5.1降低化學反應活化能的酶第5章細胞的能量供應和應用生物學（新人教版）分子與細胞溫故知新細胞以什么方式釋放能量？細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統稱為細胞代謝活化能分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量稱為活化能化學反應體系中進行反應的條件？關于活化能加熱、Fe3+、酶的作用機理加熱Fe3+酶提高分子的能量降低化學反應的活化能更顯著地降低化學反應的活化能化學反應的進行酶的發現為什么要將肉塊放在金屬籠內？酶的發現1783年，意大利科學家斯帕蘭札尼設計了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間他把小籠子取出來發現籠內的肉塊消失了。是什么物質讓肉塊消失了？怎樣才能證明你的推測？酶在新陳代謝中的作用細胞代謝是細胞生命活動的基礎，但代謝也會產生對細胞有害的物質，如過氧化氫，體內過氧化氫過多會導致皮膚發黃，毛發（包括頭發）變白，會加速人體衰老。資料一2H2O22H2O+O2↑催化劑在化學反應里能改變其它物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有變化的物質叫做催化劑。酶在新陳代謝中的作用01/實驗目的通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用。02/實驗原理2H2O22H2O

+O2反應條件比較過氧化氫在不同條件下的分解加熱是化學反應常見的條件Fe3+是無機催化劑新鮮肝臟中含有過氧化氫酶不同條件判斷H2O2的分解快慢依據②點燃的衛生香的復燃情況①氣泡冒出情況O2的產生量酶在新陳代謝中的作用03/實驗設計比較過氧化氫在不同條件下的分解取4支潔凈的試管，分別編上序號1、2、3、4，向各試管內分別加入2ml過氧化氫溶液。空白對照組實驗組常溫90℃水浴加熱2滴FeCl32滴肝臟研磨液1234酶在新陳代謝中的作用步驟試管編號變量1對照組2對照組3實驗組4實驗組一H2O2濃度3%H2O2劑量2ml二反應條件常溫90℃2滴FeCl32滴肝臟研磨液三氣泡產生帶火星的衛生香變亮復燃實驗結論過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快幾乎無大量少量較多自變量因變量無關變量（相同且適宜）酶在新陳代謝中的作用試管編號1234底物2ml體積分數3%的過氧化氫溶液處理室溫90℃Fecl3肝臟研磨液檢測觀察氣泡數，點燃的衛生香的燃燒程度實驗現象(1)“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中，為什么要選用新鮮的肝臟？為什么將肝臟剪碎、研磨成溶液，而不是直接加入整塊的肝臟？肝臟如果不新鮮，肝細胞內的過氧化氫酶等有機物就會在腐生菌的作用下分解，失去作用；將肝臟剪碎并研磨可使肝細胞中過氧化氫酶充分釋放，從而增大與過氧化氫的接觸機會，以加速過氧化氫分解。(2)2號、3號、4號試管相比，哪支試管最終產生的氧氣最多？一樣多，幾支試管的H2O2溶液的體積和濃度都相同酶在新陳代謝中的作用比較過氧化氫在不同條件下的分解時間0234m1酶只縮短反應的時間，不改變生成物的量。酶的特性——高效性酶的高效性酶在新陳代謝中的作用比較過氧化氫在不同條件下的分解酶的作用原理降低活化能，與無機催化劑相比，酶的作用更顯著。酶的催化效率一般是無機催化劑的107～1013倍！意義酶的催化作用，使細胞代謝在溫和條件下快速有序地進行。酶具有高效性酶在新陳代謝中的作用比較過氧化氫在不同條件下的分解酶的作用機理1無催化劑2無機催化劑3酶acbcab無催化劑條件下，反應所需要的活化能酶催化時，反應的活化能酶降低的活化能酶的本質酶的本質釀酒中的發酵是由酵母菌細胞的存在所致，沒有活細胞的參與，糖類是不可能變成酒精的。““老德，你說什么玩意兒？！引起發酵的是酵母菌中的某些物質，但這些物質只有在酵母菌細胞死亡并裂解后才能發揮作用。““【法】巴斯德【德】李比希VS酶的本質【德】畢希納將酵母菌細胞中引發發酵的物質稱為釀酶。把酵母菌細胞放在石英砂中用力研磨并加水攪拌加壓過濾，得不含酵母菌細胞提取液，并加葡萄糖一段時間后，冒氣泡，糖液變成了酒123酵母菌細胞中的某些物質能夠在酵母菌細胞破碎后繼續起作用，就像在活酵母菌細胞中一樣。““酶的本質【美】薩姆納科學家們又相繼獲得胃蛋白酶、胰蛋白酶等許多酶的結晶，并證明這些酶都是蛋白質。脲酶的化學本質是蛋白質!【美】奧爾特曼【美】切赫少數RNA也具有生物催化功能20世紀80年代酶的本質發酵是純化學反應，與生命活動無關巴斯德李比希畢希納

薩姆納其她科學家切赫和奧爾特曼少數酶是RNA死細胞中的物質和活細胞都能引起發酵發酵與死細胞中的物質有關發酵與活細胞有關脲酶是蛋白質胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質酶的本質“酶”活細胞產生的一類具有催化作用的有機物。絕大多數酶是蛋白質，少數是RNA。①一般說來，活細胞都能產生酶。②酶只起催化作用，無調節功能。③酶可在細胞內、細胞外、體外發揮作用。定義本質注意酶的來源酶的功能酶的化學本質酶的本質加酶洗衣粉多酶片加酶牙膏酶的特性——高效性酶具有高效性有什么意義呢？無機催化劑催化的化學反應的范圍比較廣，比如酸既能催化蛋白質的水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉的水解。酶也可以嗎？1.保證了細胞代謝快速有效地進行2.保證了細胞內能量供應的穩定酶的特性——專一性實驗材料淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、斐林試劑、碘液、水浴鍋等。1底物A+酶溶液等量底物B+等量相同酶溶液方案一：酶相同，底物不同底物+酶溶液1等量相同底物+等量酶溶液2212方案二：底物相同，酶不同如果讓你設計實驗來驗證酶具有專一性，你的思路是什么呢？小組討論。酶的特性——專一性02/實驗設計淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用試管編號淀粉溶液蔗糖溶液淀粉酶122mL2mL2mL2mL產物鑒定60℃斐林試劑反應條件2mL2mL沸水浴該實驗的自變量、因變量和無關變量分別是什么？平均分組施加變量能不能將實驗中的斐林試劑換成碘液作為實驗材料？不能淀粉完全分解+碘液→無現象蔗糖分解/不分解+碘液→無現象12酶的特性——高效性03/實驗現象與結論淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用淀粉溶液蔗糖溶液對比現象1號試管出現磚紅色沉淀2號試管無明顯變化對比得出實驗結論12磚紅色沉淀無明顯變化淀粉酶只能催化淀粉的水解，而不能催化蔗糖的水解，從而說明酶具有專一性。酶的特性——專一性

酶具有專一性每一種酶只能催化一種或一類化學反應。脲酶——只能催化尿素分解二肽酶——可以催化所有的二肽分解酶具有專一性的意義保證了細胞代謝能夠有條不紊地進行。①反應前后酶的結構和性質不變②同一生物不同細胞內酶的種類和數量不相同酶酶酶鎖鑰學說

底物（反應物）

產物（生成物）酶的特性——酶的作用條件溫和【背景資料1】

立白污漬爆炸鹽（獨有三重復合酶配方）立白教你洗衣小絕招：①洗前浸泡三十分鐘，效果更佳②若衣服太臟，可適當增加用量③用溫水浸泡效果更好，但水溫不要超過60℃【背景資料2】

我們知道口腔溫度和體溫差不多，而當我們口腔中的唾液淀粉酶進入胃中以后，卻發現，唾液不再具有催化淀粉分解的功能。胃液中的蛋白酶隨食糜進入小腸后還有催化功能嗎？（提示：唾液pH6.2－7.4,胃液pH0.9－1.5小腸液pH7.6）從上面的現象你可以得出什么結論？酶的催化能力可能受溫度和pH的影響酶的特性——酶的作用條件溫和探究溫度對酶活性的影響實驗01/實驗材料及試劑熱水、蒸餾水、冰塊、碘液、斐林試劑質量分數為3%的可溶性淀粉溶液體積分數為3%的過氧化氫溶液質量分數為2%的淀粉酶溶液1質量分數為20%的肝臟（如豬肝、雞肝）研磨液（過氧化氫酶）2緩沖液（能在加入少量酸或堿時抵抗pH改變的溶液）345物質的量濃度為0.01mol/L的鹽酸6物質的量濃度為0.01mol/L的NaOH溶液78選什么作為實驗材料呢？酶的特性——酶的作用條件溫和探究溫度對酶活性的影響實驗01/實驗材料及試劑

H2O2不穩定，受熱易分解。斐林試劑檢測需要水浴加熱，溫度是干擾條件。實驗材料檢測試劑不選用H2O2作為反應底物的原因？不選用斐林試劑進行鑒定的原因?淀粉、淀粉酶碘液酶的特性——酶的作用條件溫和組別第一組第二組第三組試管1號2號3號4號5號6號實驗步驟一量取2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液量取2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液量取2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液二冰水中水浴3分鐘37℃中水浴3分鐘沸水中水浴3分鐘三1與2試管混合搖勻，充分反應3與4試管混合搖勻，充分反應5與6試管混合搖勻，充分反應四取試管，滴4滴碘，觀察取試管，滴4滴碘，觀察取試管，滴4滴碘，觀察預期現象藍色不變藍色實驗結論溫度會影響酶的活性酶的特性——酶的作用條件溫和探究溫度對酶活性的影響實驗高溫會使酶永久失活，不可恢復；低溫使酶活性降低，酶制劑常在低溫下保存聯系酶的本質，大多數為蛋白質，蛋白質高溫會變性A-BB點表示隨溫度升高，酶活性(催化效率)增強。表示酶活性(催化效率)達到最大，此時的溫度為催化的最適溫度。B-C表示隨溫度升高，酶活性(催化效率)減慢。曲線表示反應的趨勢如何?抑制失活酶的特性——酶的作用條件溫和探究溫度對酶活性的影響實驗生物酶牙膏含有溶菌酶、淀粉酶、蛋白酶等多種酶，可以殺滅有害菌，清除淀粉等食物殘渣。不同生物的最適溫度不同動物：35-40℃之間植物：40-50℃之間細菌和真菌：差別較大有的酶最適溫度可達70℃30℃溫水刷酶的特性——酶的作用條件溫和探究pH對過氧化氫酶活性的影響實驗01/實驗材料及試劑1質量分數為2%的淀粉酶溶液2質量分數為3%的淀粉溶液3質量分數為20%的肝臟研磨液(H2O2酶)4體積分數為3%的過氧化氫溶液這次底物選淀粉還是過氧化氫呢？淀粉在酸性條件下會被水解實驗材料不選用淀粉作為反應底物的原因？H2O2、H2O2酶先加入酶溶液，固定好酶的活性，再加底物先往試管加入酶溶液還是底物?酶的特性——酶的作用條件溫和過氧化氫溶液1號試管2號試管3號試管實驗步驟一試管各加入2mL過氧化氫溶液二pH＝2pH＝7pH=12三加入過氧化氫酶2滴，振蕩四2—3min后將點燃的衛生香分別放入試管中實驗現象無明顯變化復燃無明顯變化結論只有在適合的pH下酶的催化效率最好酶的特性——酶的作用條件溫和一定pH范圍內，酶促反應速率隨pH升高而加快。在最適pH時，酶促反應速率最快。超過最適pH后，酶促反應速率隨pH升高而減慢。探究pH對過氧化氫酶活性的影響實驗pH對酶活性的影響曲線解讀一般地，動物體內的酶最適pH在6.5－8.0之間；植物體內的酶最適pH在4.5－6.5之間；細菌和真菌體內的酶最適pH差別較大。A-BB點B-C過酸、過堿對酶活性的影響一樣的嗎？過酸、過堿都會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活反應速率pH最適pHABC失活失活酶的特性——酶的作用條件溫和探究pH對過氧化氫酶活性的影響實驗保證細胞代謝能夠在溫和條件下高效進行。酶活性受溫度影響示意圖酶活性受pH影響示意圖00最適pH最適溫度t/℃pH酶的活性高溫、強酸、強堿會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高。溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低。低溫使酶活性受抑制，溫度恢復，酶活性可以恢復。酶的活性影響酶促反應的因素酶酶酶底物（反應物）產物（生成物）酶的濃度（條件適宜，底物充足）影響酶促反應的因素酶酶酶底物（反應物）產物（生成物）底物濃度（條件適宜，酶量有限）影響酶促反應的因素影響酶促反應的因素某種酶的催化反應速率隨溫度和時間變化的趨勢如圖所示。據圖分析,下列有關敘述錯誤的是 ()A.該酶可耐受一定的高溫B.在t1時,該酶催化反應速率隨溫度升高而增大C.