降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一、酶的作用和本質(zhì)（一）酶在細(xì)胞代謝中的作用

1.什么是細(xì)胞代謝？

2.細(xì)胞代謝為什么離不開(kāi)酶？（二）酶的本質(zhì)

1.酶是什么？

2.科學(xué)家是怎樣研究酶的本質(zhì)的？二、酶的作用條件溫和酶的作用需要什么條件？

就是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱。細(xì)胞代謝(新陳代謝)—（是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)）這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境條件是什么？細(xì)胞代謝是生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，但代謝過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，如過(guò)氧化氫。體內(nèi)過(guò)氧化氫過(guò)多會(huì)導(dǎo)致皮膚發(fā)黃，毛發(fā)變白，會(huì)加速人體衰老，損害細(xì)胞。細(xì)胞中的過(guò)氧化氫酶能將過(guò)氧化氫及時(shí)分解。過(guò)氧化氫酶在肝臟里含量較多。2H2O2

2H2O+O2過(guò)氧化氫酶資料一、酶在細(xì)胞代謝中的作用

1.常溫下反應(yīng)2.加熱3.Fe3+做催化劑4.過(guò)氧化氫酶雞肝研磨液（過(guò)氧化氫酶）加入試管直接觀察酒精燈加熱滴加FeCl3溶液實(shí)驗(yàn)步驟試管編號(hào)說(shuō)明1234一二

結(jié)果結(jié)論比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴2滴不明顯少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反應(yīng)條件自變量因變量無(wú)關(guān)變量變量

H2O2

濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生（O2）衛(wèi)生香燃燒對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)后討論1.與1號(hào)試管相比，2號(hào)試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說(shuō)明了什么？2.在細(xì)胞內(nèi)，能通過(guò)加熱來(lái)提高反應(yīng)速率嗎？3.3號(hào)和4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說(shuō)明什么？4.3號(hào)與4號(hào)相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說(shuō)明什么？為什么說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？加熱能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解,提高反應(yīng)速率FeCl3中Fe3+和豬肝研磨液的過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫分解的速率4號(hào)試管的反應(yīng)速率比3號(hào)試管快得多。說(shuō)明過(guò)氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行成百上千的化學(xué)反應(yīng),需要在常溫、常壓下高效率地進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系中，反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，反應(yīng)物分子的平均能量水平較低，為“常態(tài)(初態(tài))”。在反應(yīng)的任何一瞬間反應(yīng)物中都有一部分分子具有了比常態(tài)(初態(tài))更高一些的能量，高出的這一部分能量稱為“活化能”

在一定溫度下，1mol反應(yīng)底物全部進(jìn)入活化態(tài)所需要的自由能就是該反應(yīng)底物的活化能。單位J/mol活化能一、酶在細(xì)胞代謝中的作用思考1molH2O2由常態(tài)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)時(shí)需要吸收75KJ的熱量，這75KJ就是每molH2O2的活化能。但加入過(guò)氧化氫酶時(shí)，H2O2只要吸收29KJ的熱量就可以轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的狀態(tài)。少了的46KJ的熱量是不是由過(guò)氧化氫酶提供的呢？如果不是由過(guò)氧化氫提供的，那么如何解釋為何少了46KJ的熱量呢？酶和一般催化劑的作用就是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，從而使活化分子數(shù)增多，反應(yīng)速度加快。加熱Fe3+H2O2酶為過(guò)氧化氫分子提供能量降低化學(xué)反應(yīng)的活化能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)abc如圖abc中，代表正常條件下分子活化能是

，代表酶促反應(yīng)所需活化能是

；代表酶所降低的活化能的是

。Cba一、酶在細(xì)胞代謝中的作用

正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和的條件下快速進(jìn)行。二、酶本質(zhì)的探索巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)巴斯德(微生物學(xué)家）發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納（化學(xué)家）酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣薩姆納酶是蛋白質(zhì)李比希（化學(xué)家）切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能二、酶本質(zhì)的探索（P82）酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA酶的來(lái)源酶的功能酶的化學(xué)成分酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，只能在活細(xì)胞中發(fā)揮作用嗎？酶在細(xì)胞內(nèi)外都能發(fā)揮作用酶的本質(zhì)（P83）二、酶的特性在研究酶性質(zhì)的過(guò)程中,科學(xué)家通過(guò)整理大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)酶的催化效率大約是無(wú)機(jī)催化劑的107-1013倍。由上述資料可看出酶具有什么特性？

高效性資料1酸（無(wú)機(jī)催化劑）既能催化蛋白質(zhì)的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。蛋白酶（有機(jī)催化劑）只能催化蛋白質(zhì)水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。脲酶只能催化尿素分解，對(duì)其他化學(xué)反應(yīng)不起作用。專一性：一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。資料2口腔里有唾液淀粉酶，為什么塞進(jìn)牙縫里的肉絲兩天后還存在?由上述資料可看出酶具有什么特性？溫度對(duì)酶活性的影響酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境溫度稱為該酶促反應(yīng)的最適溫度。0最適溫度t/℃υ/mmol.s-1酶活性受溫度影響示意圖

一般地，動(dòng)物體內(nèi)的酶最適溫度在35～40℃之間；植物體內(nèi)的酶最適溫度在40～50℃之間；細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別較大。υ/mmol.s-1最適pH0pH酶活性受pH影響示意圖一般地，動(dòng)物體內(nèi)的酶最適pH在6.5－8.0之間；植物體內(nèi)的酶最適pH在4.5－6.5之間；細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適pH差別較大。pH對(duì)酶活性的影響酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境pH稱為該酶促反應(yīng)的最適pH。酶的名稱最適PH胃蛋白酶1.5唾液淀粉酶7胰蛋白酶8人體內(nèi)酶的最適PH高溫、低溫、過(guò)酸和過(guò)堿對(duì)酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？

不同，過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高，會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；低溫使酶活性明顯下降，但在適宜溫度下其活性可以恢復(fù)。酶適于在0－4℃保存。思考酶的應(yīng)用1.下列有關(guān)酶的敘述錯(cuò)誤的是（）

A.組成大多數(shù)酶的基本單位是氨基酸

B.少數(shù)的酶是RNA

C.每種酶都具有高效性，專一性

D.酶都具有消化功能D2.人在發(fā)高燒時(shí)，常常不思飲食，其根本原因時(shí)（）

A.消化道內(nèi)食物尚未消化

B.發(fā)燒使胃腸蠕動(dòng)減弱

C.體內(nèi)的食物殘?jiān)懦鍪茏?/p>

D.高溫使酶的活性減弱D3.胃蛋白酶進(jìn)入小腸后就幾乎沒(méi)有了催化作用，主要原因是（）

A.pH不合適

B.在胃里發(fā)揮了作用，不能再繼續(xù)起作用了

C.被小腸內(nèi)的物質(zhì)包裹起來(lái)，不能起作用了

D.小腸內(nèi)沒(méi)有蛋白質(zhì)可被消化A4.用純唾液和用稀釋10倍的唾液做唾液淀粉酶的催化實(shí)驗(yàn)，其效果完全相同，這說(shuō)明酶具有A、專一性B、多樣性C、高效性D、多變性5.能水解脂肪酶的酶是A、淀粉酶