51降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶(第二課時(shí))

1、酶的定義酶是酶是活細(xì)胞活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有產(chǎn)生的一類具有生物催化作用生物催化作用的的 有機(jī)有機(jī)物物。絕大多數(shù)絕大多數(shù)酶是酶是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)，少數(shù)少數(shù)的酶是的酶是RNARNA. .來源來源作用作用化學(xué)本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)什么是酶？什么是酶？無機(jī)催化劑和酶都可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，無機(jī)催化劑和酶都可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，都可以提高化學(xué)反應(yīng)速率，那么哪個(gè)作用更顯都可以提高化學(xué)反應(yīng)速率，那么哪個(gè)作用更顯著呢？如何用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證？著呢？如何用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證？請(qǐng)大家回憶上節(jié)課請(qǐng)大家回憶上節(jié)課HH2 2OO2 2在不同條件下的分解的實(shí)驗(yàn)！在不同條件下的分解的實(shí)驗(yàn)！3443少量肝臟少量肝臟研磨液研磨液說明過氧化氫酶比說明

2、過氧化氫酶比FeFe3+3+的催化效率的催化效率( (活性活性) )高得多。高得多。 比較過氧化氫酶和比較過氧化氫酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率為什么為什么4 4號(hào)試管的反應(yīng)速率比號(hào)試管的反應(yīng)速率比3 3號(hào)試管快得多？號(hào)試管快得多？質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的的鮮肝研磨液鮮肝研磨液 1滴滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的的氯化鐵溶液液氯化鐵溶液液 1滴滴生物催化劑：生物催化劑：過氧化氫酶過氧化氫酶無機(jī)催化劑：無機(jī)催化劑：鐵離子鐵離子所含酶的相對(duì)數(shù)量所含酶的相對(duì)數(shù)量 1鐵離子的相對(duì)數(shù)量鐵離子的相對(duì)數(shù)量 25萬萬事實(shí)上，酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的事實(shí)上，酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的

3、倍。倍。107 1013 酶的高效性保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利酶的高效性保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行。進(jìn)行。 酶具有高效性的意義：酶具有高效性的意義：上述實(shí)驗(yàn)說明了：上述實(shí)驗(yàn)說明了：一、酶具有高效性一、酶具有高效性你能用其他更簡(jiǎn)捷的方法來驗(yàn)證酶的高效性嗎？你能用其他更簡(jiǎn)捷的方法來驗(yàn)證酶的高效性嗎？ 淀粉和蔗糖淀粉和蔗糖都是非還原性糖，淀粉在酶的催都是非還原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解為麥芽糖。蔗糖在酶的催化作用化作用下能水解為麥芽糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解為葡萄糖和果糖。下能水解為葡萄糖和果糖。麥芽糖、葡萄糖、果麥芽糖、葡萄糖、果糖糖均屬還原性糖。還原性糖能夠與斐林試劑發(fā)生均屬還原性

4、糖。還原性糖能夠與斐林試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色磚紅色的沉淀。的沉淀。 現(xiàn)在給你淀粉酶溶液，要觀察淀粉酶能催現(xiàn)在給你淀粉酶溶液，要觀察淀粉酶能催化哪種糖水解，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)？你又化哪種糖水解，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)？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？探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用1號(hào)試管號(hào)試管2號(hào)試管號(hào)試管實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)步步驟驟一一二二三三實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象 結(jié)論結(jié)論分別加入淀粉酶分別加入淀粉酶2 2滴，搖勻，試管下半部浸入滴，搖勻，試管下半部浸入6060左右的熱水中，反應(yīng)左右的熱水中，反應(yīng)5min5min

5、加入加入2mL2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林試劑加入斐林試劑 搖勻搖勻水浴加熱水浴加熱2min2min加入加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液無變化無變化磚紅色沉淀磚紅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。探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用v每一種酶只能催化每一種酶只能催化 化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)。意義：意義：細(xì)胞代謝能夠有條不紊，互不干擾地進(jìn)行，與細(xì)胞代謝能夠有條不紊，互不干擾地進(jìn)行，與酶的酶的 是分不開的。是分不開的。 二、酶具有專一二、酶具有專一 性性一種或一類一種或一類 40004000專一性專一性v目前發(fā)現(xiàn)的酶

6、有目前發(fā)現(xiàn)的酶有 多種多種, ,它們分別催化不同它們分別催化不同的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)。一、酶具有高效性一、酶具有高效性（例如，二肽酶可以水解由任意兩種氨基酸組成的二（例如，二肽酶可以水解由任意兩種氨基酸組成的二肽。）肽。） 從上面進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)我們看出進(jìn)行實(shí)驗(yàn)需要從上面進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)我們看出進(jìn)行實(shí)驗(yàn)需要比較溫和的條件，比如淀粉酶在比較溫和的條件，比如淀粉酶在6060左右最好。左右最好。能不能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來能不能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來探究溫度是否會(huì)影響酶探究溫度是否會(huì)影響酶的催化效率（活性）？的催化效率（活性）？討論：討論：在已知淀粉酶能夠催化淀粉水解的情況下，本在已知淀粉酶能夠催化淀粉水解的情況下，本實(shí)驗(yàn)

7、設(shè)置實(shí)驗(yàn)設(shè)置1號(hào)試管還有沒有必要？號(hào)試管還有沒有必要？為什么要將試管的下為什么要將試管的下半部浸到半部浸到 60 60 OOC C 左右的熱水中？左右的熱水中？科學(xué)探究步驟科學(xué)探究步驟提出問題提出問題作出假設(shè)作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果分析結(jié)果表達(dá)與交流表達(dá)與交流（溫度會(huì)影響酶的活性嗎？）（溫度會(huì)影響酶的活性嗎？）（溫度會(huì)影響酶的活性）（溫度會(huì)影響酶的活性）（設(shè)計(jì)方案、預(yù)期結(jié)果（設(shè)計(jì)方案、預(yù)期結(jié)果）（按預(yù)定方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）（按預(yù)定方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）（分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：）（總結(jié)，寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告并適當(dāng)交流）（總結(jié)，寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告并適當(dāng)交流）影響酶活性的條件影響酶

8、活性的條件3%可溶性淀粉溶液、2的淀粉酶溶液、新鮮質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的肝臟研磨液3%的過氧化氫溶液沸水、60水、冰水碘液、斐林試劑提供的材料提供的材料序號(hào)項(xiàng)目試管1231淀粉溶液 1ml2ml1ml2淀粉酶1ml1ml1ml3溫度60 沸水冰水4碘液12滴12滴12滴5實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以上設(shè)計(jì)是否有錯(cuò)誤？1號(hào)試管號(hào)試管淀粉溶液淀粉溶液實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟步驟一一二二三三四四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論2 2號(hào)試管號(hào)試管3 3號(hào)試管號(hào)試管加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，搖勻混合，滴，搖勻混合，保溫保溫5 5分鐘分鐘試管各加入試管各加入2m2mL L淀粉溶液淀粉溶液藍(lán)色藍(lán)色00冰水中保溫冰水中保溫約約5min5min100

9、100，保溫，保溫5min5min6060，保溫，保溫5min5min各加入兩滴碘液各加入兩滴碘液搖勻搖勻無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象藍(lán)色藍(lán)色淀粉酶在淀粉酶在60 中活性最強(qiáng)中活性最強(qiáng)搖勻混合，放置各自溫度反應(yīng)搖勻混合，放置各自溫度反應(yīng)5min5min結(jié)論：淀粉酶在結(jié)論：淀粉酶在60 中活性最強(qiáng)中活性最強(qiáng)1號(hào)號(hào)2號(hào)號(hào)3號(hào)號(hào)4號(hào)號(hào) 5號(hào)號(hào)6號(hào)號(hào)3%可溶可溶性淀粉性淀粉2ml 2ml2ml2%淀淀粉酶粉酶1ml1ml1ml溫度溫度冰水冰水60水浴水浴沸水浴沸水浴冰水冰水60水浴水浴沸水浴沸水浴保溫保溫5分鐘分鐘混勻混勻4號(hào)倒入號(hào)倒入1號(hào)；號(hào)； 5號(hào)倒入號(hào)倒入2號(hào)；號(hào)； 6號(hào)倒入號(hào)倒入3號(hào)號(hào)碘液碘液在各混合

10、試管中滴加碘液在各混合試管中滴加碘液2滴滴顏色顏色變藍(lán)變藍(lán)變藍(lán)變藍(lán)不變藍(lán)不變藍(lán)探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響l酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境溫度稱為該酶促反應(yīng)的酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境溫度稱為該酶促反應(yīng)的最適溫度。最適溫度。0最適溫度最適溫度t/mmol/mmol. s . s-1 -1酶活性受溫度影響示意圖酶活性受溫度影響示意圖 一般地，一般地，動(dòng)物動(dòng)物體內(nèi)的體內(nèi)的酶最適溫度在酶最適溫度在35354040之間；之間；植物植物:40:405050之間之間 細(xì)菌和真菌最適溫度差細(xì)菌和真菌最適溫度差別較大，有的達(dá)別較大，有的達(dá)7070。溫度對(duì)酶活性的影響T T過高，酶過高，酶空間結(jié)

11、構(gòu)遭到破空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，酶永久失活失活壞，酶永久失活失活T T過低只是使酶過低只是使酶活性降低，活性降低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在適宜溫但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在適宜溫度下其活性可恢復(fù)度下其活性可恢復(fù)，酶適宜，酶適宜在在0-4 0-4 保存保存在合適的條件下將肉塊和蛋白酶放到一起在合適的條件下將肉塊和蛋白酶放到一起疑問：疑問：60時(shí)，為什么肉塊長(zhǎng)時(shí)間不能被分解？時(shí)，為什么肉塊長(zhǎng)時(shí)間不能被分解？如何找到酶活性最高時(shí)的溫度？如何找到酶活性最高時(shí)的溫度？ 通過以上實(shí)驗(yàn)可以知道，酶在最適溫度下，活通過以上實(shí)驗(yàn)可以知道，酶在最適溫度下，活性最高。性最高。 那么那么PHPH值值不同，對(duì)酶的活性有沒有影響呢？不同，對(duì)酶

12、的活性有沒有影響呢？你又要?jiǎng)幽X筋了！你又要?jiǎng)幽X筋了！設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來探究設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來探究pHpH會(huì)影響酶的催化會(huì)影響酶的催化效率（活性）？效率（活性）？3%可溶性淀粉溶液、2的淀粉酶溶液、新鮮質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的肝臟研磨液3%的過氧化氫溶液5HCl、5NaOH、蒸餾水、提供的材料提供的材料1 1號(hào)試管號(hào)試管過氧化氫過氧化氫溶液溶液實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟步驟一一二二三三四四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論2 2號(hào)試管號(hào)試管3 3號(hào)試管號(hào)試管加入過氧化氫酶加入過氧化氫酶2 2滴，搖勻滴，搖勻 保持保持23min23min試管各加入試管各加入2mL2mL過氧化氫溶液過氧化氫溶液無明顯變化無明顯變化1ml1ml蒸餾水蒸

13、餾水 1mlNaOH1mlNaOH溶液溶液1ml1ml鹽酸鹽酸將帶火星的衛(wèi)生香分別放入試管中將帶火星的衛(wèi)生香分別放入試管中只有在適合的只有在適合的pHpH下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好復(fù)燃復(fù)燃無明顯變化無明顯變化探究探究pHpH對(duì)過氧化氫酶活性的影響對(duì)過氧化氫酶活性的影響/mmol/mmol. s . s-1 -1最適最適pH0pH酶活性受酶活性受pHpH影響示意圖影響示意圖 一般地，動(dòng)物體內(nèi)的酶最一般地，動(dòng)物體內(nèi)的酶最適適pHpH在在6.56.58.08.0之間；但是之間；但是胃蛋白酶的最適胃蛋白酶的最適pHpH為為1.51.5; ;胰胰液中的酶為液中的酶為8-9） 植物體內(nèi)的酶最適植

14、物體內(nèi)的酶最適pHpH在在4.54.56.56.5之間；之間；pH對(duì)酶活性的影響l酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境pH稱為該酶促反應(yīng)的稱為該酶促反應(yīng)的最適最適pH。在過酸過堿的條件下，都會(huì)在過酸過堿的條件下，都會(huì)使酶的（使酶的（ ）遭到破壞）遭到破壞, ,蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)（變性變性），酶失去），酶失去（ ）。）?；钚曰钚钥臻g結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)通過探究溫度、通過探究溫度、pHpH對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果由此可看出酶的作用條件有什么特點(diǎn)？由此可看出酶的作用條件有什么特點(diǎn)？三、作用條件溫和三、作用條件溫和溫度過高、過低；溫度過高、過低；pH過酸、過堿都過酸、過堿都會(huì)影響酶

15、的活性會(huì)影響酶的活性酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和（即常溫、常壓、適宜的溫度（即常溫、常壓、適宜的溫度pH等）等）條件下進(jìn)行的。條件下進(jìn)行的。影響酶促反應(yīng)速率的因素：影響酶促反應(yīng)速率的因素：1 1、溫度、溫度3 3、酶的濃度：底物充足、酶的濃度：底物充足反反 應(yīng)速率隨酶濃度的升高而應(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快。加快。4 4、底物濃度：、底物濃度：在一定濃度在一定濃度 范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃 度的升高而加快，但達(dá)度的升高而加快，但達(dá) 到一定濃度，反應(yīng)速率到一定濃度，反應(yīng)速率 不再變化不再變化酶促反應(yīng)速率酶促反應(yīng)速率酶的濃度酶的濃度酶促反應(yīng)速率

16、酶促反應(yīng)速率底物濃度底物濃度酶量一定酶量一定2 2、pHpH酶作用的機(jī)理課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：1.人在發(fā)高燒時(shí)，常常食欲大減，最根本的原因是人在發(fā)高燒時(shí)，常常食欲大減，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.胃沒有排空胃沒有排空C.C.體溫超過合適溫度，消化酶的活性下降體溫超過合適溫度，消化酶的活性下降D.D.吃藥使人沒有了胃口吃藥使人沒有了胃口 2.胃蛋白酶在進(jìn)入小腸后就幾乎沒有了催化作用，胃蛋白酶在進(jìn)入小腸后就幾乎沒有了催化作用，主要原因是（主要原因是（ ）A.pHA.pH不適合不適合B.B.胃中已經(jīng)起了消化作用，不能再起作用了胃中已經(jīng)起了消化作用，不能再起作用了C.C.被小腸中的物質(zhì)包裹起來，所以起不到催化作用被小腸中的物質(zhì)包裹起來，所以起不到催化作用D.D.小腸中沒有蛋白質(zhì)可被消化小腸中沒有蛋白質(zhì)可被消化3.能夠使唾液淀粉酶水解的是（