降低化学反应活化能的酶课

降低化学反应活化能的酶课本节聚集：1.细胞代谢为什么离不开酶？2.酶是什么？3.科学家是怎样研究酶的本质的？第1节降低化学反应活化能的酶第2页,共35页，2024年2月25日，星期天问题探讨讨论：1.1783年斯巴兰札尼的实验要解决什么问题？2.是什么物质使肉块消失了？3.怎样才能证明你的推测？第3页,共35页，2024年2月25日，星期天一、酶的作用和本质：

1.酶在细胞代谢中的作用：用简单的实验证明酶的催化效率：原理：2H2O2→

2

H2O+O21.常温2.加热3.FeCl3

4.加肝液第4页,共35页，2024年2月25日，星期天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5页,共35页，2024年2月25日，星期天控制变量与对照实验1、自变量：实验中人为改变的变量。2、因变量：随自变量而变化的变量。3、无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在的一些可变因素，对实验结果造成影响。4、对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。5、对照实验一般要设置对照组与实验组。第6页,共35页，2024年2月25日，星期天试管编号1234H2O2溶液2ml2ml2ml2ml变量不处理900C中水浴

加FeCl3溶液

加肝脏研磨液气泡现象带火星的卫生香检验对照实验比较过氧化氢酶在不同条件下的分解

无

少量

较大量

大量火星变亮

复燃对照组实验组自变量因变量第7页,共35页，2024年2月25日，星期天说明：1、加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率；2、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；3、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着成千上万种化学反应，这些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。酶凭什么能担此大任？第8页,共35页，2024年2月25日，星期天提高化学反应速率的途径：

(1)用加热或光照给反应体系提供能量。

(2)使用催化剂。那么，为什么使用催化剂可以提高反应速率呢？第9页,共35页，2024年2月25日，星期天活化能：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“初态”。在反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为“活化能”在一定温度下，1mol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。单位J/mol第10页,共35页，2024年2月25日，星期天思考：1molH2O2由常态变为活跃的状态时需要吸收75KJ的热量，这75KJ就是每molH2O2的活化能。但加入过氧化氢酶时，H2O2只要吸收29KJ的热量就可以转变为活跃的状态。少了的46KJ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，那么如何解释为何少了46KJ的热量呢？第11页,共35页，2024年2月25日，星期天

酶和一般催化剂的作用就是降低化学反应所需的活化能，从而使活化分子数增多，反应速度加快。第12页,共35页，2024年2月25日，星期天2、酶的发现：1836年,德国科学家施旺提取胃液中消化蛋白质的物质----胃蛋白酶.1926年,美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶结晶,并证明它是一种蛋白质.20世纪30年代,科学家相继提取出多种酶的蛋白质结晶,指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质.1783年,意大利科学家斯巴兰札尼用“金属笼肉块”实验推断胃液中一定含有消化肉块的物质----说明胃具有化学性消化的作用.20世纪80年代以来,美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有催化作用.第13页,共35页，2024年2月25日，星期天3、酶的化学本质：

酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶对化学反应的催化效率称为酶活性.正由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。第14页,共35页，2024年2月25日，星期天酶在活细胞产生，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15页,共35页，2024年2月25日，星期天相同点：改变化学反应速率，本身不被消耗。加快化学反应速率，缩短达到化学反应平衡的时间，但不改变平衡点。降低活化能，使速率加快。酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做底物经反应产生的物质叫做产物。第16页,共35页，2024年2月25日，星期天酶的特性第17页,共35页，2024年2月25日，星期天二、酶的特性

高效性：催化效率很高，大大提高反应速率专一性：任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物多样性：种类繁多易变性：容易被高温、强酸、强碱等破坏

反应条件较温和：第18页,共35页，2024年2月25日，星期天序号项目试管121注入可溶性淀粉溶液2mL/2注入蔗糖溶液/2mL3注入新鲜淀粉酶溶液2mL2mL４结果现象砖红无第19页,共35页，2024年2月25日，星期天第20页,共35页，2024年2月25日，星期天探究：影响酶活性的条件实验材料：

2％淀粉酶溶液、20％肝脏研磨液、3％可溶性淀粉溶液、体积分数为30％的过氧化氢溶液、5％HCl、5％NaOH、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂实验用具：试管、量筒、小烧杯、大烧杯、滴管、试管夹、酒精灯、三角架、石棉网、温度计、PH试纸、火柴第21页,共35页，2024年2月25日，星期天项目试管１２３淀粉酶溶液1mL1mL1mL蒸馏水1mL//NaOH/1mL/HCl//1mL淀粉溶液2mL2mL2mL结果现象砖红无砖红无砖红第22页,共35页，2024年2月25日，星期天

第23页,共35页，2024年2月25日，星期天pH值：在极端的酸性或碱性条件下会变性而完全失去活性，大多数酶的最适PH值为4.5-8.0范围内。（1）动物体内的酶最适宜pH大多在6.5—8之间。唾液pH为6.2—7.4，胃液的pH为0.9—1.5，小肠液的pH为7.6。（2）植物体内的酶最适pH大多在4.5—6.5之间。第24页,共35页，2024年2月25日，星期天探究温度对淀粉酶活性的影响(1)自变量：温度（已知淀粉酶的适用温度范围是50～75℃）(2)因变量：(3)无关变量：不同温度条件下淀粉酶的活性实验操作顺序、溶液的量、时间、温度是否达到预设的温度等（0℃、60℃、100℃）如何检测？淀粉淀粉酶麦芽糖2.实验用品：质量分数为3％的可溶性淀粉溶液、质量分数为2％的淀粉酶溶液、冰水（0℃）、热水、碘液(4)实验原则：单一变量原则、等量原则、对照实验原则1.实验分析第25页,共35页，2024年2月25日，星期天探究温度对淀粉酶活性的影响

试管

3.具体操作步骤加入淀粉酶溶液保温5分钟加入淀粉溶液1231mL1mL1mL0℃60℃100℃2mL2mL2mL1滴1滴1滴滴入碘液观察颜色变化1’2’3’0℃60℃100℃将对应编号的溶液混合将1’试管淀粉溶液倒入1号管，2’试管的倒入2号管，3’试管的倒入3号管，振荡摇匀0℃60℃100℃////////////保温1分钟4.进行实验第26页,共35页，2024年2月25日，星期天

123

1滴1滴1滴滴入碘液观察颜色变化变蓝不变蓝变蓝0℃60℃100℃保温5.分析实验结果，得出结论

温度会影响酶的活性第27页,共35页，2024年2月25日，星期天6.拓展试管1的现象说明：0℃下酶仍有活性，只是活性很低，随着温度升高，这时酶活性增强；

123

1滴1滴1滴滴入碘液观察颜色变化变蓝不变蓝变蓝0℃60℃100℃保温变温处理2分钟60℃60℃/观察颜色变化蓝色消退蓝色不变/试管3的现象说明：100℃下酶已经失去活性，并且酶的这种失活是不可恢复的。第28页,共35页，2024年2月25日，星期天温度过高和过低对酶活性的影响其本质相同吗？第29页,共35页，2024年2月25日，星期天温度：一般而言，温度越高化学反应越快，但酶是蛋白质，若温度过高会发生变性而失去活性，因而酶促反应一般是随着温度升高反应加快，直至某一温度活性达到最大，超过这一最适温度，由于酶的变性，反应速度会迅速降低。

大多数酶，在30-40℃范围内显示最高活性。

低温不会使酶失去活性，低温时酶活性降低，但若再给予适宜的温度，酶活性又增强。高温可导致酶失去活性，绝大多数酶在70℃以上，其空间结构即被破坏。

热对酶活性的影响对食品很重要，如，绿茶是通过把新鲜茶叶热蒸处理而得，经过热处理，使酚酶、脂氧化酶、抗坏血酸氧化酶等失活，以阻止儿茶酚的氧化来保持绿色。红茶的情况正相反，是利用这些酶进行发酵来制备的。

第30页,共35页，2024年2月25日，星期天影响酶促反应的因素常有：

温度

PH值酶的浓度底物浓度抑制剂激活剂第31页,共35页，2024年2月25日，星期天

影响酶活性的因素：除温度和PH对酶活性的影响外，酶浓度和反应底物的浓度也能影响酶促反应的速度。

丙丁

第32页,共35页，2024年2月25日，星期天

酶的浓度：在有足够底物而又不受其它因素的影响的情况下，则酶促反应速率与酶浓度成正比。底物浓度：