151降低化学反应活化能的酶

沙粒沙粒鸟类的胃鸟类的胃只能只能进行进行物理性消化物理性消化推测：推测：1773年，意大利科学家斯帕兰札尼设年，意大利科学家斯帕兰札尼设计了这样一个巧妙的实验计了这样一个巧妙的实验鸟类的胃是否只有物理鸟类的胃是否只有物理性消化性消化提取出胃内的化学物质单提取出胃内的化学物质单独与肉块接触独与肉块接触胃内的化学物质胃内的化学物质1 1、想解决什么问题？、想解决什么问题？2 2、是什么物质使肉块、是什么物质使肉块消失了？消失了？3 3、怎样才能证明你的、怎样才能证明你的推测？推测？2 2H H2 2O O2 2 (有害物有害物)过氧化氢酶过氧化氢酶 2 2H H2 2O +OO +O2 2 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为称为细胞代谢细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的基础。细胞代谢是细胞生命活动的基础。一、细胞代谢一、细胞代谢FeCl3肝脏研磨液肝脏研磨液（H2O2酶）酶）2341342ml H2O2加热加热900H2O2（ml）反应条件反应条件气泡产生量气泡产生量卫生香检测卫生香检测2 2 2 2 加热加热900 2滴滴FeCl3 2滴研磨液滴研磨液分分 组组2341很少很少少少多多很多很多变亮变亮复燃复燃实验记录表格实验记录表格3.5%1滴滴FeCl3 20%1滴滴 肝脏研磨液肝脏研磨液a个个H2O2酶分子酶分子25万万a个个FeCl3分子分子2134常温常温加热加热H2O2酶酶FeCl3H2O2分解速率分解速率单位时间内气泡多少单位时间内气泡多少加热加热、FeCl3、H2O2酶酶(不同条件不同条件)观测指标：观测指标：因因 变变 量：量：自自 变变 量：量：2mlH2O24mlH2O2OOOOOOOOO 2滴肝脏研磨液滴肝脏研磨液 2滴肝脏研磨液滴肝脏研磨液相同的足够长的时间相同的足够长的时间2134常温常温加热加热H2O2酶酶FeCl3H2O2分解速率分解速率单位时间内气泡多少单位时间内气泡多少加热加热、FeCl3、H2O2酶酶(不同条件不同条件)观测指标：观测指标：因因 变变 量：量：自自 变变 量：量：无关变量：无关变量：H2O2的量的量小露一手小露一手加入加入H2O2酶酶加热加热加入加入FeCl3加入肝脏研磨液加入肝脏研磨液H2O2的量及浓度的量及浓度肝脏研磨液的量、肝脏研磨液的量、浓度及新鲜程度浓度及新鲜程度FeCl3的量及浓度的量及浓度H2O2分解速率分解速率自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量1 1和和2 2：FeClFeCl3 3能能促进促进H H2 2O O2 2分解分解1 1和和3 3：加热加热能能促进促进过氧化氢分解过氧化氢分解1 1和和4 4：过氧化氢酶过氧化氢酶能能促进促进H H2 2O O2 2的分解的分解3 3和和4 4：过氧化氢酶过氧化氢酶比比FeClFeCl3 3的效率的效率高高加热、加热、FeClFeCl3 3、过氧化氢酶都能促进、过氧化氢酶都能促进过氧化过氧化氢的分解；其中酶的效果最明显。氢的分解；其中酶的效果最明显。FeCl3肝脏研磨液肝脏研磨液2341加热加热结论：结论：二、酶在细胞代谢中的作用 1、作用、作用：降低反应的降低反应的活化能活化能，提高反应速率，但不，提高反应速率，但不改变反应结果改变反应结果。2 2、活化能：、活化能：分子从分子从常态常态转变为容易发生化学反应转变为容易发生化学反应的的活跃状态活跃状态所需要的能量。所需要的能量。酶的作用机理abc正常条件下分子活化能是正常条件下分子活化能是 ,酶促反应所需活化能是酶促反应所需活化能是 ,酶降低的活化能是酶降低的活化能是 。Cba巴斯德之前巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德巴斯德发酵与活细胞有关发酵与活细胞有关，发，发酵是整个细胞而不是细酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用胞中某些物质起作用引起发酵的是细胞中的某些引起发酵的是细胞中的某些物质物质，但这些物质只有在酵，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发母细胞死亡并裂解后才能发挥作用挥作用毕希纳毕希纳酵母酵母细胞中的某些物质细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后能够在酵母细胞破碎后继续继续起催化作用起催化作用，就像在活酵母细胞中一样，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳萨姆纳脲酶是脲酶是蛋白质蛋白质李比希李比希切赫、奥特曼切赫、奥特曼少数少数RNARNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能三三、关关于于酶酶本本质质的的探探索索四、酶的本质四、酶的本质 酶是酶是活细胞活细胞产生的产生的一类一类具有催化作用具有催化作用的的有机有机物物，其，其化学本质化学本质绝大多数酶是绝大多数酶是蛋白质蛋白质,少数酶是少数酶是RNARNA。五五、酶的特性、酶的特性3443少量肝脏少量肝脏研磨液研磨液 比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率为什么为什么4 4号试管的反应速率比号试管的反应速率比3 3号试管快得多？号试管快得多？说明过氧化氢酶比说明过氧化氢酶比FeFe3+3+的催化效率的催化效率(活性活性)高得多。高得多。1.酶具有高效性酶具有高效性酶的催化效率是无机催酶的催化效率是无机催化剂的化剂的10107 7 10101313 倍倍催化剂可催化剂可加快化学反应速率加快化学反应速率，与无机催化剂相比，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶的催化效率更高。酶只能缩短达到化学平衡所需时间，酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反不改变化学反应的平衡点应的平衡点（不改变产物的生成量）（不改变产物的生成量）。2.酶酶具有具有专一性专一性每一种酶只能催化每一种酶只能催化一种一种或一类或一类化学反应。化学反应。图中图中A表示酶，表示酶，B表示被催化的反应物表示被催化的反应物（底物）。（底物）。酶和被催化的反应物分子都有特定的酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。结构。C、D表示表示B分解的产物分解的产物。淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催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。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？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？探究探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液实实验验步步骤骤一一二二三三实验实验现象现象结论结论分别加入淀粉酶分别加入淀粉酶2 2滴，振荡，试管下半部浸入滴，振荡，试管下半部浸入6060左右的热水中，反应左右的热水中，反应5min5min2 2号试管中加入号试管中加入2mL2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林试剂加入斐林试剂 振荡振荡约约6060水浴水浴2min2min1 1号试管中加入号试管中加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液无变化无变化砖红色沉淀砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解探究探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液实实验验步步骤骤一一二二三三分别加入淀粉酶分别加入淀粉酶2 2滴，振荡，试管下半部浸入滴，振荡，试管下半部浸入6060左右的热水中，反应左右的热水中，反应5min5min2 2号试管中加入号试管中加入2mL2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林试剂加入斐林试剂 振荡振荡约约6060水浴水浴2min2min1 1号试管中加入号试管中加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 以上实验是否可以将步骤二中的以上实验是否可以将步骤二中的6060改为改为100100或其他呢？或其他呢？能不能设计一个实验，来证明温度会影能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的催化效率（活性）？响酶的催化效率（活性）？序序号号项项 目目试试 管管ABC 1淀粉溶液淀粉溶液2 ml 2 ml2 ml 2温度条件温度条件60C水 沸水 冰块 3淀粉酶溶液淀粉酶溶液1 ml1 ml1 ml 4保持保持5min后加碘后加碘1滴1滴1滴 5实验现象实验现象 变蓝变蓝 变蓝变蓝不变蓝不变蓝探究探究温度温度对对酶活性酶活性的影响的影响1 1、第、第2 2步和第步和第3 3步顺序决不可以颠倒步顺序决不可以颠倒2、本实验不能选用斐林试剂。因为斐林试剂与还、本实验不能选用斐林试剂。因为斐林试剂与还原糖只有在原糖只有在加热加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同温度该实验需严格控制不同温度 在最适温度的两侧，反应速率都比较在最适温度的两侧，反应速率都比较较高的温度容易使酶的较高的温度容易使酶的 遭到破坏，蛋遭到破坏，蛋白质变性，而失去白质变性，而失去 。每种酶都有自己的每种酶都有自己的低低活性活性最适温度最适温度空间结构空间结构动物：动物：35-4035-40摄氏度摄氏度植物植物：40-5040-50摄氏度摄氏度细菌、真菌差别较大细菌、真菌差别较大3 3、酶的作用条件较温和、酶的作用条件较温和 通过以上实验可以知道，酶在最适温度下，通过以上实验可以知道，酶在最适温度下，活性最高。活性最高。那么那么PHPH值值不同，对酶的活性有没有影响呢？不同，对酶的活性有没有影响呢？设计一个实验，来探究设计一个实验，来探究pHpH会影响酶的催化效率（活性）？会影响酶的催化效率（活性）？1 1号试管号试管过氧化氢过氧化氢溶液溶液实验实验步骤步骤一一二二三三四四实验现象实验现象结论结论2 2号试管号试管3 3号试管号试管加入过氧化氢酶加入过氧化氢酶2 2滴，振荡滴，振荡试管各加入试管各加入2mL2mL过氧化氢溶液过氧化氢溶液无明显变化无明显变化pHpH7 7pH=12pH=12pHpH2 2将带火星的卫生香分别放入试管中将带火星的卫生香分别放入试管中只有在适合的只有在适合的pHpH下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好复燃复燃无明显变化无明显变化探究探究pHpH对过氧化氢对过氧化氢酶活性酶活性的影响的影响过氧化氢酶过氧化氢酶在最适合的在最适合的pHpH下，下，酶的活性酶的活性 最高最高动物体里的酶最适动物体里的酶最适PHPH大多大多在在6.5-8.06.5-8.0之间，之间，（但胃但胃蛋白酶为蛋白酶为1.51.5，胰液中的酶，胰液中的酶为为8-98-9）植物体里的酶最适植物体里的酶最适PHPH大多大多在在4.5-6.54.5-6.5之间之间过酸、过碱过酸、过碱的的条件下条件下，会使酶的，会使酶的空间结构空间结构遭遭到破坏到破坏,蛋白质蛋白质变性变性，使酶，使酶永久失活永久失活。酶活性：酶对化学反应的催化效率。酶活性：酶对化学反应的催化效率。凡凡能能影影响响蛋蛋白白质质的的理理化化因因素素都都能能影影响响酶酶的的活活性性。因因此此温温度度、酸酸碱碱度度、重金属离子重金属离子都能影响酶的活性。都能影响酶的活性。六、影响酶活性的因素六、影响酶活性的因素酶活性强弱的衡量指标：酶活性强弱的衡量指标：单位时间内底物的减少量或产物的生成量单位时间内底物的减少量或产物的生成量 高温、低温、过酸和过碱对酶活高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？性的影响其本质相同吗？不同不同。过酸、过碱或温度过高，会过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构使酶的空间结构(除肽键以外的其它化学除肽键以外的其它化学键的断裂键的断裂)遭到破坏，遭到破坏，从而引起蛋白质分从而引起蛋白质分子变性，子变性，使酶使酶永久失活永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性下其活性可以恢复可以恢复。温度和温度和pH值值对酶活性的对酶活性的影响影响低温：低温：抑制抑制高温：失活高温：失活过酸：失活过酸：失活过碱：失活过碱：失活影响酶促反应速率的因素：影响酶促反应速率的因素：1 1、温度、温度3 3、酶的浓度：、酶的浓度：反应速率随反应速率随 酶浓度的升高而加快。酶浓度的升高而加快。4 4、底物浓度：、底物浓度：在一定浓度在一定浓度 范围内，反应速率随浓范围内，反应速率随浓 度的升高而加快，但达度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率到一定浓度，反应速率 不再变化不再变化酶酶促促反反应应速速率率酶的浓度酶的浓度酶酶促促反反应应速速率率底物浓度底物浓度酶量一定酶量一定2 2、pHpH例例题题:下下图图纵纵轴轴为为酶酶反反应应速速度度，横横轴轴为为底底物物浓浓度度，其其中中正正确确表表示示酶酶量量增增加加1 1倍倍时时，底底物物浓浓度度和和反反应应速速度度关关系系的的是是 （）练习:下下图纵轴为生成物量，横生成物量，横轴为反反应时间，其中能正确表示其中能正确表示酶酶浓度增加，而其他条件不度增加，而其他条件不变时，生成物量，生成物量变化的曲化的曲线图是是(图中虚中虚线表表示示酶酶浓度增加后的度增加后的变化曲化曲线)C课堂练习：课堂练习：1.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是 A.A.所吃食物不能消化所吃食物不能消化 （）B.B.胃没有排空胃没有排空C.C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降体温超过合适温度，消化酶的活性下降D.D.吃药使人没有了胃口吃药使人没有了胃口 C2 2.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是关于酶的特性，下列表述中错误的一项是 A.A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物B.B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变化学反应前后，酶的化学性质和数量不变C.C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响D.D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力一旦离开活细胞，酶就失去催化能力D3.(多多选选)表所列内容的表所列内容的实验实验中，中，试试管内容物管内容物变变成成蓝蓝色的是色的是 ()试试管管号号试试管内容物管内容物条件条件检验检验1 12mL2mL浆浆糊糊+2ml+2ml清水清水3710min3710min3 3滴碘液滴碘液2 22mL2mL浆浆糊糊+2ml+2ml稀稀释释1010倍唾液倍唾液3710min3710min3 3滴碘液滴碘液3 32mL2mL浆浆糊糊+2ml+2ml纯纯唾液唾液9510min9510min3 3滴碘液滴碘液4 42mL2mL浆浆糊糊+2ml+2ml纯纯唾液唾液+2+2滴滴浓浓HClHCl3710min3710min3 3滴碘液滴碘液A.1A.1 B B2 2 C C3 3 D D4 4ACD