降低化學反應活化能的酶第1節5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)物理性消化是指牙齒的咀嚼、舌的攪拌、胃腸的蠕動、膽汁對脂肪的乳化等，它將食物磨碎，改變食物的形態，但不改變食物的分子結構和化學性質的一個物理過程。化學消化是指通過消化酶的作用，將不溶于水的淀粉、蛋白質和脂肪分解成可溶于水的小分子有機物的過程。5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)

斯帕蘭札尼對鷹的消化研究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。問題探討5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)討論一：這個實驗要解決什么問題？答：鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學性消化。討論二：是什么物質使肉塊消失了？

答：是胃內的化學物質將肉塊分解了。討論三：怎樣才能證明你的推測？答：收集胃內的化學物質，看看這些物質在體外是否也能將肉塊分解。

5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)自學課本78—82頁的內容，完成下列問題：一、酶在細胞代謝中的作用二、酶的本質和作用原理三、關于酶本質的探索歷程5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統稱為細胞代謝。你能想到的細胞中的化學反應有哪些呢？5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)思考葉綠體的生理功能是什么？光合作用葉綠體：CO2+H2O有機物+O2光能

酶5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)思考線粒體的生理功能是什么？線粒體:

有機物+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧氣酶有氧呼吸作用5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)思考核糖體的生理功能是什么？合成蛋白質核糖體：

氨基酸

多肽酶脫水縮合核糖體5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)葉綠體：CO2+H2O有機物+O2光能

酶線粒體:

有機物+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧氣酶核糖體：

氨基酸

蛋白質酶縮合脫水CCOOHHNR1R2OHHCNH2COHH+→R1CNH2CHOCOOHCHNR2H

對于細胞來說，能量的獲得和利用都必須通過化學反應，細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統稱為細胞代謝。細胞代謝是細胞生命活動的基礎。細胞內的化學反應大都需要在一種特殊的催化劑—酶的催化下才能順利地進行，因此，細胞代謝實質上是細胞內高度有序的酶促反應的總稱。

5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)動植物在代謝中產生的過氧化氫，對機體是有毒的。機體通過過氧化氫酶，催化過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。鐵離子也可催化這一反應。

二、酶在細胞代謝中的作用

5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)一、酶的作用和本質1、酶在細胞代謝中的作用2H2O2

→2H2O+O21、常溫下反應2、加熱3、Fe3+做催化劑4、過氧化氫酶加入試管直接觀察酒精燈水浴加熱滴加FeCl3溶液豬肝研磨液1.常溫2.加熱

3.FeCl3

4.加肝液無機催化劑細胞中的生物催化劑5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)細胞為什么選擇過氧化氫酶做催化劑呢？5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)步驟試管編號1234一

H2O2濃度劑量2ml二劑量結果氣泡產生衛生香燃燒結論（1）比較過氧化氫在不同條件下的分解2ml2ml2ml3%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5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)酶在細胞代謝中的作用

2H2O22H2O+O2質量分數為20%的新鮮肝臟研磨液

1滴質量分數為3.5%的氯化鐵溶液

1滴生物催化劑：過氧化氫酶所含酶的相對數量：1無機催化劑：Fe3+Fe3+的相對數量：25萬催化劑5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)加熱、Fecl3、過氧化氫酶促進了過氧化氫的分解嗎？是的它們的作用原理相同嗎？5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)酶在細胞代謝中的作用5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)能量反應過程酶使活化能降低沒有酶催化有酶的催化5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)（2）酶在細胞代謝中的作用活化能：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。①各條件使反應加快的本質：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5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)②催化劑（無機催化劑、酶）沒有供給能量，而是降低反應的活化能，促進反應進行，縮短完成時間，本身不被消耗，反應結果與沒有催化劑一致。③無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。正是酶的催化作用，細胞代謝才

能在溫和的條件下快速進行。

5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)（1）酶的發現2、酶的本質酶的探索歷程5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)巴斯德之前巴斯德李比希畢希納薩姆納切赫和奧特曼5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)巴斯德之前巴斯德李比希畢希納薩姆納切赫和奧特曼發酵是純化學反應，與生命活動無關

發酵與活細胞有關，發酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質在起作用

引起發酵的是細胞中的某些物質，但是這些物質只有在酵母細胞死亡后才能發揮作用

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，就象在活酵母細胞中一樣

酶是蛋白質少數的RNA具有催化作用5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)（2）酶的定義

酶是活細胞產生的一類具有催化作用的有機物，其中絕大多數是蛋白質，少數是RNA。5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)1、與1號試管相比，2號試管出現什么不同現象？這一現象說明什么？2、在細胞內，能通過加熱來提高反應速率嗎？

2號試管放出的氣泡多。這一現象說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。不能

3、3號和4號試管未經加熱，也有大量氣泡產生，這說明什么？說明FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。實驗討論（比較過氧化氫在不同條件下的分解）5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)4、3號和4號試管相比，哪支試管聽反應速率快？這說明什么？4號試管的反應速率比3號試管快得多。

細胞內每時每刻都在進行著成千上萬種化學反應，這些化學反應需要在常溫、常壓下高效率地進行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對于細胞內化學反應的順利進行至關重要。5、為什么說酶對于細胞反應的順利進行至關重要？說明：過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)實驗討論：1、巴斯德和李比希的觀點各有什么積極意義？各有什么局限性？

巴斯德認為發酵與活細胞有關是合理的，但是認為發酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質在起作用是不正確的；李比希認為引起發酵的細胞中的某些物質是合理的，但認為這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發揮作用是不正確的。2、科學發展中出現爭論是正常的。試分析巴斯德和李比希之間出現爭論的原因是什么，這一爭論對后人進一步研究酶的本質起到了什么作用？5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)

巴斯德是生物學家，特別強調生物體或細胞的作用；李比希是化學家，傾向于從化學的角度考慮問題。他們的爭論促使后人把對酶的研究的目標集中在他們爭論的焦點上，使科學研究更加有放矢。3、從畢希納的實驗可以得出什么結論？

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，就像在活細胞中一樣。4、薩姆納歷時九年才證明脲酶是蛋白質，并因此榮獲諾貝爾化學獎。你認為他成功的主要原因是什么？

用正確的科學方法，堅持不懈，百折不撓的科學精神，將酶提純出來。成功屬于不畏艱苦的人。5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)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對照實驗對照組實驗組實驗操作：對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗。人為改變的變量隨著自變量的變化而變化的變量。指與自變量同時影響因變量的變化、但與研究目的無關的變量。5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)二、酶的特性一、一、酶能催化生物化學反應，催化效率比無機催化劑高得多。研究發現，酶的催化效率是無機催化劑催化效率的107~1013倍。因此，酶具有高效性。二、酶具有專一性5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用

原理：淀粉和蔗糖都是非還原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解為麥芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解為葡萄糖和果糖。麥芽糖、葡萄糖、果糖均屬還原性糖。還原性糖能夠與斐林試劑發生氧化還原反應，生成磚紅色的沉淀。三、酶的特性提出問題做出假設設計實驗進行實驗分析結果、得出結論。5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)淀粉溶液蔗糖溶液實驗步驟一二三實驗現象結論加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反應5min2號試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑振蕩約60℃水浴2min1號試管中加入2mL淀粉溶液白色無變化棕色磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)每一種酶只能催化一種或一類化學反應5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)每一種酶只能催化

化學反應。細胞代謝能夠有條不紊地進行，與酶的

是分不開的。酶具有專一性一種或一類

專一性鎖和鑰匙學說5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)從上面進行的實驗我們看出進行實驗需要一定的條件，比如唾液淀粉酶37℃左右最好。能不能設計一個實驗，來證明溫度會影響酶的活性？酶活性：酶對化學反應的催化效率。請你來探究5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)科學探究步驟提出問題作出假設設計實驗進行實驗分析結果表達與交流（溫度/pH會影響酶的活性嗎？）（溫度/pH會影響酶的活性）（設計方案、預期結果…）（按預定方案進行實驗）（分析實驗結果，得出結論：……）（總結，寫實驗報告并適當交流）影響酶活性的條件5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)溫度對酶活性的影響試管編號

1

1′

2

2′

3

3′2%淀粉酶1ml1ml1ml3%可溶性淀粉2ml2ml2ml水浴3分鐘冰水

60℃沸水對應試管混合均勻水浴5分鐘冰水

60℃沸水斐林試劑

1ml

1ml

1ml搖勻混合，60℃水浴1min預期結果無磚紅色沉淀磚紅色沉淀無磚紅色沉淀實驗結果實驗結論淀粉酶在60℃時活性最強自變量因變量5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)溫度對酶活性的影響試管編號

1

1′

2

2′

3

3′2%淀粉酶2ml2ml2ml3%可溶性淀粉2ml2ml2ml水浴3分鐘冰水

60℃沸水對應試管混合均勻水浴5分鐘冰水

60℃沸水滴加碘液

2滴

2滴

2滴預期結果藍色不變藍藍色實驗結果藍色不變藍藍色實驗結論淀粉酶在60℃時活性最強自變量因變量5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)在一定范圍內，隨著溫度的升高，酶的活性逐漸增強；達到最適溫度時，酶的活性最高；超過最適溫度時，隨著溫度的繼續升高，酶的活性逐漸下降。酶活性受溫度影響示意圖溫度過高會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活v/mmolT5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)pH對酶活性的影響5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)影響酶活性的因素：如PH值5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)pH對酶活性的影響試管編號

1

2

3

2％淀粉酶

1ml

1ml

1ml

pH蒸餾水1mLNaOH1mLHCL1mL3％可溶性淀粉2ml2ml2ml

搖勻混合，放置在60℃水浴中反應5min滴加碘液2滴2滴2滴預期結果不變藍藍色藍色實驗結果結論淀粉酶在中性條件中活性最強自變量因變量5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)pH對酶活性的影響試管編號

1

2

3

2％淀粉酶

1ml

1ml

1ml

pH3％可溶性淀粉

斐林試劑預期結果實驗結果結論蒸餾水1mL5%NaOH1mL5%HCL1mL2ml2ml2ml1mL搖勻混合，放置在60℃水浴中反應5min磚紅色沉淀無磚紅色沉淀無磚紅色沉淀淀粉酶在中性條件中活性最強1mL1mL搖勻混合，60℃水浴1min自變量因變量5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)υ/mmol.s-1最適pH0pH酶活性受pH影響示意圖一般地，動物體內的酶最適pH在6.5－8.0之間；但是胃蛋白酶的最適pH為1.5;

植物體內的酶最適pH在4.5－6.5之間；pH對酶活性的影響酶促反應速率最快時的環境pH稱為該酶促反應的最適pH。PH過高、過低酶失活5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)

高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性的影響其本質相同嗎？不同，過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結構遭到破壞，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。5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)酶的特性：具有高效性具有專一性作用條件較溫和要有合適的溫度要有合適的pH總結：比較過氧化氫酶和Fe3＋的催化效率淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用

溫度對淀粉酶活性的影響pH對過氧化氫酶活性的影響

5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)本節小結酶在細胞代謝中的作用酶的本質酶的特性活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質，少數酶是RNA。降低化學反應的活化能高效性比較過氧化氫酶和Fe3＋的催化效率專一性淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用作用條件溫和：適宜的溫度和PH值5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)3.如果實驗失敗了，應該怎樣做？檢查實驗步驟是否出錯，重復實驗。思考：1.課本建議用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響，用過氧化氫酶探究pH對酶活性的影響，為什么？因為溫度對唾液淀粉酶活性的影響較大，pH對過氧化氫酶的影響較大。這樣做實驗的現象才明顯。2.在測定淀粉酶的專一性時，為什么要用到蔗糖溶液？7設置對照實驗。5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)★影響酶促反應速率的因素：1、溫度3、酶的濃度：反應速率隨酶濃度的升高而加快。4、底物濃度：在一定濃度范圍內，反應速率隨底物濃度的升高而加快，但達到一定濃度，反應速率不再變化酶促反應速率酶的濃度酶促反應速率底物濃度酶量一定2、pH5.1降低化學反應活化能的酶(含形象動畫)課堂練習：1.人在發高燒時，常常食欲大減，最根本的原因是