華說：降低化學反應活化能的酶

青青子衿酶結構新課導入

一般洗衣粉不易清除衣物上的奶漬,但生物活性洗衣粉則可以,一生物活性洗衣粉包裝盒上印有以下資料:

成分:蛋白酶0.2%,清潔劑15%.用法:洗滌前先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水內一段時間,使用溫水效果最佳。切勿用60度以上的熱水。注意,切勿用于絲質及羊毛衣料;用后須徹底清洗雙手。

請根據以上資料探究有關問題:1.為什么該生物活性洗衣粉能較易清除衣物上的奶漬?2.為什么洗滌前須先將衣物浸于有這種洗衣粉的水內一段時間?3.試提供一個方法以縮短衣物浸水的時間,并加以解釋。4.為什么包裝盒上的用法指明切勿在60度以上的熱水中使用此洗衣粉?5.試解釋為什么此洗衣粉不能用于絲質及羊毛衣料。第1節降低化學反應活化能的酶一、酶的作用和本質二、酶的特性問題探討

1773年，意大利科學家斯帕蘭札尼做了一個巧妙的實驗：將肉放進金屬籠內，然后讓鷹把肉吞下去。過一段時間后，他把小籠子取出后，發現籠內的肉塊消失了。1.這個實驗要解決什么問題？2.是什么物質使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的猜測？想一想第一節降低化學反應活化能的酶

細胞代謝

(新陳代謝)—就是活細胞中全部有序的化學變化的總稱。

細胞能量的獲得和利用都要通過細胞代謝。因此，細胞代謝是生命活動的基礎。一、酶的作用和本質酶的作用

細胞代謝中會產生許多對細胞有害的物質，如過氧化氫，會引起細胞衰老。為了應對有害的過氧化氫，細胞中有一種物質，能將其分解為氧和水，這種物質就是過氧化氫酶。實驗

新鮮肝臟中有較多過氧化氫酶，Fe3+是一種無機催化劑，都可以催化過氧化氫分解成水和氧。質量分數為3.5%的FeCl3溶液和質量分數為20%的肝臟研磨液相比，每滴FeCl3溶中的Fe3+數，大約是每滴研磨液中過氧化氫酶分子數的25萬倍。2H2O2

2H2O+O2高溫/Fe3＋/過氧化氫酶1.1實驗目的和原理：1.實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解想一想1、為什么要選用新鮮的豬肝？2、為什么要將豬肝制成研磨液？實驗目的：通過比較過氧化氫在不同條件下的分解快慢，了解過氧化氫酶的作用和意義1.2實驗步驟步驟試管編號1234

一H2O2濃度

劑量二

劑量結果氣泡產生衛生香燃燒結論2mL2mL2mL2mL3%3%3%3%常溫90℃水浴FeCl3肝臟研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明顯少量較多大量/變亮復燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反應條件/12變量：實驗過程中可以變化的因素。自變量：因變量：對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗。對照組：實驗組：人為改變的變量。隨著自變量的變化而變化的變量。無關變量：除自變量外，實驗中其它可對實驗結果造成影響的變量設計實驗的原則：單一變量原則對照原則13步驟試管編號說明1234

一H2O2濃度

劑量二

劑量結果氣泡產生衛生香燃燒結論2mL2mL2mL2mL3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明顯少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反應條件自變量因變量無關變量y=kx+a變量對照組1實驗組對照實驗1.4實驗分析141.4.1本實驗可形成兩組對照實驗（1）1號和2號形成對照，自變量是溫度，對照組為1號（室溫），實驗組為2號（90℃）（2）1號和3、4號形成對照，自變量是催化劑對照組為1號（無催化劑），實驗組為3號（FeCl3催化劑）和4號（H2O2

催化劑）15根據實驗現象討論:1.與1號試管相比，2號出現不同的現象.這一現象說明什么?

答案：2號試管分解速度大于1號試管，表明加熱促使過氧化氫分解。

引伸：這是因為加熱會使過氧化氫分子得到能量，從常態轉變為活躍狀態，活躍狀態即為易分解狀態。

常態：在一個化學反應體系中，反應開始時，反應物分子平均能量水平較低，稱為“常態”。

激發態：當反應物分子獲得能量參與反應時，其內部能量高于常態能量時所處的狀態稱為激發態。當分子獲得能量的時候，便由常態轉變為容易分解的活躍狀態，即處于激發態。

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。2.3號和4號未經加熱，也有大量氣泡產生,這說明什么?答案：Fe3+和過氧化氫酶促使過氧化氫分解。

引伸：Fe3+和過氧化氫酶不能供給過氧化氫能量，但它們可以降低過氧化氫分解反應的活化能。如果把化學反應比作推石頭越過山丘，加熱相當于加大推力。有催化劑無催化劑加催化劑則相當于降低了山丘的高度。3.3號與4號相比，4號試管中的反應速率快.這說明什么?

與無機催化劑相比，酶（enzyme)降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。Enzyme:酶4.在細胞內能通過加熱提高反應速率嗎?為什么說酶對于細胞內化學反應順利進行至關重要?

細胞內不能加熱，正是因為有酶的作用，細胞代謝才能在溫和的條件下快速進行。

討論：實驗中為什么要選用新鮮的肝臟？為什么要將肝臟制成研磨液？滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時，可否共用一個吸管？為什么？探究酶本質的探究閱讀教材P81頁,關于酶本質的探索19世紀，釀酒業在歐洲經濟中占重要地位，但釀出的葡萄酒經常變酸，因此，科學界非常重視對發酵過程的研究。

當時，人們已經知道，釀酒就是讓糖類通過發酵變成酒精和二氧化碳。但糖類是怎么變成酒精的呢？

巴斯德在顯微鏡下觀察到酵母細胞,他的觀點哪些是正確的,哪些是錯誤的?李畢希的觀點呢?

畢希納實驗示意圖,從中可得出什么結論?為什么當時只能推測酶是蛋白質,而不能證明酶是蛋白質?酶是蛋白質巴斯德之前發酵是純化學反應，與生命活動無關巴斯德畢希納薩姆納李比希少數RNA也具有生物催化功能切郝、奧特曼

酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎后繼續起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣

發酵與活細胞有關，發酵是整個細胞而不是細胞中某些物質起作用

引起發酵的是細胞中的某些物質，但這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發揮作用1.酶的發現2.酶的定義

酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物。二、酶的本質酶的探索歷程其中絕大多數酶是蛋白質,少數的酶是RNA。來源功能本質30化學本質絕大多數是蛋白質少數是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體細胞核（真核生物）來源由活細胞產生生理功能催化作用作用場所有的酶在細胞內（呼吸酶）起作用有的酶在細胞外（胃蛋白酶）起作用

酶的本質及生理功能312、關于酶的敘述中，錯誤的是（）。A.酶只有催化功能，可以在細胞外起催化作用B.活細胞都可以產生酶，死細胞不產生酶C.酶在反應前后的化學性質和數量會發生變化D.絕大多數酶的化學本質是蛋白質，少數酶的化學本質是RNA3、同一個體內的各類活細胞所含酶的（）。A.種類有差異,數量相同B.種類有差異,數量不同C.種類無差異,數量相同D.種類無差異,數量不同BC√√√課堂練習32二、酶的特性（1）酶具有高效性

上節課所講述的實驗說明，過氧化氫酶和Fe3+

的催化效率不同。與無機催化劑Fe3+

相比，過氧化氫酶的催化效率要高許多。酶的催化效率一般是無機催化劑的107-1013

倍。這對于細胞有什么意義呢？

當我們打球或賽跑時，相關的酶迅速催化相應代謝，產生大量能量，供給肌細胞。如果酶催化效率不高，那么功能反應只能緩慢進行，我們就只能緩慢運動了。想一想（2）酶具有專一性

過氧化氫酶只能催化過氧化氫分解，不能催化其他化學反應。蛋白酶只能催化蛋白質分解，對其他化學反應也不起作用。一種酶只能催化一種或一類化學反應。就如同一把鑰匙開一把鎖一樣。酶的專一性對于細胞有什么意義？

不同的細胞需要不同的化學反應。同一細胞在不同時期需要的反應不同，同一反應的強度也不相同。這些都需要酶的專一性來保證，才能使細胞代謝有條不紊地進行。想一想酶對化學反應的催化效率稱為酶活性。

細胞都生活在一定的環境中，環境條件的改變會不會影響酶活性呢？酶活性的條件探究

初中做消化酶實驗時，需要控制溫度等條件。加酶洗衣粉的使用說明中，通常會注明使用的溫度范圍。根據上述文字提出問題，分小組進行討論。唾液的pH為6.2-7.4，胃液的pH為0.9-1.5，小腸液的pH為7.6。

提出假設溫度和pH會影響酶活性。

仔細閱讀教材84頁所給出的實驗材料，思考其中的問題，設計實驗。設計實驗項目試管１２３淀粉酶溶液1mL1mL1mL蒸餾水1mL//NaOH/1mL/HCl//1mL淀粉溶液2mL2mL2mL斐林試劑2滴2滴2滴結果現象磚紅色沉淀無無應該用水浴控制溫度，不可直接加熱。使用酸、堿溶液時，務必注意安全。酶需要適宜的條件

高溫、低溫以及過酸和過堿，都影響淀粉酶的活性，淀粉酶的催化作用需要適宜的溫度和pH。如圖所示：0

最適溫度

t/OCV/mmol·s-1酶的活性受溫度影響示意圖06最適pH10pHV/mmol·s-1酶的活性受pH影響示意圖結論：

在最適宜的溫度和最適宜的pH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。過酸、過堿和高溫，都能使酶的分子結構遭到破壞而失去活性，且不可逆。細胞代謝與酶細胞代謝的概念：酶的發現：酶的概念：酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，絕大多數是蛋白質，少數是RNA。酶的特性：專一性高效性作用條件較溫和細胞內每時每刻進行著許多化學反應，統稱為細胞代謝。發現過程發現的意義發現過程中的科學探究思想課堂小結高考鏈接（2009重慶理綜）下列有關酶的敘述，正確的是（）

A.高溫和低溫都能破壞酶的結構使其失去活性

B.酶是活細胞產生并具有催化作用的蛋白質

C.細胞質基質中有催化葡萄糖分解的酶

D.細胞質中沒有作用于DNA的解旋酶C

解析：本題主要考察酶的化學本質，影響酶活性是因素，酶的種類及分布等知識。酶是活細胞產生并具有催化作用的有機物，絕大多數酶是蛋白質，少數酶是RNA；高溫使酶失去活性，低溫降低酶的活性，有氧呼吸的第一步在細胞質中進行，第二三步在線粒體中進行，因而細胞質基質中有催化葡萄糖分解的酶；DNA主要存在于細胞核內，在細胞質的線粒體和葉綠體中也存在，所以細胞質中存在解旋酶。

（2009上海）將剛采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。這是因為加熱會（）

A.提高淀粉酶活性

B.改變可溶性糖分子的結構

C.防止玉米粒發芽

D.破壞將可溶性糖轉化為淀粉的酶D

解析：經沸水處理后，玉米細胞內的酶失活，使可溶性糖（有甜味）不能正常轉化為淀粉。

（2008廣東）關于蛋白酶的敘述，不正確的是（）

A.蛋白酶是蛋白質

B.蛋白酶可以作為藥品治療某些疾病

C.蛋白酶可以水解所有的肽鍵

D.利用酶工程可以提高蛋白酶的穩定性

解析：蛋白酶可以水解特定的肽鍵；利用酶工程可以提高蛋白酶的穩定性，固體化酶比液體的穩定性高。C1.下列有關酶的敘述中，哪項是錯誤的（）A.酶是活細胞產生的一類具有催化作用的有機物B.分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶C.一種酶只能催化一種或一類化合物的化學反應D.從化學成分看，酶就是蛋白質2.最早證明鳥胃既有物理性消化又有化學性消化的是()A.德國科學家施旺B.意大利科學家斯帕蘭札尼C.英國生物學家達爾文D.德國科學家施萊登DB課堂練習3.下列功能特征中與酶無直接關系的是（）

A.消化功能B.滲透吸水

C.蛋白質合成D.DNA的轉錄與mRNA的翻譯

4.活細胞內大多數酶的形成部位在（）

A.葉綠體B.線粒體

C.核糖體D.高爾基體

5.活細胞內合成酶的原料是（）

A.脂肪酸B.氨基酸

C.核糖核苷酸D.氨基酸和核糖核苷酸BCD6.下列關于酶的敘述，不正確的（）

A.酶是活細胞產生的一類具有生物催化作用的有機物

B.酶的催化作用具有專一性和高效性

C.酶的合成場所都是核糖體

D.過酸、過堿的外界條件能使酶的分子結構遭到破壞而失去活性

7.下列敘述中錯誤的是（）

A.酶是活細胞產生的催化劑

B.多數酶是蛋白質，少數是RNAC.酶的催化需要適宜的溫度和pHD.酶在起催化作用的同時，自身也被消耗CD8.在不損壞高等植物細胞內部結構的情況下，下列物質適用于除去其細胞壁的是（）

A.鹽酸B.蛋白質

C.淀粉酶D.纖維素酶

9.蛋白質代謝在多種酶的參與下完成的，使肽鍵斷裂的酶是（）

A.呼吸酶B.蛋白酶

C.轉氨酶D.脫氨基酶

10.下列關于生物體細胞代謝的說法中，正確的是（）

A.每時每刻都在進B.冬眠和夏眠時暫停進行

C.偶然進行D.間歇式進行DBA第一小節練習基礎題

1.巴斯德：發酵與活細胞有關，發酵是整個細胞而不是細胞