1、第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用,第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶,1、酶的概念、作用、化學(xué)本質(zhì)、酶的 特性？ 2、與無機(jī)催化劑催化效率更高的原因？ 繪出酶具有催化性、高效性的坐標(biāo)曲 線；繪出酶的活性受溫度和PH影響的曲 線。 3、描述溫度和PH如何影響酶的活性； 影響酶活性的因素有哪些？影響酶促反應(yīng)速,率的因素有哪些？ 4、既影響活性又影響速率的因素是？不 影響 活性但影響速率的因素是？酶的高效 性的實驗對照是？ 5、溫度對淀粉酶活性的影響實驗中要注意： 要先將酶和反應(yīng)物分別置于？再將其混合 在實驗中應(yīng)該設(shè)置哪幾個對照實驗說明溫,度對酶活性的影響？如何根據(jù)實驗結(jié)果來確定 酶的最適溫度？檢測試劑不能

2、用斐林試劑的原 因是？過氧化氫酶不能進(jìn)行該試驗的理由是？ 6、PH對酶活性的影響實驗中要注意：要先將 酶置于？再將其與反應(yīng)物混合。此實驗中不宜 用淀粉淀粉酶的理由是？不能用碘液檢測蔗 糖是否被水解的理由是？,斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用,1、這個實驗要解決什么問題？,2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？,3、怎樣才能證明你的推測？,鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學(xué)性消化,是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了,收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解了,光合作用：CO2+H2O （CH2O) +O2,酶,酶,酶,細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)

3、。,2H2O2,2H2O+O2,一、酶在細(xì)胞代謝中的作用,加熱、催化劑,細(xì)胞代謝中的 又是什么呢？,催化劑,酶,在化學(xué)反應(yīng)里能改變其化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有變化的物質(zhì)叫做 。,催化劑,比較過氧化氫在不同條件下的分解,2 H2O2 2 H2O + O2,加熱或Fe3+或過氧化氫酶 或常溫,實驗原理：,新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的H2O2溶液 新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液- 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液-Fe離子相對數(shù)量25萬 衛(wèi)生香等,實驗?zāi)康模?通過比較H2O2過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用和意義。,實驗材料：,H2O2酶相對數(shù)量1,比較過氧化

4、氫在不同條件下的分解速率,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,3%,3%,3%,常溫,90,FeCl3,鮮肝研磨液,2滴清水,2滴清水,2滴,2滴,反應(yīng)條件,對照組,實驗組,1.高溫可以加快過氧化氫分解,2.FeCl3能催化過氧化氫分解,3.過氧化氫酶能催化過氧化氫分解,4.過氧化氫的催化效率比FeCl3高,【討論】 （1）2號管現(xiàn)象與1號管不同，說明了什么？ （2）3號和4號管并未加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，說明什么？,2號試管放出的氣泡多。這一現(xiàn)象說明加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率,說明FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。,（3）4號比3號氣泡更

5、多，說明什么？體現(xiàn)了酶的什么特點？為什么說酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？,4號試管的反應(yīng)速率比3號試管快得多。說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。體現(xiàn)了酶的高效性。細(xì)胞內(nèi)每時每刻都在進(jìn)行著成千上萬種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效率地進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。,不能；由于酶具有高效性，若滴入的FeCl3溶液中混有少量的過氧化氫酶，會影響實驗準(zhǔn)確性,注意的問題 （1）、一定要選用新鮮的肝臟，為什么？ （2）、將肝臟制成研磨液有什么意義？ （3）、滴入FeCl3溶液和肝臟研磨液時，可否共用一個吸管？為什么？,新鮮肝臟中

6、含有較多的過氧化氫酶，如果肝臟不新鮮，在微生物的作用下，過氧化氫酶可能被分解。,肝臟一定要充分研磨，以保證肝細(xì)胞破裂，使肝細(xì)胞內(nèi)的過氧化氫酶釋放出來，增加酶與底物的接觸面積,否則可能影響實驗效果。,2ml H2O2,0.4ml FeCl3 溶液,等量鮮肝研磨液,觀察液面高低變化,3號試管,4號試管,酶比氯化鐵的催化效率更高,有較多氣泡產(chǎn)生,與3號試管相比，氣泡大而且產(chǎn)生速度快。,酶并未供給過氧化氫能量，只是降低了過氧化氫分解反應(yīng)的活化能。,同無機(jī)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。,為什么在酶的催化作用下,過氧化氫的分解速度加快了呢？,酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的圖解,為化學(xué)反應(yīng)

7、提供能量,降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,思考總結(jié)：,發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān),發(fā)酵與整個細(xì) 胞的活動有關(guān),發(fā)酵與細(xì)胞中 某些物質(zhì)有關(guān),酵母細(xì)胞中的某物質(zhì)能在細(xì)胞外起作用,酶是蛋白質(zhì),巴斯德之前,巴斯德,李比希,畢希納,薩姆納,關(guān)于酶本質(zhì)的探索,切赫、奧特曼,少數(shù)RNA也具有生物催化功能,思考 1、什么叫細(xì)胞代謝？ 2、酶是怎樣加快反應(yīng)速度的？ 3、酶的概念及化學(xué)本質(zhì)？,二 酶的特性,酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物。,二、酶的本質(zhì),【例1】甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活 性與處理時間的關(guān)系如圖所示。下列分析錯誤的 是( ) A.甲酶能夠抗該種蛋白酶降解 B.

8、甲酶不可能是具有催化功能的RNA C.乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì) D.乙酶活性的改變是因為其分子結(jié)構(gòu)的改變,B,過氧化氫酶與鐵離子對過氧化氫的催化產(chǎn)生的氣泡的情況怎樣？這說明了什么？,少量肝臟 研磨液,酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的 倍。,107 1013,一、酶具有高效性,酶具有高效性的意義： （1）保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行。 （2）保證了細(xì)胞內(nèi)能量供應(yīng)的穩(wěn)定 。,這對細(xì)胞有什么意義？,二、酶具有專一性,酶具有專一性的意義： 保證了細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行。,這對細(xì)胞有什么意義？,每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng),如：脲酶只能催化尿素分解。 過氧化氫酶只能催化過氧化氫分解。 二肽酶可以

9、催化所有的二肽分解,練習(xí)一 (P86),2.下圖表示的某類酶作用的模型。嘗試用文字描述。這個模型能解釋酶的什么特性？,1.能夠促使唾液淀粉酶水解的酶是（ ）,A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.麥芽糖酶,B,酶,反應(yīng)底物,反應(yīng)產(chǎn)物,許多無機(jī)催化劑能在高溫、高壓、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿條件催化化學(xué)反應(yīng)。酶起催化作用需要怎樣的條件呢？,資料一:實驗證明用加酶洗衣粉時，溫水的洗滌效果要比冷水好。 資料二: 唾液的PH為6.27.4 胃液的PH為0.91.5 小腸液的PH為7.6,1、酶的催化效率可能受溫度影響。 2、酶的催化效率可能受PH值的影響。并且不同的酶需要不同的PH 條件。,閱讀上述材料 ， 得出什

10、么？,探究：影響酶活性的條件,酶活性：指酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率。,實驗一：探究溫度對淀粉酶活性的影響,提出問題：,溫度會影響酶的活性嗎？,作出假設(shè)：,溫度會影響酶的活性。,設(shè)計實驗：,淀粉麥芽糖和葡萄糖 碘液 碘液 藍(lán)色 不形成藍(lán)色,實驗原理：,本實驗?zāi)芊襁x擇斐林試劑代替碘液作鑒定試劑？,不能，因為斐林試劑需要加熱 而該實驗需要嚴(yán)格控制溫度。,探究溫度對淀粉酶活性的影響,自變量,因變量,自變量、因變量分別是？,探究 影響酶活性的條件 酶活性：指酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率。 實驗中可以選擇過氧化氫酶催化過氧化氫嗎？ 提示：不可以。因為過氧化氫在加熱條件下會分解。,分析實驗結(jié)果： 實驗結(jié)論：,1號試管

11、中，淀粉被唾液淀粉酶分解成麥芽糖，后者遇碘不變藍(lán)；2、3試管所處溫度過低或過高，酶無催化活性或喪失活性，淀粉不被分解，遇碘液變藍(lán)。,溫度對酶的催化活性有很大影響，酶的催化作用應(yīng)具備適宜的溫度。,最適溫度,低,空間結(jié)構(gòu),失去活性,嘗試構(gòu)建數(shù)學(xué)模型：繪制溫度影響酶的活性函數(shù)曲線，并用語言來描述溫度變化與酶活性的關(guān)系。,空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,酶活性受溫度影響示意圖,小組合作,以68人為一個小組，合作設(shè)計PH對酶活性的影響，寫出實驗步驟（3分鐘）,探究實驗二 PH對酶活性的影響,滴加肝臟研磨液,2滴,2滴,2滴,pH處理,5%HCl 1mL,蒸餾水 1mL,5%NaOH 1mL,3%過氧化氫,2mL,2mL,

12、2mL,氣泡,幾乎無,較多,幾乎無,結(jié)論：PH對酶的催化活性有很大影響，酶的催化作用應(yīng)具備適宜的PH。,胃蛋白酶：1.52.2 唾液淀粉酶:6.8 胰蛋白酶:810 過氧化氫酶: 6.8,最高,活性,空間結(jié)構(gòu),加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部分浸入60左右的熱水中，反應(yīng)5min,2號試管中加入2mL 蔗糖溶液,加入斐林試劑,振蕩,約60水浴2min,1號試管中加入2mL淀粉溶液,白色,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。,探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用,2.酶的專一性,思考： 實驗中能否使用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑？ 提示：不能。因為碘液只能檢測淀粉是否被

13、水解，蔗糖分子是否被水解不能用碘液檢測。,【警示】 實驗中溫度和pH的控制 在設(shè)計酶需要適宜的溫度和pH的實驗中，每一組實驗都必須事先將底物、酶液分別處理到各自所需要控制的溫度和pH，使反應(yīng)一開始便達(dá)到預(yù)設(shè)溫度和pH，減小實驗誤差。若先將底物與酶液混合后再控制溫度和pH，則會由于酶的高效性，導(dǎo)致酶促反應(yīng)在達(dá)到所控溫度和pH條件前發(fā)生。,三、酶的作用條件較溫和,酶作用需要適宜的溫度和PH,小結(jié),1.具有高效性 2.具有專一性 3.作用條件較溫和 要有合適的溫度,比較過氧化氫酶和Fe3的催化效率 淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用 溫度對淀粉酶活性的影響 pH對過氧化氫酶活性的影響要有合適的pH,酶的特

14、性,在合適的條件下將肉塊和蛋白酶放到一起,疑問：60時，為什么肉塊長時間不能被分解？,3.酶的催化需要溫和的條件,1.具有高效性 2.具有專一性 3.作用條件較溫和 要有合適的溫度 要有合適的pH,比較過氧化氫酶和Fe3的催化效率 淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用 溫度對淀粉酶活性的影響 pH對過氧化氫酶活性的影響,酶的特性,四、影響酶促反應(yīng)速率的因素：,1.溫度,3.酶的濃度：反應(yīng)速率隨酶 濃度的升高而加快,4.底物濃度：在一定濃度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快；但達(dá)到一定濃度后，反應(yīng)速率不再變化,酶量一定,2.pH,影響酶活性的因素一定影響酶促反應(yīng)的速率。,【例2】(2013海南高考)關(guān)于

15、溫度對酶活性影響的 敘述,錯誤的是() A.不同酶的最適溫度可能相同 B.隨著溫度降低,酶促反應(yīng)的活化能下降 C.酶活性最高時的溫度不適合該酶的保存 D.高溫下酶失活是酶空間結(jié)構(gòu)破壞的結(jié)果,B,【解題指南】解答本題時需關(guān)注以下兩點: (1)溫度能影響酶的活性,最適溫度時酶的活性最高。 (2)高溫使酶變性失活,低溫使酶活性降低,但不失活,可用于酶的保存。,【解析】本題考查酶的活性與溫度的關(guān)系。A項,不同酶的最適溫度可能相同,也可能不同,故正確。B項,活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量,活化能與溫度無關(guān),故錯誤。C項,酶是保存在低溫環(huán)境下的,酶活性較高時不適合酶的保存

16、,故正確。D項,高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿破壞酶的空間結(jié)構(gòu)使酶變性失活,故正確。,酶的概念 酶的作用原理 酶的本質(zhì) 酶的作用特性,1關(guān)于酶的特性，下列表述中錯誤的是（ ） A.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化能力的有機(jī)物 B.化學(xué)反應(yīng)前后，酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量不變 C.酶的催化效率很高，但易受溫度和酸堿度影響 D.一旦離開活細(xì)胞，酶就失去催化能力,D,2.下列關(guān)于酶的敘述，不正確的是（ ） A.絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì) B.能夠催化脂肪酶水解的酶是脂肪酶 C.酶的催化效率高是因為其降低活化能的作用顯著 D.酶催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的,【解析】絕大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，極少數(shù)為RNA；脂肪酶的本質(zhì)為蛋白質(zhì)，所以用蛋白酶才能夠?qū)⑵渌猓幻改軌蜉^大幅度地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能；溫度、pH等都會對酶的活性產(chǎn)生影響，所以酶催化的化學(xué)反應(yīng)一般在比較溫和的條件下進(jìn)行。,B,3.將唾液淀粉酶先放入沸水中2分鐘，再放在37 的恒溫水浴中，酶的催化效率前后變化是（ ） A.不斷降低 B.先升后降 C.先降后