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1、第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用 第第1 1节节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶 问题探讨问题探讨 1 这个实验要 解决什么问题 2 是什么物质 使肉块消失了 3 怎样才能证 明你的推测 一 酶的发现 发酵是纯化学反应 与生命活动无关 发酵与整个细 胞的活动有关 发酵与细胞中 某种物质有关 酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用 酶是蛋白质 巴斯德之前 巴斯德李比希 毕希纳 萨姆纳 少数酶是RNA 切赫 奥特曼 二 酶的本质 大部分酶是蛋白质 少部分酶是RNA 三 酶的定义 酶 是活细胞产生的具有催化作用 的有机物 其中绝大多数酶是蛋白质 相关知识 l动物 或
2、者人 体内不同部位的消化酶 如唾 液淀粉酶 胃蛋白酶 胰蛋白酶 肠肽酶等 的 消化对象和作业环境 恒温 不同PH值 l目前已发现的酶有4000多种 它们分别催化不 同的化学反应 l加酶洗衣粉的制成与效用 温水 适用于不同 的衣物 l固氮微生物的生物固氮作用 固氮酶 27 中性PH值 l 酶如何在细胞中发挥作用 四 酶在细胞代谢中的作用 1 合成有用物质 2 分解有害物质 CCOOH H NR1 R2 O H H C NH2 C OH H R1 C NH2 C HO COOHC H N R2H 细胞中每时每刻都进行着许多细胞中每时每刻都进行着许多 化学反应 统称为化学反应 统称为 细胞代谢细胞代
3、谢 酶的作用 酶的作用 参与细胞代谢 催化化学反应 参与细胞代谢 催化化学反应 实验目的 实验目的 通过比较过氧化氢在不同条件下分解通过比较过氧化氢在不同条件下分解 的快慢 了解酶的作用和意义 的快慢 了解酶的作用和意义 2 H2O2 2 H2O O2 1 常温下反应 2 加热 3 Fe3 做催化剂 4 过氧化氢酶猪肝研磨液 加入试管直接观察 酒精灯加热 滴加FeCl3溶液 四 酶在细胞代谢中的作用 步骤步骤 试管编号试管编号 说明说明 1 1 2 2 3 3 4 4 一一 二二 结结 果果 结论结论 比较过氧化氢在不同条件下的分解速率比较过氧化氢在不同条件下的分解速率 2ml 2ml 2ml
4、 2ml 3 3 3 3 常温常温90 FeCl 3 肝脏研肝脏研 磨液磨液 2 2滴清水滴清水 2 2滴清水滴清水 2 2滴滴2 2滴滴 不明显不明显少量少量较多较多大量大量 不复燃不复燃 不复燃不复燃变亮变亮复燃复燃 过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解 速率不一样速率不一样 反应条件反应条件 自变量 因变量 无关变量 变量 H H2OO2 浓度 剂量剂量 剂量剂量 气泡产生气泡产生 卫生香燃烧卫生香燃烧 步骤步骤 试管编号试管编号 说明说明 1 1 2 2 3 3 4 4 一一 HH2OO2 浓度 剂量剂量 二二 剂量剂量 结结 果果 气泡产生气泡产生 卫生香燃烧卫生香燃
5、烧 结论结论 比较过氧化氢在不同条件下的分解速率比较过氧化氢在不同条件下的分解速率 2ml 2ml 2ml 2ml 3 3 3 3 常温常温90 FeCl3 肝脏研肝脏研 磨液磨液 2 2滴清水滴清水 2 2滴清水滴清水 2 2滴滴2 2滴滴 不明显不明显少量少量较多较多大量大量 不复燃不复燃 不复燃不复燃变亮变亮复燃复燃 过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解 速率不一样速率不一样 反应条件反应条件 自变量 因变量 无关变量 对照实验 对照组实验组 各条件使反应加快的本质 加热 提高分子的能量 Fe3 降低化学反应的活化 能 酶 更显著地降低化学反应的活化能 四 酶在细胞代谢中
6、的作用 正是由于酶的催化作用 细胞代谢正是由于酶的催化作用 细胞代谢 才能在温和的条件下快速进行 才能在温和的条件下快速进行 分子从常态转变为容易发生化学反应的 活跃状态所需要的能量称为活化能 五 酶的特性 3443 少量肝脏 研磨液 1 高效性 过氧化氢酶比Fe3 的催化效率 活性 高得多 酶的催化效率是无机催化剂的107 1013倍 步骤试管1试管2 12ml可溶性淀粉2ml蔗糖溶液 22ml新鲜淀粉酶溶液 振荡 60 水浴保 温5min 32ml斐林试剂 边加边轻轻振荡 4水浴煮沸1min 结果 出现砖红色沉淀无砖红色沉淀 2 专一性 五 酶的特性 酶的专一性 指一种酶只能催化一种 化合
7、物或一类化合物的化学反应 3 酶的作用条件较温和 五 酶的特性 1 温度影响酶的活性 2 PH值影响酶的活性 娇气的酶 酶一般在比较温和的条件下催化 化学反应的进行 酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促 反应的最适温度 0 最适温度 t mmol s 1 酶活性受温度影响示意图 1 温度对酶活性的影响 动物 35 40摄氏度 植物 40 50摄氏度 细菌 真菌 差别较大 在最适温度的两侧 反应速率都比较 较高的温度容易使酶的 遭到破坏 蛋白质变性 而失去 低温不会使酶失去活性 低 活性 空间结构 1号试管淀粉溶液 实验 步骤 一 二 三 四 实验现象 结论 2号试管3号试管 加入淀粉酶2滴
8、振荡 试管各加入2mL淀粉溶液 蓝色 保持0 冰水中 约5min 加热至100 约5min 加热至60 约5min 各加入两滴碘液振荡 无明显现象 只有在一定温度下酶的催化效率最好 蓝色 探究温度对淀粉酶活性的影响 1 温度对酶活性的影响 mmol s 1 最适pH 0 pH 酶活性受pH影响示意图 2 pH对酶活性的影响 酶促反应速率最快时的pH称为该酶促反应 的最适pH 动物体里的酶最适PH大多在 6 5 8 0之间 胃蛋白酶为1 5 胰液中的酶为8 9 植物体里的酶最适PH大多在 4 5 6 5之间 空间结构在过酸过碱的条件下 都会使酶的 遭到破坏 蛋白质变性 酶失去 活性 1号试管 过
9、氧化氢 溶液 实验 步骤 一 二 三 四 实验现象 结论 2号试管3号试管 加入过氧化氢酶2滴 振荡2 3min 试管各加入2mL过氧化氢溶液 无明显变化 pH 7pH 12pH 2 将带火星的卫生香分别放入试管中 只有在适合的pH下酶的催化效率最好 复燃无明显变化 探究pH对过氧化氢酶活性的影响 2 pH对酶活性的影响 影响酶促反应速率的因素 1 温度 3 酶的浓度 反应速率随 酶浓度的升高而加快 4 底物浓度 在一定浓度 范围内 反应速率随浓 度的升高而加快 但达 到一定浓度 反应速率 不再变化 酶促反应速率 酶的浓度 酶促反应速率 底物浓度 酶量一定 2 pH 小结 酶的特性 酶的高效性
10、 酶的专一性 每一种酶只能催化一种 化合物或一类化合物的 化学反应 酶的催化效率是无机催 化剂的107 1013倍 酶需要适宜的条件 习题 人在高烧时 常常食欲大减 最根本原因是 A太累 B胃没有排空 C体温超过合适温度 消化酶的活性下降 D吃药使人没有了胃口 胃蛋白酶进入小肠后就几乎没有了催化作用 主要 原因是 A pH不合适 B 在胃里发挥了作用 不能再继续起作用了 C 被小肠内的物质包裹起来 不能起作用了 D 小肠内没有蛋白质可被消化 习题 通常胃液的pH约为1 4左右 在测定胃蛋白 酶活性时 将溶液pH由10降到1的过程中 胃蛋白酶的活性将 A不断上升 B没有变化 C先升后降 D先降后升
