5.1_降低化学反应活化能的酶1

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1、第五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、酶的作用1、斯帕兰札尼对鹰的消化研究1783年，意大利科学家斯帕兰札尼设计了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间他把小笼子取出来发现笼内的肉块消失了。讨论一：这个实验要解决什么问题？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？答：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化答：是胃内的化学物质将肉块分解了答：收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。思考叶绿体的生理功能是

2、什么？光合作用叶绿体：CO2+H2O（CH2O)+O2光能酶思考线粒体的生理功能是什么？线粒体:C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量氧气酶有氧呼吸作用思考核糖体的生理功能是什么？合成蛋白质核糖体：氨基酸多肽酶缩合脱水核糖体叶绿体：CO2+H2O（CH2O)+O2光能酶线粒体:C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧气酶核糖体：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，统称为细胞代谢实验原理：过氧化氢酶和Fe3+能催化过氧化氢形成水和氧。2H2O2

3、2H2O+O2？比较过氧化氢在不同条件下的分解速率实验器材：3.5％的氯化铁溶液，20％的新鲜肝脏研磨液，3%的过氧化氢溶液，卫生香，……目的要求:通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢,了解过氧化氢酶的作用和意义一、酶的作用和本质：酶在细胞代谢中的作用比较过氧化氢在不同条件下的分解2H2O22H2O+O2质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液1滴质量分数为3.5%的氯化铁溶液1滴生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1无机催化剂：Fe3+Fe3+的相对数量：25万催化剂3%的H2O2水浴FeCl3肝脏

4、研磨液2mL2mL2mL2mL90℃2滴2滴现象试管内液面的上方点燃的卫生香比较过氧化氢在不同条件下的分解速率卫生香气泡不明显少量最多快速复燃步骤1234较多复燃1）与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？2号试管，加热能促进H2O2的分解,提高反应速率；2）3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率，3）3号试管和4号试管相比，4号试管中的反应速率快,这说明了什么？过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高

5、得多，试一试对现象的分析结论：1、酶有催化作用2、与无机催化剂相比酶具有高效性实验的注意事项：1必须用新鲜肝脏做实验材料。2实验使用肝脏的研磨液时,加大肝脏内过氧化氢酶与试管中过氧化氢分子的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。3不能共用一个试管吸取肝脏研磨液和氯化铁溶液。4过氧化氢有腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。5观察产生氧气多少的途径：一、观察产生气泡的数目的多少。二、用无火焰的卫生香来鉴定，氧气多会使无火焰的卫生香复燃。说明：1、加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率；2、FeCl3中的Fe3+

6、和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率；3、过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多；细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。提高化学反应速率的途径：(1)用加热或光照给反应体系提供能量。(2)使用催化剂。那么，为什么使用催化剂可以提高反应速率呢？1molH2O2由常态变为活跃的状态时需要吸收75KJ的热量，这75KJ就是每molH2O2的活化能。但加入过氧化氢酶时，H2O

7、2只要吸收29KJ的热量就可以转变为活跃的状态。少了的46KJ的热量是不是由过氧化氢酶提供的呢？如果不是由过氧化氢提供的，那么如何解释为何少了46KJ的热量呢？思考：2.作用机理：分子初态活化能活跃状态催化剂可以降低化学反应的活化能，从而使活化分子数增多，反应速度加快，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越性——酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。正是酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。1、催化剂（无机催化剂、酶）没有供给能量，而是降低反应的活化能，促进反应进行，缩

8、短完成时间，本身不被消耗，反应结果与没有催化剂一致。2、无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。控制变量变量：实验过程中可以变化的因素自变量：其中人为改变的变量。如：2号90度水浴加热3号加两滴氯化铁4号加肝脏研磨液因变量：随着自变量的变化而变化的量如：实验中的过氧化氢的分解率（用产生氧的气泡多少来表示）无关变量：除了自变量外。实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验造成影响，这些变量称为无关变量。如：加入过氧化氢量实验室的温度氯化铁和肝脏的研磨