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1、第五章第五章 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：降低化学反应活化能的酶节：降低化学反应活化能的酶教学目标：1、说明酶在细胞代谢中的作用、本质及特性。2、通过进行有关实验，学会控制自变量，观察和 检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。 3、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认 同科学是在不断的探索和争论中前进的。讨论：讨论：1.17831.1783年斯帕兰札尼年斯帕兰札尼 的实验要解决什么问的实验要解决什么问 题？题？2.2.是什么物质使肉块是什么物质使肉块 消失了？消失了？3.3.怎样才能证明你的怎样才能证明你的 推测？推测？是否只有物理性消化， 没有化学性消
2、化胃内的化学物质收集胃内的化学物质，看 看这些物质在体外是否能 将肉块分解。回顾：叶绿体：CO2+H2O （CH2O) +O2光能酶线粒体: C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量氧气酶核糖体： 氨基酸 多肽 缩合脱水酶细胞代谢 ：细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着 的许多化学反应，统称为细胞代谢。思考：思考：化学中要想使一个化学反应顺 利进行，一般怎样处理（反应条件)？ 加热、催化剂细胞代谢中的 又是什么呢？一、酶在细胞代谢中的作用：比较比较过氧化氢过氧化氢在不同条件下的分解在不同条件下的分解实验目的：了解过氧化氢酶的作用和意义实验原理：H2O2 H2O + O2探究实验步
3、骤步骤试管编号试管编号 说明说明1 12 23 34 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烧结论结论2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温9090FeCl3FeCl3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实验操作 ：对照实验：除了一个因素以外，其余因素都 保持不变的实验。人为改
4、变的变量随着自变量的变化而变化的变量。指与自变量同时影响因变量的变化、 但与研究目的无关的变量。和1号试管相比， 2号试管出现什么不同的现象？ 这一现象说明什么？加热能促进过氧化氢分解在细胞内,能通过加热来提高反应速率吗?不能，温度过高会造成生物的细胞死亡3号和4号试管未经加热，也有大量的气泡产生， 这说明什么？Fe3+和过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解,起催 化作用3号和4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？ 这说明什么？过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高的多 与无机催化剂相比，与无机催化剂相比， 能显著降低化学反能显著降低化学反 应，应， 催化效率更高。催化效率更高。能量能量酶酶 使使 活活
5、化化 能能 降降 低低有酶的催化有酶的催化活化能：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称为活化能活化能没有酶催化没有酶催化反应过程反应过程结论：结论：酶能催化生物化学反应，催化效率比 无机催化剂高得多。研究发现，酶的催化效率 是无机催化剂催化效率的1071013倍。因此 ， 。表 在20 测得的过氧化氢分解的活化能条件活化能/kJmol-1没有催化剂催化 用Fe3+催化用过氧化氢酶催化754329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关于酶本质的探索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
6、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来源功能化学本质多数是蛋白质类化合 物，少数是RNA。活细胞产生的催化作用 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物二、酶的本质2、酶的其他特性？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1、酶具有高效性酶的催化效率是无机催化剂的1071013 倍三、酶的特性探究淀粉酶对探
7、究淀粉酶对淀粉淀粉和和蔗糖蔗糖的水解作用的水解作用原理：原理：淀粉淀粉和和蔗糖蔗糖都是都是非还原性糖非还原性糖，淀粉在酶，淀粉在酶 的催化作用下能水解为的催化作用下能水解为麦芽糖麦芽糖和和葡萄糖葡萄糖。蔗糖蔗糖 在酶的催化作用下能水解为在酶的催化作用下能水解为葡萄糖和果糖葡萄糖和果糖。麦。麦 芽糖、葡萄糖、果糖均属芽糖、葡萄糖、果糖均属还原性糖还原性糖。还原性糖。还原性糖 能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红 色的沉淀。色的沉淀。三、酶的特性提出问题 做出假设 设计实验 进行实验分析结果、得出结论。淀粉溶液蔗糖溶液实实 验验 步 骤骤一二三实实 验验
8、 现现象 结结 论论加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60 左右的热水中，反应5min2号试管中加入2mL 蔗糖溶液加入斐林试剂 振荡约60水浴2min1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探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用v每一种酶只能催化 化学反应。v细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 是分不开的。酶具有专一性一种或一类 专一性锁和钥匙学说从上面进行的实验我们看出进行实验需要一 定的条件，比如唾液淀粉酶37左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶 的
9、活性？酶活性：酶活性：酶对化学反应的酶对化学反应的催化效率催化效率。1号试管淀粉溶液实验实验 步骤骤一二三四实验现实验现 象结论结论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 反应约5min水浴375min水浴60， 反应约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只有在一定温度下酶的催化效率最好不变蓝探究温度对唾液淀粉酶活性的影响探究温度对唾液淀粉酶活性的影响自变量因变量在最适温度的两侧，反应速率都比较 较高的温度容易使酶的 遭到破坏 而失去 。每种酶都有自己的低活性最适温度空间结构最适温度时，酶的活 性最高；1号试管过过氧化 氢氢
10、溶液实验实验 步骤骤一二三实验现实验现 象 结论结论2号试管3号试管试管各加入2mL过氧化氢溶液无明显变化蒸馏水1mL5%NaOH溶液1mL5%HCL溶液1mL各加入几滴过氧化氢酶溶液，23min后 将点燃的卫生香分别放入试管中只有在适合的只有在适合的pHpH下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好复燃无明显变化探究探究pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响自变量因变量过氧化氢酶在最适合的pH下， 酶的活性 最高空间结构在过酸过碱的条件下，都会使酶的 遭 到破坏而失去 。活性超过最适pH时，随 着pH的继续升高， 酶的活性逐渐下降。高温、低温、过酸和过碱对酶活性 的影响其本质相同吗？
11、不同，过酸、过碱或温度过高，会不同，过酸、过碱或温度过高，会 使酶的使酶的空间结构遭到破坏空间结构遭到破坏，使酶永久失，使酶永久失 活；活；低温使酶活性明显下降低温使酶活性明显下降，但在适宜，但在适宜 温度下其活性可以恢复。温度下其活性可以恢复。酶的特性： 具有高效性具有专一性作用条件较温和要有合适的温度要有合适的pH总结：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在细胞代谢 中的作用酶的本质酶的特性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，少数酶是RNA。降低化学反应的活化能高效性 比较过氧化氢酶和Fe3
12、的催化效率专一性 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用作用条件温和： 适宜的温度和PH值3.3.如果实验失败了，应该怎样做？如果实验失败了，应该怎样做？检查实验步骤是否出错，重复实验。检查实验步骤是否出错，重复实验。思考：1.1.课本建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响课本建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响 ，用过氧化氢酶探究，用过氧化氢酶探究pHpH对酶活性的影响，为什对酶活性的影响，为什 么？么？ 因为温度对唾液淀粉酶活性的影响较大，pH对过氧 化氢酶的影响较大。这样做实验的现象才明显。2.2.在测定淀粉酶的专一性时，为什么要用到蔗糖在测定淀粉酶的专一性时，为什么要用到蔗糖 溶液？溶液？7 7设置对
13、照实验。设置对照实验。影响酶促反应速率的因素：影响酶促反应速率的因素：1 1、温度、温度3 3、酶的浓度：、酶的浓度：反应速率随反应速率随酶浓度的升高而加快。酶浓度的升高而加快。4 4、底物浓度：、底物浓度：在一定浓度在一定浓度范围内，反应速率随底范围内，反应速率随底物浓度的升高而加快，物浓度的升高而加快，但达到一定浓度，反应但达到一定浓度，反应速率不再变化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 2、pHpH课堂练习：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
14、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CA3.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CD5.5.加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题： （1 1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍？奶渍和血渍？（2 2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？）使用这种洗衣粉为什么要用温水？ （3 3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些衣料？（衣料？（ ）A.A.化纤化纤 B.B.纯毛纯毛 C.C.纯棉纯棉 D.D.真丝真丝（4 4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中）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？还可以加入什么酶？B D脂肪酶
