第五章第一節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

第五章第一節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶討論一:這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問(wèn)題？討論二:就是什么物質(zhì)使肉塊消失了？討論三:怎樣才能證明您得推測(cè)？答:鳥(niǎo)類(lèi)得胃就是否只有物理性消化,沒(méi)有化學(xué)性消化。

答:就是胃內(nèi)得化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。答:收集胃內(nèi)得化學(xué)物質(zhì),看看這些物質(zhì)在體外就是否也能將肉塊分解。

一般化學(xué)反應(yīng)得條件(1)高溫(2)高壓(3)強(qiáng)酸(4)強(qiáng)堿(5)催化劑細(xì)胞內(nèi)外得環(huán)境1、常溫2、常壓3、水溶液環(huán)境4、pH接近中性細(xì)胞內(nèi)會(huì)發(fā)生一系列得化學(xué)反應(yīng),這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生得環(huán)境條件就是什么？在這種環(huán)境狀態(tài)下發(fā)生得化學(xué)反應(yīng),應(yīng)該有適合得生物催化劑——

酶(就是很溫和得)思考葉綠體的生理功能是什么？光合作用葉綠體：CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶思考線粒體的生理功能是什么？線粒體:

C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶有氧呼吸作用思考核糖體的生理功能是什么？合成蛋白質(zhì)核糖體：

氨基酸

多肽酶縮合脫水核糖體葉綠體：CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶線粒體:

C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶核糖體：

氨基酸

多肽酶縮合脫水細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng),統(tǒng)稱(chēng)細(xì)胞代謝2H2O22H2O+O2一、酶在細(xì)胞代謝中得作用大家有疑問(wèn)的，可以詢問(wèn)和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)1、常溫下反應(yīng)2、加熱3、Fe3+做催化劑4、過(guò)氧化氫酶豬肝研磨液（過(guò)氧化氫酶）加入試管直接觀察酒精燈加熱滴加FeCl3溶液常溫/高溫/Fe3＋/過(guò)氧化氫酶實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)比較過(guò)氧化氫在不同條件下分解得快慢,了解酶得作用和意義。實(shí)驗(yàn)原理:2H2O2

2H2O+O2實(shí)驗(yàn):比較過(guò)氧化氫在不同條件下得分解步驟試管編號(hào)

說(shuō)明1234

一二

結(jié)果結(jié)論比較過(guò)氧化氫在不同條件下得分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明顯少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過(guò)氧化氫在不同條件下得分解速率不一樣反應(yīng)條件

H2O2

濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒實(shí)驗(yàn)自變量因變量無(wú)關(guān)變量變量19//對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組變量:實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以變化得因素。18//自變量:因變量:無(wú)關(guān)變量:引起實(shí)驗(yàn)變化得原因,如:加熱、加FeCl3溶液、豬肝研磨液等實(shí)驗(yàn)變化得結(jié)果,如:過(guò)氧化氫分解得速度。實(shí)驗(yàn)中得其她可變因素,會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響,如反應(yīng)物得性質(zhì)和濃度。思考:1、與1號(hào)試管相比,2號(hào)試管出現(xiàn)什么現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說(shuō)明什么？10//

加熱能促進(jìn)過(guò)氧化氫得分解,提高反應(yīng)速率。2、在細(xì)胞內(nèi),能通過(guò)加熱來(lái)提高反應(yīng)速率嗎？

不能3、3號(hào)和4號(hào)試管未經(jīng)加熱,也有大量氣泡產(chǎn)生,這說(shuō)明什么？22//

4、3號(hào)試管與4號(hào)試管相比,哪支試管中得反應(yīng)速率快？這說(shuō)明什么？4號(hào)試管反應(yīng)速率較快。3443少量肝臟研磨液說(shuō)明過(guò)氧化氫酶得催化效率比Fe3+得高。思考:為什么加熱時(shí)比常溫下產(chǎn)生得氣泡多？常態(tài)分子活化分子加熱

分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)得活躍狀態(tài)所需要得能量稱(chēng)為活化能。5、為什么說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)得順利進(jìn)行至關(guān)重要？因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)得化學(xué)反應(yīng)需要在常溫常壓下進(jìn)行。各條件使反應(yīng)加快得本質(zhì):加熱:Fe3+:酶:提高分子得能量降低化學(xué)反應(yīng)得活化能同無(wú)機(jī)催化相比,酶能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)得活化能,因而催化效率更高。加入催化劑相當(dāng)于給汽車(chē)找到了一條穿山隧道4//加熱加壓相當(dāng)于給汽車(chē)加大油門(mén)如果把化學(xué)反應(yīng)比作駕車(chē)翻越一座高山3//催化劑可以降低化學(xué)反應(yīng)得活化能。與無(wú)機(jī)催化劑相比較,生物催化劑酶有突出得優(yōu)越性——酶降低活化能得作用更顯著,因而催化效率更高。

巴斯德和李比希1822——1895(法國(guó))微生物學(xué)家通過(guò)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn):發(fā)酵得過(guò)程中有酵母菌結(jié)論:沒(méi)有活細(xì)胞糖類(lèi)不可能變成酒精1803——1873(德國(guó))化學(xué)家通過(guò)對(duì)化學(xué)變化得研究認(rèn)為:糖類(lèi)變成酒精就就是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)結(jié)論:在這個(gè)變化過(guò)程中,只有細(xì)胞死之后放出了某些物質(zhì)起了作用資料分析關(guān)于酶本質(zhì)得探索11//討論1、巴斯德和李比希得觀點(diǎn)各就是什么？有什么積極意義？各有什么局限性？2、巴斯德和李比希出現(xiàn)爭(zhēng)論得原因就是什么？這一爭(zhēng)論對(duì)后人進(jìn)一步研究酶得本質(zhì)起到了什么作用？巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)就是合理得,但就是認(rèn)為發(fā)酵就是整個(gè)細(xì)胞而不就是細(xì)胞中得某些物質(zhì)在起作用就是不正確得;李比希認(rèn)為引起發(fā)酵得就是細(xì)胞中得某些物質(zhì)就是合理得,但就是認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用就是不正確得。巴斯德就是微生物學(xué)家,特別強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞得作用;李比希就是化學(xué)家,傾向于從化學(xué)得角度考慮問(wèn)題。她們得爭(zhēng)論促使后人把對(duì)酶得研究目標(biāo)集中在她們爭(zhēng)論得焦點(diǎn)上,使科學(xué)研究更加有得放矢。畢希納將在細(xì)胞中引起發(fā)酵得物質(zhì)稱(chēng)為釀酶。酵母細(xì)胞研磨加水?dāng)嚢杓訅哼^(guò)濾不含活細(xì)胞得提取液加入葡萄糖過(guò)程:現(xiàn)象:冒出氣泡

畢希納得研究過(guò)程3、從畢希納實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？畢希納實(shí)驗(yàn)得實(shí)驗(yàn)證明,酵母細(xì)胞中得某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用,就像在活酵母細(xì)胞中一樣。薩姆納(1917)從刀豆種子中提取了脲酶結(jié)晶用多種方法證明脲酶就是蛋白質(zhì)所有得酶都就是蛋白質(zhì)嗎？4、薩姆納歷時(shí)9年才證明脲酶就是蛋白質(zhì),并因此榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。您認(rèn)為她成功得主要原因就是什么？薩姆納歷時(shí)9年用正確得科學(xué)方法,堅(jiān)持不懈、不折不撓得科學(xué)精神,將酶提純出來(lái),成功屬于不畏艱苦得人,討論

1982年至1983年美國(guó)科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有催化作用,這一研究成果得出現(xiàn)榮獲了1984年諾貝爾生理獎(jiǎng)。結(jié)論:絕大多數(shù)酶就是蛋白質(zhì),極少數(shù)酶就是RNA。奧特曼巴斯德之前發(fā)酵就是純化學(xué)反應(yīng),與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)巴斯德發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān),發(fā)酵就是整個(gè)細(xì)胞而不就是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵得就是細(xì)胞中得某些物質(zhì),但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納酵母細(xì)胞中得某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用,就像在活酵母細(xì)胞中一樣薩姆納酶就是蛋白質(zhì)李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能關(guān)于酶本質(zhì)得探索二、酶得概念和本質(zhì)4//18//絕大多數(shù)酶就是蛋白質(zhì),少數(shù)得酶就是RNA、酶就是活細(xì)胞產(chǎn)生得一類(lèi)具有生物催化作用得有機(jī)物。來(lái)源功能本質(zhì)3443少量肝臟研磨液

比較過(guò)氧化氫酶和Fe3+得催化效率1、酶具有高效性酶得催化效率就是無(wú)機(jī)催化劑得107－1013倍三、酶得特性2、酶具有專(zhuān)一性每一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)例如:二肽酶可以水解由任意兩種氨基酸組成得二肽。例如:蛋白酶,淀粉酶,蔗糖酶,肽酶,麥芽糖酶……由這些酶得名字您能想到什么嗎？設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證一下您得推測(cè)3//實(shí)驗(yàn)步驟一1號(hào)試管2號(hào)試管二三四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論加入淀粉酶2mL,振蕩,試管下半部浸入60℃左右得熱水中,保溫5min2mL蔗糖溶液加斐林試劑振蕩水浴加熱1min2mL淀粉溶液藍(lán)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(duì)淀粉和蔗糖得水解作用10//無(wú)磚紅色沉淀3、酶得作用條件較溫和11//

酶所催化得反應(yīng)叫酶促反應(yīng)。酶促反應(yīng)中被酶作用得物質(zhì)叫做底物,經(jīng)反應(yīng)生產(chǎn)得物質(zhì)叫做產(chǎn)物。溫度對(duì)酶活性得影響1233％可溶性淀粉2ml2ml2ml

溫度

唾液淀粉酶

碘液

顏色

結(jié)論冰水中37℃水浴60℃水浴放置2min1ml1ml1ml1滴1滴1滴搖勻混合,放置反應(yīng)5min變藍(lán)變藍(lán)不變藍(lán)唾液淀粉酶在37℃中活性最強(qiáng)自變量因變量pH對(duì)酶活性得影響123

肝臟研磨液1ml1ml1mlpH3％過(guò)氧化氫溶液

結(jié)果

結(jié)論蒸餾水1mLNaOH1mLHCL1mL2ml2ml2ml搖勻混合,放置在室溫下反應(yīng)5min有較多氣泡不明顯不明顯過(guò)氧化氫酶在中性條件中活性最強(qiáng)自變量因變量在一定范圍內(nèi),隨著溫度得升高,酶得活性逐漸增強(qiáng);達(dá)到最適溫度時(shí),酶得活性最高;超過(guò)最適溫度時(shí),隨著溫度得繼續(xù)升高,酶得活性逐漸下降。酶活性受溫度影響示意圖溫度過(guò)高會(huì)使酶得空間結(jié)構(gòu)遭到破壞,使酶永久失活在一定范圍內(nèi),隨著pH得升高,酶得活性逐漸增強(qiáng);達(dá)到最適pH時(shí),酶得活性最高;超過(guò)最適pH時(shí),隨著pH得繼續(xù)升高,酶得活性逐漸下降。過(guò)酸、過(guò)堿會(huì)使酶得空間結(jié)構(gòu)遭到破壞,使酶永久失活酶活性受pH影響示意圖本節(jié)聚焦一、酶在細(xì)胞代謝中得作用

分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)得活躍狀態(tài)所需要得能量。作用:催化作用

本質(zhì):降低化學(xué)反應(yīng)得活化能活化能巴斯德之前發(fā)酵就是純化學(xué)反應(yīng),與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)巴斯