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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,1课时 酶的作用和本质,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？,鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化？,胃内的化学物质将肉块分解了,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。,巴斯德之前,发酵是纯化学反应，与生命活动无关,巴斯德,发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用,引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用,毕希纳,酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样,萨姆
2、纳,酶是蛋白质,李比希,切赫、奥特曼,少数RNA也具有生物催化功能,一、酶的本质,讨论,1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性?,2.从毕希纳的实验可以得出什么结论？,毕希纳的实验说明，酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。,3.萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原因是什么？,萨姆纳历时9年用正确的科学方法，坚持不懈、百折不饶的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。,4.请给酶下一个较完整的定义。,绝大多数酶是蛋白质,少数的酶是RNA。,酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。,
3、来源,功能,本质,酶的概念:,C,COOH,H,N,R1,R2,O,H,H,C,NH2,C OH,H,+,R1,C,NH2,C,H,O,COOH,C,H,N,R2,H,对于细胞来说，能量的获得和利用都必须通过化学反应，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。 细胞内的化学反应大都需要在一种特殊的催化剂酶的催化下才能顺利地进行，因此，细胞代谢实质上是细胞内高度有序的酶促反应的总称。,二、细胞代谢,三、酶在细胞代谢中的作用,1、常温下反应2、加热3、Fe3+做催化剂4、过氧化氢酶,2 H2O2 2 H2O + O2,比较过氧化氢在不同条件下的分解,2号试管
4、,1号试管,2号试管,1号试管,2号试管,3号试管滴加2滴FeCl3,4号试管滴加2滴肝脏研磨液,1和2比较：,加热能加快H2O2分解,1和3、1和4比较：,Fe3+和过氧化氢酶具有催化作用,3和4比较：,过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多,关于实验设计的基础知识,实验对象：指在实验中要接受某种因素处理的实验材料 。,自变量：人为改变的变量叫做自变量。,因变量：随着自变量的变化而变化的变量。,无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果照成影响，这些变量称为无关变量。,变量：指在实验过程中可以变化的因素。,对照实验：除了一个因素外，其余因素都保持相同的实验。对照试验一
5、般要设置对照组和实验组。,对照组：不经自变量处理。空白对照，自身对照，相互对照。,实验组：经过自变量处理。,复燃,大量,8滴,比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,2ml,2ml,2ml,2ml,常温,90,常温FeCl3,常温肝脏研磨液,2滴清水,2滴清水,2滴,2滴,不明显,少量,较多,大量,不复燃,复燃,复燃性较强,复燃性更强,过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样，在酶的作用下分解最快。,反应条件,对照组,实验组,8滴,大量,复燃性更强,对照原则:设计对照实验,既要有对照组又要有实验组。,单一变量原则：在对照实验中,除了要观察的变量发生变化外,其他变量都应保持相同。 等量原则：各组加入的试
6、剂要等量,实验设计原则:,注意事项：1.为什么要选用新鲜配制的过氧化氢溶液？ 放置久了，过氧化氢会分解为水和氧气。2.为什么要选用新鲜的肝脏？ 过氧化氢酶是蛋白质，如果取材过早，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在细菌的作用下分解，是组织中酶的数量减少且活性降低。3.为什么将猪肝制成研磨液？ 加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。4.滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能否用一只滴管？ 不能,18,各条件使反应加快的本质是什么呢？,分子的常态：,不活跃，不易发生化学反应。,分子的活跃态：,易发生化学反应。,常态的分子如果获得能量可转变为活跃态分子。分子由常态转变为活
7、跃态所需要的能量叫做活化能。,加热使部分过氧化氢分子获得能量转变为活跃态而分解，所以加热可以加快过氧化氢的分解。,酶并没有给分子提供能量，而是降低了分子的活化能。,加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道,加热加压相当于给汽车加大油门,正是由于酶的高效催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。,各条件使反应加快的本质： 加热： Fe3+： 酶：,提高分子的能量,降低化学反应的活化能,更显著地降低化学反应的活化能,同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。,2课时 酶的特性,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,比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率,
8、1、酶具有高效性,酶的高效性保证了细胞内 化学反应的顺利进行 能量供应的稳定,酶的催化效率是无机催化剂的1071013 倍,1、酶具有高效性,酶具有高效性的意义：,2、酶具有专一性,每一种酶只能催化一种或一类化学反应,蛋白酶，淀粉酶，蔗糖酶，肽酶，麦芽糖酶 ,由这些酶的名字你能想到什么吗？设计一个实验来验证一下你的推测,加入淀粉酶2mL，振荡，试管下半部浸入60左右的热水中，保温5min,2mL蔗糖溶液,加斐林试剂,振荡,水浴加热1min,2mL淀粉溶液,蓝色,无变化,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、酶具有专一性,每一种酶只能催化一
9、种或一类化学反应,细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行，与酶的专一性是分不开的。,目前发现的酶有4000多种,它们分别催化不同的化学反应。,A,酶专一性的原因：,1号试管,2号试管,3号试管,加入淀粉酶2滴，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,3、酶的作用条件较温和,以上设计有两点错误:一是加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则;二是试剂加入的顺序错误2、3步应互换。,以上设计是否有错误？,每种酶都有自己的最适温度,动物
10、：35-40摄氏度植物：40-50摄氏度细菌、真菌 ：差别较大,低温抑制酶活性。（不会破坏酶的空间结构，升高到适宜温度，酶活性可以恢复）,高温使酶失活。（会破坏酶的空间结构，酶活性不能恢复）,1号试管,2号试管,3号试管,加入过氧化氢酶2滴，振荡23min,试管各加入2mL过氧化氢溶液,无明显变化,pH7,pH=12,pH2,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,过氧化氢酶,在最适合的pH下，酶的活性最高,动物体里的酶最适PH大多在6.5-8.0之间。（但胃蛋白酶为1.5，胰液中的酶为8-9）植物体里的酶最适PH大
11、多在4.5-6.5之间,过酸、过碱的，会使酶的空间结构遭到破坏,蛋白质变性，使酶永久失活。,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,4、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。,酶量一定,2、pH,酶促反应速率的指标：单位时间内产物的生成量、底物的消耗量、底物的剩余量。,5、酶的活性与酶促反应
12、速率的相关曲线分析1).表示酶高效性的曲线(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。,2).酶浓度对酶促反应速率的影响曲线,(1)图甲说明：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶浓度与酶促反应速率成正比。,(2)图乙说明：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。,3).反应底物浓度对酶促反应速率的影响曲线,(1)加入酶A时，一定范围内随底物浓度的增加反应速率增加， 当底物浓度超过一定范围后反应速率不再改变。(2)酶A会促进酶促反应的进行，而酶B不会，说明酶具有专一性。,4).pH
13、和温度对酶活性的影响曲线,丙图说明：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。,1.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是 A.所吃食物不能消化 （ ） 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 2.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是（ ）A.pH不适合B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用D.小肠中没有蛋白质可被消化,巩固练习,3.能够使唾液淀粉酶水解的是（ ）A.淀粉酶 B.脂肪酶C.蛋白酶 D.肽酶 4.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（ ）A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物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,5.加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：（1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的 奶渍和血渍？（2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？（3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些 衣料？（ ） A.化纤 B.纯毛 C.纯棉 D.真丝（4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中 还可以加入什么酶？,B D,脂肪酶,
