降低化学反应活化能的酶反馈

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1、一、降低化学反应活化能的酶 二、细胞的能量通货ATP 三、ATP的主要来源细胞呼吸 四、能量之源光与光合作用 本节聚焦： 1.酶在细胞代谢中的作用 2.酶的化学本质 3.酶在起作用时的特征 细胞中每时每刻都进行着许多化 学反应，所有这些有序的化学反 应统称为细胞代谢 一、细胞代谢（新陈代谢 ） 叶绿体：CO2+H2O （CH2O) +O2 光能 酶 线粒体: C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量 氧气 酶 核糖体： 氨基酸 多肽 酶 脱水缩合 细胞代谢是细胞生命活动的基础。 对于细胞来说，能量的获得、利用和物 质的转化都必须通过化学反应来实现。 2 H2O2 2 H2O

2、+ O2 高温 /Fe3 /过氧化氢酶 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快 慢，了解酶的作用和意义。 过氧化氢在高温或铁离子或过氧化氢酶的作 用下都可分解成水和氧气。 实验目的： 实验原理： 二、酶在细胞代谢中的作用 1.比较过氧化氢在不同条件下的分解 无关变量 自变量 试管编号 1234 第一步每支试管加2ml H2O2 溶液 第二步 不处理 （常温 ） 90水浴 加热 滴入2滴 FeCl3溶液 滴入2滴肝脏 研磨液 实验现象 实验结论 2-3min分钟后， 将点燃的卫生香放 在液面的上方 单 一 变 量 原 则 对照实验 对照组实验组 无关变量 自变量 因变量 科学性原则 实验设计遵循原

3、则： 简便可行性原则 设计对照原则 单一变量原则 可重复性原则 注意问题： 实验时要选用新鲜的肝脏 肝脏要制成研磨液 滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时 ，不可共用同一个吸管 结论：结论：酶能催化生物化学反应，催化效率比 无机催化剂高得多。研究发现，酶的催化效率 是无机催化剂催化效率的1071013倍。因此 ，酶具有高效性 思考：为什么酶的催化效率 会比无机催化剂更高呢？ 能量 H2O2 (常态) H2O2(活跃状态) 分子从常态转变为容易发生化学反 应的活跃状态所需的能量称为活化活化 能能。 2.活化能 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” 。

4、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 *1mol H2O2由常态变为活跃的状态时需要吸 收75 KJ的热量，这75 KJ就是每mol H2O2的 活化能。 *但加入过氧化氢酶时，H2O2只要吸收29 KJ 的热量就可以转变为活跃的状态。少了的46 KJ的热量。 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。 从动画中我们可以看出，同无机催化 剂相比，酶降低活化能的作用更显 著，因而催

5、化效率更高。 正是由于酶的催化作用，细胞代 谢能在温和条件下快速进行。 酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要，为什么？ 同无机催化剂相比较有哪些相同点？同无机催化剂相比较有哪些相同点？ 生生 成成 物物 量量 时间时间 加加 入入 酶酶 无无 机机 催催 化化 剂剂 未未 加加 酶酶 0 0 只改变化学反应的速率 ，加速化学反应的进行 ，而不改变化学反应的 平衡点 反应前后本身的 质量和 性质不变 只催化已经存在的化学 反应 都可以在生物体外发挥 作用 2.本质：绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA 。 三、酶的本质 1.定义：活细胞产生的具有催化作用的有机 物。 酶、激素和蛋白质的区别？ 发酵

6、与活细胞有关，发 酵是整个细胞而不是细 胞中某些物质起作用 引起发酵的是细胞中的某些 物质，但这些物质只有在酵 母细胞死亡并裂解后才能发 挥作用 巴斯德之前 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德 毕希纳 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后 继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样 萨姆纳 酶是蛋白质 李比希 切赫、奥特曼 少数RNA也具有生物催化功能 四、酶的特性 1.高效性：催化效率很高，大大提高反应 速率。 2.专一性：每一种酶只能催化每一种酶只能催化一种一种或或一类一类 化学反应。化学反应。 3.作用条件较温和 每一种酶只能催化每一种酶只能催化一种一种或或一类一类化学反应。化学反

7、应。 酶具有专一性酶具有专一性 例子：例子： 酶具有专一性的意义：酶具有专一性的意义： 使细胞代谢有条不紊的进行使细胞代谢有条不紊的进行 一种一种 H H2 2 OO 2 2 酶：酶：H H 2 2 OO 2 2 脲酶：尿素脲酶：尿素 淀粉酶：淀粉淀粉酶：淀粉 一类一类 蛋白酶：蛋白质蛋白酶：蛋白质多肽多肽 肽酶：多肽肽酶：多肽氨基酸氨基酸 0 0 或酶或酶B B 反反 应应 速速 率率 反应物反应物A A浓度浓度 酶酶A A 未加酶未加酶 酶达到饱和 1号试管2号试管 实 验 步 骤 一 二 三 实验 现象 结论 加入2滴淀粉酶，振荡，试管下半部浸 入60左右的热水中，反应5min 加入2m

8、L蔗糖溶液 加入斐林试剂 振荡约60水浴2min 加入2mL淀粉溶液 无变化砖红色沉淀 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 。 探究探究淀粉酶淀粉酶对对淀粉淀粉和和蔗糖蔗糖的水解作用的水解作用 从上面进行的实验我们看出进行实验需 要一定的条件，比如淀粉酶60左右最好。 能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶 的活性？ 酶活性：酶对化学反应的催化效率 。 探究温度对淀粉酶活性的影响探究温度对淀粉酶活性的影响 淀粉溶液 实验 步骤 一 二 三 四 实验现象 结论 1号试管2号试管3号试管 加入淀粉酶2滴，振荡 试管各加入2mL淀粉溶液 蓝色 保持0冰水中 反应约5min 加热至100， 反应

9、约5min 加热至60， 反应约5min 各加入两滴碘液振荡 无明显现象蓝色 只有在一定温度下酶的催化效率最好只有在一定温度下酶的催化效率最好 本实验设计合理吗本实验设计合理吗? ? 淀粉溶液1号试管2号试管3号试管 实 验 步 骤 一 二 三 四 五 实验现象 结 论 各加入2mL淀粉溶液 另取3支试管，分别加入等量淀粉酶溶液 取1号试管和一 支加有酶溶液的 试管，放在60 左右的水浴中加 热5min 取2号试管和一 支加有酶溶液 的试管，在0 冰水保持5min 取3号试管和 一支加有酶溶 液的试管，放 在100中水 浴加热5min 给、号试管分别加入对应的淀粉酶 溶液2滴，振荡保温5min

10、 支试管各加入两滴碘液，振荡观察。 无明显变化蓝色蓝色 只有在适合的温度下酶的催化效率最高 在最适宜温度下，酶的活性最高，温度偏高 或偏低酶的活性都会明显降低。 较高的温度容易使酶 的空间结构遭到破坏 而失去活性。 在最适温度的两侧， 反应速率都比较低。 酶促反应速率最快时 的环境温度称为该酶 促反应的最适温度。 实验过程中先加酶再调控温度同样能说明 温度对酶活性的影响，正确吗？改用斐林 试剂检测有可以吗？为什么？ 错误，因为酶的催化效率高，加酶后再做 变量（温度）的调控，底物已经被催化 分解一部分了。 不行，因为斐林试剂检测过程中要加热， 而本实验中的变量是温度。 H2O2 溶液 1号试管2

11、号试管3号试管 实 验 步 骤 一 二 三 四 现象 结论 探究探究pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响 加入过氧化氢酶2滴 滴加2滴盐酸滴加2滴蒸馏水 滴加2滴NaOH 试管各加入2mL H2O2溶液 23min后将点燃的卫生香分别放入试管中 无明显变化复燃无明显变化 只有在适合的pH下酶的催化效率最高 在最适宜PH下，酶的活性最高，PH偏高或 偏低酶的活性都会明显降低。 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。 反应溶液pH会对酶的 活性有影响。 高温、低温、过酸和过碱对酶活性的 影响其本质相同吗？ 不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构 遭到

12、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。 （1）温度 （2）PH值 影响酶促反应的因素： （3）酶的浓度 （4）底物浓度 （5）抑制剂和激活剂 低温：抑制 高温：失活 过酸：失活 过碱：失活 (1)温度 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。 (2)pH 反应速率随酶浓度的升高而加快 。 酶促反应速率 酶的浓度 (3)酶的浓度 ： 酶的浓度(a) 酶的浓度(2a) 生成物的量 时间 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。 (a) 酶促反

13、应速率 底物浓度 酶量一定 (2a) (4)底物浓度 ： 生成物的量 时间 底物浓度(v) 底物浓度 (2v) 本节总结 细胞代谢 酶的作用 酶的本质 酶的特性 影响酶促反应的因素 习题巩固 下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的 化学反应速率的影响。 A BC 反应速率 反应物浓度 （1）请解释在A、B、C三点 时该化学反应的状况。 A点：随着反应底物浓度的增 加，反应速率加快。 B点：反应速率在此时达到最高。 C点：反应速率不再随着反应底物浓度的增加而升 高，维持在相对稳定的水平。 习题巩固 下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的 化学反应速率的影响。 A BC 反应速

14、率 反应物浓度 （2）如果在A点时温度升高 10，曲线会发生什么变化 ？为什么？请画出变化后的 曲线。 如果在A点时温度升高10，曲线上升的幅度 变小。因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率 随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度，反 应速率都会变慢。 习题巩固 下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的 化学反应速率的影响。 A BC 反应速率 反应物浓度 （3）如果在B点时往反应混 合物中加入少量同样的酶， 曲线会发生什么变化？为什 么？请画出相应的曲线。 该曲线表明，B点的反应底物的浓度足够 大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时 加入少量的酶，会使反应速率加快。 1、胃蛋白酶

15、的最适温度为37，在测定其活 性时，将溶液从0 37 过程中，胃蛋 白酶的活性将( )；将溶液从100 37 过程中，胃蛋白酶的活性将( ) 。 A.不断上升 B.没有变化 C.先升后降 D.不断下降 B A 巩固练习巩固练习 2、为了认识酶作用的特性，以20过氧化氢溶液为反应底 物的一组实验结果如下表所示。通过分析实验结果，能够得 出相应的结论。在下列有关结论的描述中，从表中得不到实 验依据的一项是( ) 方法观察结果 1常温下自然分解氧气泡少而小 2常温下加入Fe3氧气泡稍多而小 3常温下加入鲜肝提取液氧气泡极多而大 4加入煮沸后冷却的鲜肝提取液氧气泡少而小 B A.A.从催化反应效率看，酶有高效性从催化反应效率看，酶有高效性 B.B.从催化底物范围看，酶有专一性从催化底物范围看，酶有专一性 C.C.从催化反应条件看，酶有温和性从催化反应条件看，酶有温和性 D.D.从催化活性看，酶变性后就失活从催化活性看，酶变性后就失活 3.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是 （ ） A.所吃食物不能消化 B.胃没有排空 C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降 D.吃药