化物进入人体内,迅速与氧化型细胞色素氧化酶的三价铁相结合，从而抑制了细胞色素氧化酶的活性，使组织不能利用氧，产生细胞内室息。氰化物侵入人体或接触它们(特别是通过皮肤伤口)，均能引起中毒。轻者头痛、眩晕、呼吸困难，重者昏、戏挛、血压下降，甚至在二、三分钟内无预兆而突然昏致死亡。

酶缺失、失活与疾病某些有机磷农药，如敌百虫、敌敌畏等，能与神经组织中胆碱酯酶的活性中心结合，使酶失去活性，人体也就出现肌肉震颤、瞳孔缩小、心跳减慢等症状。酶缺失、失活与疾病酶缺失、失活与疾病当人体患病时，某些酶的活性会出现异常。疾病名称酶的情况肝炎血清中转氨酶活性增高糖尿病血清中超氧化物歧化酶活性降低恶性肿瘤（癌）转移扩散血清中乳酸脱氢酶活性增高佝偻病血清中碱性磷酸酶活性增高酶的应用请提前完成实验设计，下次上课在实验室按照可行的设计方案完成实验！

酶的特性

高效性酶的特性

专一性温度对酶活性的影响pH对酶活性的影响我要设计广告1.请设计实验来验证加酶洗衣粉对何种污渍起作用。2.请设计一则加酶洗衣粉的商业广告，广告时间为一分钟。设计广告时要注意用语的科学性和艺术性，既反映产品的科技含量，又有浓郁的生活气息，还要符合广告法。1.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B课堂练习:3.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是A.所吃食物不能消化（）B.胃没有排空C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降D.吃药使人没有了胃口

4.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是（）A.pH不适合B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用D.小肠中没有蛋白质可被消化CA5.能够使唾液淀粉酶水解的是（）A.淀粉酶B.脂肪酶C