1、降低化学反应降低化学反应活化能的酶活化能的酶（一）细胞代谢（一）细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。一一 酶的作用和本质酶的作用和本质2 2 H H2 2O O2 2 2 2 H2 2O +O2 2（一）酶的作用（一）酶的作用过氧化氢分解的条件：过氧化氢分解的条件：常温常温加热加热加无机催化剂加无机催化剂加过氧化氢酶加过氧化氢酶二氧化锰二氧化锰、硫酸铜硫酸铜、三、三氯化铁氯化铁等等2ml2ml2ml2ml3%3%3%90FeCl33%提高化学反应速率的途径：提高化学反应速率的途径：(1)(1)用加热或光照给反应体系提供能量用加热或光照给反应体系提供能量。(2)(2)使
2、用催化剂。使用催化剂。那么，为什么使用催化剂可以提高反那么，为什么使用催化剂可以提高反应速率呢？应速率呢？活化能：活化能：在一个化学反应体系中，反应开始时，反应在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子的平均能量水平较低，为物分子的平均能量水平较低，为“初态初态”。在反。在反应的任何一瞬间反应物中都有一部分分子具有了应的任何一瞬间反应物中都有一部分分子具有了比初态更高一些的能量，高出的这一部分能量称比初态更高一些的能量，高出的这一部分能量称为为“活化能活化能”在一定温度下，在一定温度下，1mol1mol反应底物全部进入活化反应底物全部进入活化态所需要的自由能就是该反应底物的活化能。单态所需要
3、的自由能就是该反应底物的活化能。单位位J/molJ/mol思考：思考：1mol H2O2由由常态变为活跃的状态常态变为活跃的状态时需要吸时需要吸收收75 KJ的热量，这的热量，这75 KJ就是每就是每mol H2O2的的活化能活化能。但加入过氧化氢酶时，但加入过氧化氢酶时，H2O2只要吸收只要吸收29 KJ的热量就可以转变为活跃的状态。少了的的热量就可以转变为活跃的状态。少了的46 KJ的热量是不是由过氧化氢酶提供的呢？的热量是不是由过氧化氢酶提供的呢？如果不是由过氧化氢提供的，那么如何解释如果不是由过氧化氢提供的，那么如何解释为何少了为何少了46 KJ的热量呢？的热量呢？酶和一般催化剂的作用
4、就是降低化酶和一般催化剂的作用就是降低化学反应所需的活化能，从而使活化分子学反应所需的活化能，从而使活化分子数增多，反应速度加快。数增多，反应速度加快。正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。各条件使反应加快的本质：加热：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能（二）酶在细胞代谢中的作用（二）酶在细胞代谢中的作用（一）细胞代谢（一）细胞代谢2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量对照组对照组实验组实验组对照实验对照实验降低化学反应降低化学反应活化能的酶活化能的酶斯帕兰札尼的实验讨论：1、
5、这个实验要解决什么问题？2、据现象推测是什么物质使肉块消失了？3、怎样才能证明你的推测？鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化是胃内的化学物质将肉块分解了收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解了（一）酶的本质（一）酶的本质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
6、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 定义：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。复习：复习：1 1、人体细胞内时刻进行上百万次的化学反应，这些、人体细胞内时刻进行上百万次的化学反应，这些化学反应在常温常压下为何能如此化学反应在常温常压下为何能如此快速、高效、有快速、高效、有序、顺利序、
7、顺利进行的呢？进行的呢？2 2、化学反应需要提供能量，使参加化学反应的分子、化学反应需要提供能量，使参加化学反应的分子从常态变为活跃状态，那么酶是否提供了能量而加从常态变为活跃状态，那么酶是否提供了能量而加快了反应速率呢？快了反应速率呢？无机催化剂和酶都可以降低化学反应的活化能，都可以提高化学反应速率，那么哪个作用更显著呢？如何用实验来验证？请大家回忆上节课请大家回忆上节课H H2 2O O2 2在不同条件下的分解的实验！在不同条件下的分解的实验！实验设计原则：实验设计原则：对照原则对照原则 单一变量单一变量(单因子）原单因子）原则则友情提示友情提示3443少量肝脏少量肝脏研磨液研磨液说明过氧
8、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)高得高得多。多。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？事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。107 1013 酶的高效性保证了细胞内化学反应的快速进行。酶的高效性保证了细胞内化学反应的快速进行。酶具有高效性的意义：酶具有高效性的意义：上述实验说明了：上述实验说明了：一、酶具有高效性一、酶具有高效性你能用其他更简捷的方法来验证酶的高效性吗？你能用其他更简捷的方法来验证酶的高效性吗？淀粉和蔗糖都是非还原性
9、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？怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢
10、？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淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色无变化无变化棕色棕色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v每一种酶
11、只能催化每一种酶只能催化 化学反应。化学反应。v细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行，与细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行，与酶的酶的 是分不开的。是分不开的。二、酶具有专一二、酶具有专一 性性一种或一类一种或一类 40004000专一性专一性v目前发现的酶有目前发现的酶有 多种多种,它们分别催化不同它们分别催化不同的化学反应。的化学反应。一、酶具有高效性一、酶具有高效性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
12、 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 从上面进行的实验我们看出进行实验需从上面进行的实验我们看出进行实验需要比较温和的条件，比如淀粉酶在要比较温和的条件，比如淀粉酶在6060左右最好。左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的催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）？化效率（活性）？又该又该你动脑筋了！你动脑筋了！问题聚焦问题聚焦1 1、选择淀粉酶还是、选择淀粉酶还是H H2 2O O2 2酶作为实验材料？酶作为实验材料？三组，高温，低温
13、和常温！三组，高温，低温和常温！2 2、我要设计几组实验？选择几个温度？、我要设计几组实验？选择几个温度？淀粉酶。因为淀粉酶。因为 H H2 2O O2 2受温度影响也会分解受温度影响也会分解3 3、观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定试剂？、观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定试剂？碘液，看是否变蓝碘液，看是否变蓝以上设计有两点错误:一是加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则;二是试剂加入的顺序错误2、3步应互换。以上设计是否有错误？1 1号试管号试管2 2号试管号试管3 3号试管号试管加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振荡滴，振荡试管各加入试管各加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色保持保持00冰
14、水中冰水中约约5min5min加热至加热至100100，约约5min5min加热至加热至6060，约约5min5min各加入两滴碘液各加入两滴碘液振荡振荡无明显现象无明显现象只有在一定温度下酶的催化效率最好只有在一定温度下酶的催化效率最好蓝色蓝色探究温度对淀粉酶活性的影响探究温度对淀粉酶活性的影响601001236010060100/除了注意对照实验设计，还要注意实验的顺序，除了注意对照实验设计，还要注意实验的顺序，如果有时间，实验组可等梯度多做几组，得出的结如果有时间，实验组可等梯度多做几组，得出的结果更准确。果更准确。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
15、度容易使酶的较高的温度容易使酶的 遭到破坏，遭到破坏，蛋白质变性，而失去蛋白质变性，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、真菌细菌、真菌 差别较大差别较大 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值不同，对酶的活性有没有影响呢？值不同，对酶的活性有没有影响呢？你你要动脑筋了！要动脑筋了！设计一个实验，来探究设计一个实验，来探究pHpH会影响酶的催化会影响酶的催化效率（活性）？效率（活性
16、）？以上设计缺少对照组。以上设计缺少对照组。以上设计是否科学？以上设计是否科学？1 1号试管号试管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23min23min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在适合的在适合的pHpH下酶的催化效率好下酶的催化效率好复燃复燃无明显变化无明显变化探究探究pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响过氧化氢酶在最适合的pH下，酶的活性 最高空间结构在过酸过碱的条件下
17、，都会使酶的 遭到破坏,蛋白质变性，酶去 。活性动物体里的酶最适PH大多在6.5-8.0之间，（但胃蛋白酶为1.5，胰液中的酶为8-9）植物体里的酶最适PH大多在4.5-6.5之间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注意酶与激素、蛋白质、维生素、脂质的关系：注意酶与激素、蛋白质、维生素、脂质的关系：问：能产生激素的细胞一定能产生酶吗？问：能产生激素的细胞一定能产生酶吗？能产生酶的细胞一定能产生激素吗
18、？能产生酶的细胞一定能产生激素吗？用数学集合怎样表示？用数学集合怎样表示？1 1、将乳清蛋白，淀粉，胃蛋白酶，唾液淀粉酶、将乳清蛋白，淀粉，胃蛋白酶，唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器内，调整和适量的水混合装入一容器内，调整PHPH至至2.02.0，保存在保存在3737摄氏度的温水内，过一段时间后，容器摄氏度的温水内，过一段时间后，容器内剩余的物质是（内剩余的物质是（）A A 淀粉、胃蛋白酶、多肽、水淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B B 唾液淀粉酶、麦芽酶、胃蛋白酶、多肽唾液淀粉酶、麦芽酶、胃蛋白酶、多肽C C 唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D D 唾液淀粉酶、淀粉、胃
19、蛋白酶、水唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水2 2、将胃液的、将胃液的PHPH从从1010降到降到2 2的过程中，胃液中胃蛋的过程中，胃液中胃蛋白酶的活性的变化是（白酶的活性的变化是（）A A 一直上升一直上升 B B 没有变化没有变化 C C 先升后降先升后降 D D 先降后升先降后升 AB3 3、加酶洗衣粉不能用沸水溶解，这说明了酶的作、加酶洗衣粉不能用沸水溶解，这说明了酶的作用（用（）A A 适于低温下催化适于低温下催化 B B 具有高效性具有高效性 C C 具有专一性具有专一性 D D 需要适宜的温度需要适宜的温度4 4、下列叙述不正确的是（、下列叙述不正确的是（）A A 酶的主要作用是降低反应所需的活化能酶的主要作用是降低反应所需的活化能B B 酶以相同的能量能使更多的分子活化，从而加酶以相同的能量能使更多的分子活化，从而加速反应的进行速反应的进行C C 酶加速反应的进行，使给反应物提供能量酶加速反应的进行，使给反应物提供能量D D 酶同无机催化剂相比，降低活化能的能力显著酶同无机催化剂相比，降低活化能的能力显著DC5 5、蛋白酶使蛋白质水解为多肽，但不能使多肽、蛋白酶使蛋白质水解为多肽，但不能使多肽水解为氨基酸，这说明酶有（水解为氨基酸，这说明酶有（）A A 高效性高效性 B B 专一性专一性 C C 多样性多样性 D D 稳定性稳定性 B结束放映
