公开课：降低化学反应活化能的酶

1、3号试管和4号试管未经加热也有大量的气泡产 生，这说明什么？
Fe3+ 和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解
2、3号和4号试管相比，哪支试管反应速率快？说 明什么？
4号，说明过氧化氢酶的催化效率更高
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
对照步骤实验 对照组 试管编实号验组
1
2
3
4
说明 变量
3．关于活化能，下列说法不正确的是（ ）。
A．是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量
B．加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化 能
C．无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更 多而加快反应速率
D．酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应 更容易进行
4、 同一个体内的各类活细胞所含有的酶（ ） A、种类有差异，数量相同 B、种类有差异，数量不同 C、种类无差异，数量相同 D、种类无差异，数量不同
酶需要适宜的条件
课堂巩固
1．下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是（ ）。 A．要设置对照组和实验组 B．要遵循单因子变量原则 C．无关变量要始终相同且适宜 D．自变量要始终保持相同
2．同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因 是（ ）。
A．能降低反应的活化能 B．能供给反应物能量 C．改变了反应的途径 D．降低反应活化能的作用 更显著
合成原料 合成场所
来源 生理功能 作用原理
氨基酸
核糖核苷酸
核糖体
核仁
活细胞
生物催化作用
降低化学反应的活化能
酶的定义
什么是酶？
来源
作用
酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用 的有机物。
化学本质
绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA.
酶的作用与本质
• 作用：…… 参与细胞代谢，催化化学反应。 • 由酶催化的化学反应，称 酶促反应 • 酶对化学反应的催化效率为 酶的活
结论
1.高温可以加快过氧化氢分解 2.FeCl3能催化过氧化氢分解 3.过氧化氢酶能催化过氧化氢分解
4.过氧化氢酶的催化效率比FeCl3高
控制变量的科学方法：
变量
自变量 因变量 无关变量
单一变量原则
对照组
对照实验
对照原则
实验组
酶在细胞代谢中的作用
分子从常态转变为容易发生化学 反应的活跃状态所需要的能量。
性
三、酶的特性
• 和无机催化剂相比，酶的催化效率大约 是其的107～1013倍
你在打球或赛跑时，需要大量的能量供 应，如果酶的催化效率很低，会发生什 么情况呢？
资料1
1、无机催化剂酸既能催化蛋白质的水解，也能 催化脂肪、淀粉水解。
2、蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂 肪、淀粉等的水解。
3、口腔里有唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的肉丝 两天后还没被消化。 由上述资料大胆的提出问题，作出你的假设。
结论：
在最适宜的温度和最适宜的pH下，酶 的活性最高。温度和pH偏高或偏低， 酶的活性都会明显降低。过酸、过碱和 高温，都能使酶的分子结构遭到破坏而 失去活性，且不可逆。
小结：酶的特性
• 酶的高效性 • 酶的专一性
酶的催化效率是无机催化剂的 107 ~1013倍
每一种酶只能催化一种化合物 或一类化合物的化学反应
5、在探究pH对酶活性的影响的实验中，温度 和pH分别属于( )
A．自变量和因变量 B．无关变量和因变量 C．无关变量和自变量 D．因变量和自变量
酶缺失、失活与疾病
• 生黄豆中含有胰蛋白酶抑制物，食用后容易导致恶 心、呕吐、腹泻。黄豆应高温久煮，煮熟煮透即可 食用；豆浆煮沸后多煮片刻。
• 某些有机磷农药，如敌百虫、敌敌畏等，能 与神经组织中胆碱酯酶的活性中心结合，使
各条件使反应加快的本质：
加热： 提高分子的能量 Fe3+： 降低化学反应的活化能 酶： 同无机催化相比，酶能更显著地降低化学
反应的活化能，因而催化效率更高。
催化剂在化学反应中的作用
条件
无催化剂催化 用胶态铂催化 过氧化氢酶
活化能
(kJ.mol-1)
75 54 29
酶作用的本质：降低 化学反应的活化能
讨论一：金属笼子有什么作用呢？ 排除了鸟胃中的物理性消化
讨论二：是什么物质使肉块消失了？ 胃内的化学物质
讨论三：怎样才能证明你的推测？ 收集胃内物质，在体外能否分解肉块
一、酶的作用和本质
叶绿体CO2+H2O
光（酶能CH2O) +O2
线粒C体6H12O6+6H2O+O2 氧气6CO2+12H2O+能量 酶
核糖体 氨基酸
酶 多肽
缩合脱水
是细胞生命活动的基础
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。
［小资料］ 人体细胞内所发生的反应是非常快的，
据估计人体内的细胞每分钟发生的反应超 过几百万次；人体血液中的红细胞每秒钟 要更新200万个。
这么多的化学反应能够在常温常压下 顺利进行，正是因为细胞内存在着生物催 化剂——酶。
？当皮肤上出现小伤口时，用双氧
水消毒时，能观察到什么现象？你能 解释这一现象的原因吗？
当皮肤上出现小伤口时，常用双氧 水消毒，消毒时常能观察到有气泡产 生。这是因为人体细胞中的过氧化氢 酶能将过氧化氢分解成水和氧气。这 气泡就是氧气。
细胞中的酶很多，它们都是蛋白质吗？
（二）酶的本质
1、资料分析
2、1和1’，2和2’，3和3’为什么要各自在相 同的温度下保温5min后再混合？
东方骄子P54“特别提醒”
温度对酶活性的影响
• 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
υ/mmol. s-1
一般地，动物体 内的酶最适温度在 35~40℃之间；植物 体内的酶最适温度在 40~50℃之间；细菌 和真菌体内的酶最适 温度差别较大。
步骤
试管1
试管2
1
2ml可溶性淀粉
2ml蔗糖溶液
2 2ml新鲜淀粉酶溶液，振荡，60℃水浴保温 5min
3
2ml斐林试剂，边加边轻轻振荡
4
水浴煮沸1min
结果 出现砖红色沉淀
无砖红色沉淀
酶的特性 专一性
• 酶的专一性是普遍存在的 • 生物体内有些酶能够催化某些分子结构
相近的矿物质，如二肽酶，可以催化任 何两种氨基酸组成的二肽水解。
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
发酵与 活细胞 有关
巴斯德
脲酶是 蛋白质
争论
毕希纳 萨姆纳
李比希
发酵与死细胞 中的物质有关
死细胞中的物 质和活细胞都
能引起发酵
其他科学家
胃蛋白酶等许多 酶也是蛋白质
少数酶是 RNA
切赫和奥特曼
2.归纳酶的本质及生理功能
化学本质 绝大多数是_蛋__白__质___ 少数是_R_N__A_
酶失去活性，人体也就出现肌肉震颤、瞳孔 缩小、心跳减慢等症状。
• 当人体患病时，某些酶的活性会出现异常。
疾病名称 肝炎 糖尿病
恶性肿瘤（癌）转移 扩散 佝偻病
酶的情况 血清中转氨酶活性增高 血清中超氧化物歧化酶活性 降低 血清中乳酸脱氢酶活性增高
血清中碱性磷酸酶活性增高
轻轻振荡试管，放到热水中用酒精灯加热煮沸1min
结果（颜色）
结论
1、步骤2和步骤3能否对调，为什么？ 2、能否用碘液作鉴定试剂？为什么
东方骄子P54、P55“特别提醒”
pH对酶活性的影响
• 反应溶液pH会对酶的活性有影响
υ/mmol. s-1
一般地，动物体内 的酶最适pH在6.5~8.0 之间；植物体内的酶 最适温度在4.5~6.5之 间；细菌和真菌体内 的酶最适温度差别较 大。
一 H2O2 浓度 3% 等量剂性量原则 2ml
3% 3% 2ml 2ml
3% 无关变量
2ml
二单一反变应量原条则件 常温 90℃ FeC人l3 为鲜磨改肝液变研的自变变量量
等量剂性量原则 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 无关变量
结 果
气泡产生 不明显 少量 较多 大量
带火星木条 不复燃 不随复自燃变量变的亮变化复而燃 变化因的变变量量
第5章 细胞的能量供应和利用
第1节 降低化学反应活化能的酶
提出问题：
1、酶是怎样被发现的？ 2、什么是细胞代谢？ 3、酶在细胞代谢中有什么作用？ 4、酶的化学本质是什么？
贴近生活：
1.早晨吃过饭，肚子里的食物会 发生怎样的变化？
2.消化器官——胃起到了 什么样的作用？是不 是只简单的磨碎食物？
一、问题探讨
0
最适pH
pH
酶活性受pH影响示意图
pH对酶活性的影响
酶的名称
过氧化氢酶（肝） 唾液淀粉酶 脂肪酶 胰蛋白酶 胃蛋白酶
最适PH
6.8 6.8 8.3 8.0~9.0 1.5~2.2
酶的作用条件较温和
• 娇气的酶 酶一般在比较温和的条件下催化化学反
应的进行。
过酸过碱和高温---酶被杀死， 低温------------------酶暂时失活
一、酶在细胞代谢中的作用
实验探究：
实验目的：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。
实验原理：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。
高温 /Fe3＋ /过氧化氢酶
2 H2O2
2 H2O + O2
想一想
1、为什么要选用新鲜的猪肝？
新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶
• 所以，准确地说，酶的专一性是指一 种酶只能催化一种化合物或一类化 合物的化学反应。
东方骄子P53酶专一性的图像分析
• 例1：
酪氨酸酶
• 代谢途径：酪氨酸——→ 黑色素
• 例2：多肽的水解
肠肽酶
多肽——→氨基酸
温度对酶活性的影响
实验操作内容
试管1 试管2 试管3
1 注入可溶性淀粉溶液 2 注入新鲜淀粉酶溶液
2、为什么要将猪肝制成研磨液？
使肝细胞破裂从而释放出过氧化氢酶
3、滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能否共 用一个吸管？
不能，影响实验的准确性
4、氧气的多少可以通过哪些途径观察？
气泡的数量、带火星木条复燃情况
与1号试管相比，2号试管 出现什么不同的现象？这 一现象说明什么？
加热可以促进过氧化氢分解
90℃水 浴加热
3
放置温度
4
Leabharlann Baidu
保温时间
2ml 2ml
60℃ 5分钟
100℃ 5分钟
2ml
0℃ 5分钟
5
混合
试管 1′
试管 2′
试管 3′
6
保温时间
5分钟 5分钟 5分钟
7
滴碘液
1滴
1滴
1滴
观察实验现象
8
（是否变蓝）
试管 1′
试管 2′
试管 3′
1ml 60℃ 5分钟
1ml 1ml 100℃ 0℃ 5分钟 5分钟
1、究能温否度使对用酶过活氧性化的氢影酶响催？化H2O2分解来探
0
最适温度
t/℃
酶活性受温度影响示意图
pH对酶活性的影响
试管编号 处理
C1 C2 C3
C4
C5
加入新鲜淀粉酶溶液 1毫升 1毫升 1毫升 1毫升 1毫升
加入缓冲液调节PH值 更酸 酸
7
碱
更碱
加入可溶性淀粉液
2毫升 2毫升 2毫升 2毫升 2毫升
振荡试管后，在60℃恒温水浴中静置1min
加入配好的斐林试剂 1毫升 1毫升 1毫升 1毫升 1毫升