公开课：降低化学反应活化能的酶2

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一、问题探讨讨论一：金属笼子有什么作用呢？讨论二：是什么物质使肉块消失了？讨论三：怎样才能证明你的推测？排除了鸟胃中的物理性消化胃内的化学物质收集胃内物质，在体外能否分解肉块CO2+H2O（CH2O)+O2光能酶C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧气酶氨基酸多肽酶缩合脱水细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。一、酶的作用和本质叶绿体线粒体核糖体是细胞生命活动的基础［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。一、酶在细胞代谢中的作用实验探究：2H2O22H2O+O2高温/Fe3＋/过氧化氢酶想一想1、为什么要选用新鲜的猪肝？2、为什么要将猪肝制成研磨液？3、滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能否共用一个吸管？4、氧气的多少可以通过哪些途径观察？新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶使肝细胞破裂从而释放出过氧化氢酶不能，影响实验的准确性气泡的数量、带火星木条复燃情况步骤试管编号说明1234一H2O2浓度剂量二剂量结果气泡产生卫生香燃烧结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样反应条件自变量因变量无关变量8滴大量复燃变量步骤试管编号说明1234一H2O2浓度剂量二剂量结果气泡产生卫生香燃烧结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样反应条件自变量因变量无关变量对照组实验组对照实验75无催化剂催化29过氧化氢酶54用胶态铂催化活化能(kJ.mol-1)条件催化剂在化学反应中的作用各条件使反应加快的本质：加热：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化学反应的活化能同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。2.归纳酶的本质及生理功能化学本质绝大多数是________少数是_____合成原料合成场所来源生理功能作用原理蛋白质RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体主要在细胞核降低化学反应的活化能生物催化作用活细胞3443少量肝脏研磨液1.酶具有高效性说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。例子:比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的倍。107～1013保证了细胞内化学反应的顺利进行、能量供应的稳定。是细胞内的化学反应能在常温、常压、中性水溶液环境中进行的关键因素。酶具有高效性的意义：高效性：能够降低化学反应所需的活化能，催化效率很高，大大提高反应速率。每一种酶只能催化化学反应。2、酶具有专一性一种或一类高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？3.酶的作用条件温和不同，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。温度对酶促反应的影响在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加大；但当温度高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加大，反而随着温度的升高而减少，最终，酶因高温变性失活，失去了催化能力。在一定条件下，某一种酶在一定温度时活性最大，这个温度称为这种酶的最适温度。酶的催化速率温度0最适温度pH对酶促反应的影响每一种酶只能在一定限度的pH范围内表现活性，超过这个范围酶就会失去活性。在一定条件下，某一种酶在某一pH时活性最大，这个pH称为这种酶的最适pH。在最适pH两侧的曲线基本是对称的，pH过高、过低都会使蛋白质变性，酶也丧失催化能力。酶的催化速率温度0最适pH底物浓度对酶促反应的影响在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而加大，反应速率与底物浓度近乎成正比；在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速率也随之增加，但不显著；当底物浓度很大且达到一定限度时，反应速率就达到一个最大值，此时再增加底物浓度，反应速率也几乎不再改变。酶的催化速率底物浓度（S）0酶浓度对酶促反应的影响在底物充足，其他条件固定的情况下，反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利酶发挥作用的因素时，酶促反应的速率与酶浓度成正比。酶的催化速率酶浓度（E）0•将2mL体积分数为3%的过氧化氢溶液分别加入a、b两支试管中，再在a试管加入2滴新鲜的肝脏研磨液，b试管中加入4滴新鲜的肝脏研磨液。下图横轴为反应时间，纵轴为底物浓度，其中能正确表示时间和底物浓度关系的是1、如下图所示，A、B、C三图依次表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。请据图回答下列问题：（1）图A中，反应物达到某一浓度时，反应速率不再加大，其原因是。（2）图B中，a点所对应的温度称。（3）图B中，a点到b点曲线急剧下降，其原因是。012345105反应速率反应物浓度A01020304050105反应速率温度（℃）B0246810105反应速率pHCab受反应物中的酶浓度的限制酶反应的最适温度温度升高使酶活性下降1、如下图所示，A、B、C三图依次表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。请据图回答下列问题：（4）将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12℃和75℃水浴锅中，20分钟后取出转入37℃水浴锅中保温，两试管内反应分别为：甲，乙。（5）图C表示了催化反应速率变化曲线。A、唾液淀粉酶B、胃蛋白酶C、胰蛋白酶D、植物淀粉酶012345105反应速率反应物浓度A01020304050105反应速率温度（℃）B0246810105反应速率pHCab速度加快无催化反应C2、某糖厂用淀粉作原料进行工业制糖。制糖的基本技术要求是：调节温度来影响淀粉酶的生物活性。下图A表示温度对淀粉酶活性的影响，图B表示（一定量的）淀粉酶在催化（足够量的）淀粉水解为麦芽糖时，温度对麦芽糖产量的影响（图中积累量表示在一段时间内生成麦芽糖的总量）。（1）图A中To表示。（2）图A中Ta和Tb两温度条件下淀粉酶催化效率都很低，两者有什么本质区别？淀粉酶催化作用的最适温度Ta时，温度低，酶的催化作用较弱；Tb时，温度过高，酶失去活性。Ta淀粉酶的活性O温度A淀粉酶的活性O温度BTaToTbTcTbTo2、某糖厂用淀粉作原料进行工业制糖。制糖的基本技术要求是：调节温度来影响淀粉酶的生物活性。下图A表示温度对淀粉酶活性的影响，图B表示（一定量的）淀粉酶在催化（足够量的）淀粉水解为麦芽糖时，温度对麦芽糖产量的影响（图中积累量表示在一段时间内生成麦芽糖的总量）。（3）对图B中曲线分段进行分析说明：①曲线Ta至To段：。②曲线To至Tb段：。③曲线Tb至Tc段：。表示随温度升高，酶活性逐渐增强，麦芽糖的产率逐渐增大表示随温度升高，酶活性逐渐降低，麦芽糖的产率逐渐减少。表示淀粉酶失活，麦芽糖产率为零Ta淀粉酶的活性O温度A淀粉酶的活性O温度BTaToTbTcTbTo