5-1降低化学反应活化能的酶

过氧化氢酶
在最适合的pH下， 酶的活性 最高
动物体内的酶最适PH大 多在6.5-8.0之间，但 也有例外，如胃蛋白酶 的最适PH为1.5；植物 体内的酶最适PH大多在 4.5-6.5之间。
在过酸过碱的条件下，都会使酶的 空间结构 遭到破坏而失去 活性 。
高温、低温、过酸和过碱对酶活性 的影响其本质相同吗？
无 很少 较多 很多 不亮 发亮 复燃
讨论: 1.与1号试管相比,2号出现不同的现象? 这一现象说明什么? 2.在细胞内能通过加热提高反应速率吗? 3.3号和4号未经加热,也有大量气泡产生, 这说明什么? 4.3号与4号相比,4号试管中的反应速率 快?这说明什么?为什么说酶对于细胞内 化学反应顺利进行至关重要?
第1节 降低化学反应活化能的酶
一、酶的作用和本质 1.细胞代谢：
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应
过氧化氢在不同条件下的分解
(1).酶在细胞代谢中的作用:
试 管 号 3% H2O2 控制变量 实验处理 H2O2分解速 度(气泡多少) 点燃的卫 生香检测
1
2 3 4
2ML
2ML 2ML 2ML 90度水浴加热 滴加3%氯化 铁 2滴 滴加20%肝脏 研磨液2滴
实验过程的理论分析
自变量
2号:90度 水浴加热 3号:加入 3%的氯 化铁 4号:加入 20%肝脏 研磨液
因变量
无关变量
加入试剂 的量; 实验室的 温度; 氯化铁和 肝脏研磨 液的新鲜 程度等
对照组 实验组
1号试 管 2,3,4号 试管
过氧化氢 分解速度 用产生气 泡数目多 少表示
活化能 ： 分子从常态转变为容易发生化学反
酶的本质
毕希纳实验示意图,从中可得出什么结论? 为什么当时只能推测酶是蛋白质,而不能 证明酶是蛋白质?
酶的本质
请思考:
1.萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质, 并因此获得诺贝尔奖.你认为他成功的主 要原因是什么?
2.请给酶下一个较完整的定义.
酶是 活细胞产生的 具有生物催化作用的 有机物。
酶的来源
四
将上述处理的过氧化氢酶溶液放入过氧化 氢溶液中混合，观察试管内的变化
气泡很多 只有在适合的pH下酶的催化效率最好
每种酶都有自己的
最适温度
一般来说：动物最适温 度在35-40℃之间；植 物在40-50℃之间；细 菌和真菌最适温度差别 较大，有的可达70℃。
在最适温度的两侧，反应速率都比较 低 较高的温度容易使酶的 空间结构遭到破坏 而失去 活性 。
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
淀粉溶液 一 1号试管中加入2mL 蔗糖溶液
2号试管中加入2mL 蔗糖溶液
实 验二 步 骤 三
淀粉溶液
加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60℃ 左右的热水中，反应5min
加入斐林试剂
振荡
约60℃水浴2min
实验 砖红色沉淀 无变化 现象 结论 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。
不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶 的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温 使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性 可以恢复。
酶的特性：
总结：
具有高效性 比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率 具有专一性 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 作用条件较温和 要有合适的温度 温度对淀粉酶活性的影响 要有合适的pH pH对过氧化氢酶活性的影响
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
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，要观察淀粉酶能催化哪种 糖水解，应该如何设计这个实验？你有怎么知道淀粉 酶催化了糖的水解呢？
探究一 一般洗衣粉不易清除衣物上的奶 渍,但生物活性洗衣粉则可以,一生物活 性洗衣粉包装盒上印有以下资料:
成分:蛋白酶0.2%,清洁剂15%.用 法:洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣 粉的水内一段时间,使用温水效果最佳. 切勿用60度以上的热水.注意,切勿用于 丝质及羊毛衣料;用后须彻底清洗双手.
请根据以上资料探究有关问题:
★影响酶促反应速率的因素： 1、温度 2、pH 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
酶量一定
底物浓度
1.为什么该生物活性洗衣粉能较易清除衣 物上的奶渍? 2.为什么洗涤前须先将衣物浸于有这种洗 衣粉的水内一段时间?
3.试提供一个方法以缩短衣物浸水的时间, 并加以解释. 4.为什么包装盒上的用法指明切勿在60度 以上的热水中使用此洗衣粉?
5.试解释为什么此洗衣粉不能用于丝质及 羊毛衣料.
第五章 细胞的能量供应和利用
酶的功能
酶的化学成分
大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。
二、酶的特性 1、酶具有高效性
实验：比较过氧化氢酶和铁离子的催化效率
少量肝脏 研磨液
3 3 4 4 事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂 的 107 ～1013 倍。
酶具有高效性的意义：
酶的高效性保证了细胞内 化学反应的顺利进行 能量供应的稳定
2、酶具有专一性
每一种酶只能催化一种或一类化学反应
目前发现的酶有4000多种,它们分别催化不同 的化学反应。
3、酶的作用条件较温和
探究温度对淀粉酶活性的影响
实验 淀粉酶使淀粉水解成还原糖。淀粉遇碘发生蓝色 反应。酶只有在合适的温度时它的催化效率最大 原理 一 取三支试管各加入2ｍl淀粉溶液，另取三支试管各加 入1ｍl淀粉酶溶液，将它们分别在下面的水中 实 二 0℃水浴约3-5分钟 60℃水浴约3-5分钟 100℃水浴约3-5分钟 验 步 三 将淀粉酶和淀粉溶液混合均匀后， 骤
蒸馏水1ml，
5%HCl1ml，
振荡
振荡
5%NaOH1ml， 振荡
加入2ml淀粉溶液振荡，在 60℃水浴约3-5分钟
加斐林试剂→振荡→60℃加热2分钟
无变化
砖红色沉淀
无变化
只有在适合的pH下酶的催化效率最好
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
实验原理 过氧化氢酶能使过氧化氢快速分解为水和氧气 2号试管 过氧化氢 1号试管 3号试管 一 试管各加入1mL过氧化氢酶溶液调节PH 实验 pH=12(5%NaOH) 二 pH＝2(5%盐酸) pH＝7(蒸馏水) 步骤 三 试管中各加入2ml过氧化氢溶液
保温约3-5分钟
各加入两滴碘液
四 实验 现象 结论
振荡 蓝色
蓝色
无明显变化
只有在一定温度下酶的催化效率最好
探究PH对淀粉酶活性的影响
实验原理：淀粉酶能使淀粉水解成还
原糖，还原糖与斐林试剂反应生成砖红色 沉淀。酶只有在合适的PH时它的催化效率 最高。
探究PH对淀粉酶活性的影响
1号试管 一 实验 二 步骤 三 四 实验现象 结论 3号试管 2号试管 各加入1ml淀粉酶溶液
应的活跃状态所需要的能量称为活化能
酶降低化学反应活化能
同无机催化剂相比酶降低活化能的 作用更显著，因而催化效率更高
2.酶的本质
阅读教材P81页,关于酶本质的探索体会巴斯 德、李比希、毕希纳、萨姆纳的观点之间的 逻辑关系，谈谈对科学发展过程的认识，并 给酶下一个较完整的定义
酶的本质
巴斯德在显微镜下观察到酵母细胞,他的 观点哪些是正确的,哪些是错误的?李毕 希的观点呢?
(1)实验中比较过氧化氢在不同条件下的分 解,这里的”不同条件”指哪些? (2)为什么要设计四组实验,1号组有什么作 用?
(3)变量、自变量、因变量、无关变量各是 什么?
控制变量
• 自变量：人为改变的变量 • 因变量：随自变量变化而变化的变量 • 无关变量：除自变量外，对实验结果可 能造成影响的变量