必修1第5章第1節(jié)降低化學反應活化能的酶

一、酶的作用和本質(zhì)第五章細胞的能量供應和利用第1節(jié)降低化學反應活化能的酶問題探討1.該實驗要解決什么問題？2.肉塊為什么會消失？3.怎樣證明你的猜測？斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學性消化被胃內(nèi)的化學物質(zhì)分解。收集胃內(nèi)的化學物質(zhì)，看看這些物質(zhì)能否在體外將肉塊分解。細胞代謝：2、特點：復雜有序溫和高效這都有賴于酶

細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝。葉綠體：光能

酶線粒體:氧氣酶核糖體：酶脫水縮合CO2+H2O（CH2O)+O2C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量氨基酸

多肽想一想：葉綠體、線粒體、核糖體有什么生理功能？問題1：酶在細胞代謝中起什么作用？加快細胞代謝速率

問題2：實驗室中哪些方法可以加快反應速度？加熱、催化劑H2O2H2O+O2常溫H2O2H2O+O2加熱H2O2H2O+O2FeCL3H2O2H2O+O2H2O2酶過氧化氫在這幾種不同條件下的分解速度有什么差別呢？一、實驗:比較過氧化氫在不同條件下的分解2H2O22H2O+O2高溫/Fe3＋/過氧化氫酶1、實驗原理：通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用和意義。2、實驗目的：實驗步驟1min分鐘后，將點燃的衛(wèi)生香放在液面的上方幾乎無氣泡3、實驗步驟少量氣泡較多氣泡大量氣泡Fe3+能促進H2O2分解，具有催化作用。1和3比：1和4比：過氧化氫酶具有催化作用。討論：和1號試管相比，2號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？在細胞內(nèi),能通過加熱來提高反應速率嗎?

3號和4號試管未經(jīng)加熱，也有大量的氣泡產(chǎn)生，這說明什么？3號和4號試管相比，哪支試管中的反應速率快？這說明什么？

加熱能促進過氧化氫分解不能，溫度過高會造成生物的細胞死亡Fe3+和過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解,起催化作用過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高的多幾乎無氣泡3、實驗步驟少量氣泡較多氣泡大量氣泡酶在常溫常壓下，可以高效的完成對化學反應的催化。關于實驗設計的基礎知識指實驗中要接受某種因素處理的實驗材料2、確認變量：1、實驗對象：自變量：在實驗中由操作者人為改變的量。因變量：在實驗中由于自變量而引起的實驗對象的變化和結(jié)果。因變量一般都有容易檢測的指標。無關變量：除自變量以外能使實驗對象發(fā)生改變的其他因素都叫無關變量。包括實驗對象的外界因素和實驗對象的自身因素。變量：在實驗中可以變化的因素。自變量：催化劑的種類因變量：H2O2的分解速率?？捎^測的指標是氣泡的多少、大小或衛(wèi)生香復燃的程度。無關變量：H2O2的量和濃度，滴入的催化劑的量、實驗室的溫度等。3、單一變量原則和對照實驗單一變量原則在科學實驗中，對實驗結(jié)果有影響的變量往往有多個，但在實驗中只能對這些變量一個一個的進行研究，即除要觀察的自變量外其他變量都要保持一致。對照實驗除了一個因素外，其他因素都保持相同的實驗。對照實驗要設置對照組和實驗組。

對自然狀態(tài)的實驗對象施加或減除了自變量的是實驗組（非常態(tài)）。

對自然狀態(tài)的實驗對象未施加或減除了自變量的是對照組（常態(tài)）對照類型自身對照空白對照相互對照自身對照：指實驗和對照在同一實驗對象上進行，不再另設對照組。這樣的實驗關鍵是看清實驗前后實驗現(xiàn)象本身的差異，實驗前和實驗后形成對照。如觀察植物細胞的質(zhì)壁分離實驗。實驗前細胞的正常狀態(tài)是對照組，實驗后細胞質(zhì)壁分離的狀態(tài)是實驗組?？瞻讓φ眨簩嶒瀸ο笞鰞山M實驗施加或減除了自變量的一組為實驗組，未施加或減除自變量的一組為對照組。即處于自然狀態(tài)（常態(tài)）一組為對照組，處于非自然（非常態(tài)）的一組為實驗組。12mlH2O2幾乎無氣泡32mlH2O2+2滴FeCl3溶液氣泡較多相互對照：指不另設對照組，而是對兩個或幾個實驗組都用自變量進行處理，但自變量對各實驗組的處理方式各不相同，然后對兩個或幾個實驗組的實驗結(jié)果進行比較得出結(jié)論。這樣的兩個或幾個實驗組互為對照。32mlH2O2+2滴FeCl3溶液氣泡較多42mlH2O2+2滴肝臟研磨液大量氣泡4、實驗結(jié)果與結(jié)論實驗結(jié)果是對實驗中的因變量的真實客觀的記錄。實驗結(jié)論是對實驗研究的總結(jié)和發(fā)現(xiàn)。是根據(jù)實驗結(jié)果得出的。是從實驗現(xiàn)象中尋找本質(zhì)規(guī)律的過程。比較過氧化氫在不同條件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明顯少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃反應條件自變量因變量無關變量對照組實驗組對照實驗變量說明無關變量酶在常溫常壓下，可以高效的完成對化學反應的催化。分子的常態(tài)：不活躍，不易發(fā)生化學反應分子的活躍態(tài)：易發(fā)生化學反應常態(tài)的分子如果獲得能量就能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S態(tài)的分子。分子由常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S態(tài)所需要的能量叫活化能。加熱使部分過氧化氫分子獲得能量轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S態(tài)而分解，所以加熱可以加快過氧化氫分解。二、酶的作用原理反應物產(chǎn)物………………活化能反應進程能量加熱加熱在化學反應中的作用：結(jié)論：加熱可以給反應物提供能量，但不能降低反應的活化能。75無催化劑29有機催化劑(酶)54無機催化劑活化能(kJ.mol-1)條件反應物產(chǎn)物………………活化能反應進程能量催化劑在化學反應中的作用：..…………

無機催化劑……..有機催化劑結(jié)論：催化劑降低了化學反應的活化能。同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。酶沒有給分子提供能量，而是降低了化學反應的活化能，而且與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。

酶的作用原理：降低化學反應的活化能發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關巴斯德李比希畢希納薩姆納VS其他科學家切赫和奧特曼發(fā)酵與死細胞中的物質(zhì)有關發(fā)酵與活細胞有關

死細胞中的物質(zhì)和活細胞都能引起發(fā)酵脲酶是蛋白質(zhì)胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質(zhì)少數(shù)酶是RNA三、酶的本質(zhì)及其發(fā)現(xiàn)過程1、酶的定義酶是活細胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機物。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA.什么是酶？來源作用化學本質(zhì)2、酶的本質(zhì)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)少數(shù)酶是RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體細胞核活細胞（哺乳動物成熟的紅細胞不能合成）催化作用降低化學反應的活化能

練習：有關酶的敘述正確的是1、具有分泌功能的細胞產(chǎn)生的2、有的從食物中獲得，有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來3、凡是活細胞都能產(chǎn)生酶4、大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)5、有的酶是核酸6、酶在新陳代謝中有多種功能7、在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)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機物，與無機催化劑相比，有哪些不同的特點呢？科學探究的程序:設計實驗提出問題作出假設進行實驗分析結(jié)果得出結(jié)論其中實驗是實施探究的重要方式。表達交流1)實驗設計遵循原則：2)實驗步驟設計的內(nèi)容：①設計對照原則②單一變量原則①分組編號②配置無關變量；③設定自變量，設置好實驗組和對照組；④檢測因變量，觀察記錄實驗結(jié)果。四、酶的催化特性2H2O+O22H2O2過氧化氫酶Fe3+/加熱探究實驗一比較H2O2在不同條件下的分解氣泡較多32mlH2O2+2滴FeCl3溶液大量氣泡42mlH2O2+2滴肝臟研磨液（1）酶具有高效性與無機催化劑相比較而言

高效性：酶的催化效率大約是無機催化劑的107-1013倍。意義：細胞代謝能夠高效地進行，與酶的高效性是分不開的。1、酶具有高效性有的無機催化劑能催化多種物質(zhì)發(fā)生的化學反應，酶也具有這樣的本領嗎？

現(xiàn)在給你淀粉酶溶液，驗證酶是否也能催化多種物質(zhì)水解。應該如何按探究實驗的思路設計一個實驗？

淀粉和蔗糖都是非還原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解為麥芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解為葡萄糖和果糖。麥芽糖、葡萄糖、果糖均屬還原性糖。還原性糖能夠與斐林試劑發(fā)生氧化還原反應，生成磚紅色的沉淀。根據(jù)提出的問題，你能提出什么假設？作出假設：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖分解。提出問題：淀粉酶只能催化淀粉水解嗎？淀粉酶能催化蔗糖分解嗎？2ml淀粉溶液+2ml淀粉酶12ml蔗糖溶液+2ml淀粉酶2設計實驗，驗證假設。預期實驗結(jié)果。如何用實驗驗證預期結(jié)果？加入斐林試劑分別加入60℃保溫過的淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反應5min2號試管中加入2mL蔗糖溶液，60℃保溫加入斐林試劑振蕩約60℃水浴2min1號試管中加入2mL淀粉溶液，60℃保溫藍色無變化棕色磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。酶具有專一性。探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用目前發(fā)現(xiàn)的酶有________多種，它們分別

催化不同的化學反應。2、酶具有專一性每一種酶只能催化____________化學反應。細胞代謝能夠有條不紊地進行，與酶的

_______是分不開的。一種或一類4000專一性從上面進行的實驗我們看出進行實驗需要一定的條件，比如淀粉酶在60℃左右最好。能不能設計一個實驗，來證明溫度會影響酶的活性？酶活性：酶對化學反應的催化效率。探究：溫度對淀粉酶活性的影響1號試管2號試管3號試管加入淀粉酶2mL，振蕩試管各加入2mL淀粉溶液藍色保持0℃冰水中保溫約5min加熱至100℃，保溫約5min加熱至60℃，保溫約5min各加入兩滴碘液振蕩無明顯現(xiàn)象只有在一定溫度下酶的催化效率最好藍色0最適溫度t/℃υ/mmol.s-13、溫度對酶活性的影響在最適溫度的兩側(cè)，反應速率都比較_____;低溫：______酶的活性，升溫可以恢復，酶未。高溫：破壞了酶的__________，使酶失去______且不可恢復。低活性空間結(jié)構(gòu)在最適溫度下，酶的活性_____。抑制最高探究：pH對過氧化氫酶活性的影響1號試管2號試管3號試管加入新鮮的肝臟碾磨液2mL，振蕩試管各加入2mL過氧化氫溶液,觀察現(xiàn)象無明顯變化pH＝7pH=12pH＝22—3min后將點燃的衛(wèi)生香分別放入試管中只有在適合的pH下酶的催化效率最好復燃無明顯變化υ/mmol.s-1最適pH0pH4、pH對酶活性的影響在最適合的pH下，酶的活性

在過酸過堿的條件下，都會使酶的遭到破壞而失去且不可恢復。最高空間結(jié)構(gòu)活性（1）曲線中的AB段表明：

。（2）曲線中的B點表示：

。（3）曲線中的BC段表明

。（4）D點對應的溫度稱為

，D’點對應的pH稱為

。（5）圖中A’、C、C’表示酶的

遭到破壞，使酶

。（6）圖中A點若為0℃，酶活性

，但酶的空間結(jié)構(gòu)

。酶促反應受到多種因素的影響，下圖中左圖是酶受溫度影響示意圖，右圖是酶受pH影響示意圖。在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，酶的活性逐漸增強。

在此溫度時，酶的活性最強。

超過一定范圍，隨著溫度的升高，酶的活性逐漸降低。

最適溫度

最適pH空間結(jié)構(gòu)

失活

很低

沒有被破壞

疑難突破小結(jié)：酶的特性：1.具有高效性2.具有專一性3.作用條件較溫和①要有合適的溫度：②要有合適的pH：討論：影響酶促反應速率的因素：1．溫度在反應物充足，其他條件均適宜的條件下酶促反應速率隨酶濃度的升高而加快。

：在酶量一定的條件下，在一定濃度范圍內(nèi)，酶促反應速率隨濃度的升高而加快，但達到一定濃度，由于受酶數(shù)量和酶活性的限制，酶促反應速率不再變化。2．pH酶促反應速率底物濃度酶量一定酶促反應速率酶的濃度底物無限3．酶的濃度：4.底物濃度2、在測定胃蛋白酶的活性時，將溶液pH值由10降到2的過程中，胃蛋白酶的活性將（）A、不斷上升B、沒有變化

C、先升后降D、先降后升課堂鞏固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、在植物細胞工程中常常要去掉細胞壁，在不損傷植物細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，下列哪種物質(zhì)可用于去除細胞壁（）A、蛋白酶B、纖維素酶C、鹽酸D、淀粉酶B4、關于酶的特性，下列表述中錯誤的一項是

()

A.酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物B.化學