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1、第5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,讨论：,（1）这个实验要解决什么问题？(提出问题),（2）实验中为什么要把肉块放入金属笼内？(设计实验、观察现象),（3）是什么物质使肉块消失了？对此，你会作出怎样的推测?（作出假设）,（4）通过上述实验得出什么结论？,推论：胃内含有消化肉块的某种物质。 如何证明这种物质的存在？ 推敲：金属小笼的作用？ 结论：,胃具有化学性消化的功能。,谁在起作用呢？,斯帕兰札尼实验,成分：蛋白酶0.2%，清洁剂15%。 用法：洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内一段时间，使用温水3040效果最佳。切勿用60 以上的热水。 注意：切勿用于丝质及羊
2、毛衣料；用后须彻底清洗双手。,探究,一般洗衣粉不易清除衣物上的奶渍,但加酶洗衣粉可以。某加酶洗衣粉包装袋上印有以下资料:,1.通过对照实验，掌握酶催化代谢反应的实质及特征。（重、难点） 2.阅读资料分析，阐述酶的本质。 3.通过实验探究，学会控制实验变量及设计对照实验。（重、难点）,细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的基础。,2H2O2,2H2O+O2,一、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,2mL,2mL,2mL,2mL,3%,3%,3%,3%,常温,90,FeCl3,肝脏研磨液,2滴清水,2滴清水,2滴,2滴,不明显,少量,较多,大
3、量,不复燃,不复燃,变亮,复燃,过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样,反应条件,对照组,实验组,实验讨论：,1、与1号试管相比，2号试管出现什么不同现象？这一现象说明什么？,2、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？,答：2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。,答：不能,3、3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？,答：说明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。,4、3号和4号试管相比，哪支试管反应速率快？ 这说明什么？,答：4号试管的反应速率比3号试管快得多。,答：细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应
4、，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。,5、为什么说酶对于细胞反应的顺利进行至关重要？,说明：过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。,实验讨论：,酶的作用机理,活化能：,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。,为什么在酶的催化作用下,过氧化氢的分解速度加快了呢？,同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，催化效率更高。,反应物,产物,活化能,反应进程,能量,.,.,无机催化剂,酶,无催化剂,讨论：,1.巴斯德和李比希的观点 各是什么？有什么积极意义？各有什么局限性？ 2.巴斯德和李比希出现
5、争论的原因是什么？这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？,关于酶本质的探索：阅读教材P81资料分析，总结各位科学家在“酶的本质”的探索过程中做出了哪些贡献。,毕希纳实验,3.从毕希纳实验中可以得出什么结论？,4.萨姆纳研究的是哪种酶？你认为他成功的主要原因是什么？,5.切赫和奥特曼有什么新发现？,6.酶的本质是什么？,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 某些物质有关,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RNA也具有催化功能,酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。,其中绝大多数酶是蛋
6、白质，少数是RNA。,酶的来源,酶的作用,酶的化学成分,降低 活化能,二、酶的本质,思考：酶被分解的产物是什么？ 怎样设计实验证明酶的本质？,【对点训练】甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理， 酶活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误 的是( ) A.甲酶不被该种蛋白酶降解 B.甲酶不可能是具有催化功能的RNA C.乙酶的化学本质为蛋白质 D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变,B,解题指南：通过图中蛋白酶对两种酶的作用结果来判断两种酶的化学本质。,三、酶的特性,少量肝脏 研磨液,比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率。,肝脏必须是新鲜的。,三氯化 铁溶液,1,2,1,2,1.酶的高效性,为什么2
7、号试管的反应速率比1号试管快得多？,提示：酶有催化作用，催化效率高于无机催化剂。,曲线模型,哪一条是加酶的曲线？,A,B,催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。,生物酶牙膏中的淀粉酶能水解所有的残渣吗？,如何设计实验验证呢？请利用所给的实验材料设计实验。,实验材料：质量分数为2%的淀粉酶 （其最适温度在60左右）溶液，质量 分数为3%的可溶性淀粉溶液。新鲜的 质量分数为20的肝脏研磨液，3 的过氧化氢溶液。,方案：同一种酶+不同的底物 淀粉酶+淀粉 淀粉酶+过氧化氢,将全班分为四个大组，进行实验。,加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部分浸入60左右的热水中，反应5min,2
8、号试管中加入2mL 蔗糖溶液,加入斐林试剂,振荡,约60水浴2min,1号试管中加入2mL淀粉溶液,白色,无变化,棕色,砖红色沉淀,淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。,探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,2.酶的专一性,能改用碘液来检测吗？为什么？,提示：不能使用碘液，因为碘液可以检测淀粉是否能被分解，但是不能检测蔗糖是否被分解。,专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应,酶的专一性有什么意义？,如果一个条形码不是专一的开一个柜子，有何后果？,酶专一性意义：细胞代谢能够有条不紊地进行。,为什么多酶片不能与酸性药物同服，也不能用热开水冲服呢？人体的不同部位的消化液pH不同，各种消化酶在不同
9、的部位都能发挥作用吗？,探究影响酶活性的条件,探究实验的一般程序：,提出问题,1,作出假设,2,设计实验,3,分析结果，得出结论,5,进行实验,4,表达交流,6,进一步探究,7,洗衣小贴士： 不宜用60及 以上的热水直 接溶解洗衣粉,酶的活性是否受pH、温度等的影响,酶的活性受pH、温度等的影响,我们探究的问题,1,我们作出的假设,2,底 物： 质量分数3的可溶性淀粉溶液 质量分数3的H2O2溶液 酶溶液： 淀粉酶溶液（适宜温度60左右） 新鲜的肝脏研磨液（含H2O2酶）,选 择 材 料,（酸能促进淀粉分解）,（高温下H2O2分解加快）,设 计 实 验,3,1.你所设计实验的自变量是什么？如何
10、控制？对照组怎样设置（至少设置几组）？底物与酶何时混合，控制变量之前还是之后？ 2.实验的因变量是什么？怎样观察和检测因变量？能用斐林试剂检测淀粉酶的水解吗？ 3.无关变量有哪些？如何进行控制？,问题探讨,pH对酶活性的影响（以H2O2为底物）,自变量： 因变量： 检测： 无关变量：,自变量： 因变量： 检测： 无关变量：,温度对酶活性的影响 （以淀粉为底物）,pH不同,酶活性,相同时间内H2O2分解产生气泡的量。,温度，底物量及浓度，酶量，反应时间等。,温度不同,酶活性,碘液检测观察各试管中颜色的深浅。,pH，底物量及浓度，酶量，反应时间等。,分组进行实验,4,按实验方案进行操作，仔细观察，
11、 认真记录实验结果。,分析结果，得出结论,5,1.哪支试管中酶的活性最高？ 2.实验结果与你的预期结果一致吗？,探究温度对淀粉酶活性的影响,变蓝,不变蓝,变蓝,酶的活性受温度的影响,表达 交流 并进 一步 探究,高温和低温下的酶恢复到正常温度， 以及pH由过酸过碱恢复到中性， 酶的活性是否能够恢复？为什么？,小组讨论作出假设，根据已做 的实验，设计实验。,试管1蓝色消失，试管3仍为蓝色,温度由低温恢复到最适温度，酶的 活性恢复； 温度由高温恢复到最适温度，酶的 活性不能恢复,两支试管都没有产生大量气泡,过酸、过碱环境下酶的活性不能恢复,为什么在过酸、过碱或高温下，酶的活性 不能恢复，而低温下酶
12、的活性能恢复？,请同学们根据蛋白质的特性，阅读 课本第85页内容，回答问题。,1.具有高效性 2.具有专一性 3.作用条件较温和 要有合适的温度 要有合适的pH,比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 温度对淀粉酶活性的影响 pH对过氧化氢酶活性的影响,酶的特性,B点对应的温度表示： AB段表示： BC段表示：,酶的最适温度,超过最适温度后，随温度上升，酶活性下降。,在一定温度范围内，随温度升高，酶活性上升。,1.温度,四、影响酶促反应速率的因素：,温度过高时，导致酶的空间结构遭到破坏，使酶永久性失活。 低温时，酶活性降低，给以适宜温度，可恢复活性,每种酶都有自己的 最
13、适温度,1.动物：3540之间 2.植物：4050之间 3.细菌、真菌体内的酶最适温度差别较大，有的高达70,C,B,A,B点对应的pH表示： AB段表示： BC段表示：,酶的最适pH,超过最适pH后，随pH上升，酶活性下降。,在一定pH范围内，随pH上升，酶活性上升。,2.pH,在过酸过碱的条件下， 都会使酶的空间结构 遭到破坏而失去活性,思考： 高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响本质相同吗？,不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。,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
14、速率不再变化。,4.底物浓度,反应速率不再增加的限制因素是什么？,3.酶的浓度,酶的浓度：底物充足时反应速率随酶浓度的升高而加快。,【对点训练】关于温度对酶活性影响的叙述, 错误的是() A.不同酶的最适温度可能相同 B.随着温度降低,酶促反应的活化能下降 C.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存 D.高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果,B,(1)温度能影响酶的活性,最适温度时酶的活性最高。 (2)高温使酶变性失活,低温使酶活性降低,但不失活,可用于酶的保存。,【警示】 实验中温度和pH的控制 在设计酶需要适宜的温度和pH的实验中，每一组实验都必须事先将底物、酶液分别处理到各自所需要控制的温度和
15、pH，使反应一开始便达到预设温度和pH，减小实验误差。若先将底物与酶液混合后再控制温度和pH，则会由于酶的高效性，导致酶促反应在达到所控温度和pH条件前发生。,酶的概念 酶的作用原理 酶的本质 酶的作用特性,a.具有高效性 b.具有专一性 c.作用条件较温和,1关于酶的特性，下列表述中错误的是（ ） A.酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物 B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变 C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响 D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力,D,2.下列关于酶的叙述，不正确的是（ ） A.绝大多数酶的化学本质是蛋白质 B.能够催化脂肪酶水解的酶是脂肪酶 C.酶的催化效率
16、高是因为其降低活化能的作用显著 D.酶催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的,B,考察酶的特性及其本质,3.(2016全国卷)若除酶外所有试剂已预保温,则在 测定酶活力的实验中,下列操作顺序合理的是() A.加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段 时间后检测产物的量 B.加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段 时间后检测产物的量 C.加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段 时间后检测产物的量 D.加入底物计时加入酶加入缓冲液保温一段 时间后检测产物的量,C,4.下图纵轴为酶反应速率，横轴为底物浓度，其中能 正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速率关系 的是( ),B,5.(2016全国卷)为了研究温度对某种酶活性的影响,设置三个实验组:A组(20)、B组(40)和C组(60),测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同),结果如图。回答下列问题:,(1)三个温度条件下,该酶活性最高的是组。 (2)在时间t1之前,如果A组温度提高10,那么A组酶催化 反应的速度会。 (3)如果
