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1、第1节 降低化学反应活化能的酶,第五章 细胞的能量供应和利用,一 酶的作用和本质,大庆实验中学-唐海,斯帕兰札尼的实验,讨论：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,是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了,一、细胞代谢,1.概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学 反应，统称为细胞代谢。,2.意义：细胞代谢是细胞生命活动的基础,二、酶在细胞代谢中的作用,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,一
2、、细胞代谢,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,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,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,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,变量：实验过程中可以变化的因素。,自变量：,因变
3、量：,对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。,对照组：,实验组：,人为改变的变量。,随着自变量的变化而变化的变量。,无关变量：,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,二、酶在细胞代谢中的作用,一、细胞代谢,a,b,c,如图abc中，代表正常条件下分子活化能的是 ，代表酶促反应所需活化能的是 ；代表酶所降低的活化能的是 。,C,b,a,二、酶在细胞代谢中的作用,一、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。,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,
4、二、酶在细胞代谢中的作用,一、细胞代谢,三、酶的本质,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？,二、酶在细胞代谢中的作用,一、细胞代谢,毕希纳实验,3、从毕希纳实验可以 得出什么结论？,4、萨姆纳研究哪种酶？ 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？,三、酶的本质,二、酶在细胞代谢中的作用,一、细胞代谢,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
5、,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,脲酶是蛋白质,李比希,切赫、奥特曼,少数RNA也具有生物催化功能,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,少数酶是RNA。,三、酶的本质,二、酶在细胞代谢中的作用,一、细胞代谢,酶是一类生物催化剂,课堂小结,一 细胞代谢 二 设计实验的原则： 单一变量原则 设置对照实验原则 三 酶的作用: 降低化学反应活化能，提高化学反应速率 四 酶的本质: 绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA,1下列关于过氧化氢
6、的叙述中，正确的是( )。 A在没有催化剂时过氧化氢不会分解成水和氧气 B过氧化氢和水一样无色无味，对细胞无害 CFe3+和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解 D从最终结果看，在有催化剂存在时，过氧化氢 分解反应会进行得更彻底,课堂练习：,C,2下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是( ) A要设置对照组和实验组 B自变量要始终保持相同 C无关变量要始终相同且适宜 D要遵循单因子变量原则 3同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率 的原因是( )。 A降低反应的活化能的作用更显著 B. 能供给反应物能量 C改变了反应的途径 D能降低反应活化能,4关于活化能，下列说法不正确的是( )。 A是反应物分
7、子从常态变为活跃状态所需要的能 量 B加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活 化能 C无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量 更多而加快反应速率 D酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反 应更容易进行,C,第1节 降低化学反应活化能的酶,第五章 细胞的能量供应和利用,二 酶的特性,复习：,1、人体细胞内时刻进行上百万次的化学反应，这些化学反应在常温常压下为何能如此快速、高效、有序、顺利进行的呢？,酶,2、化学反应需要提供能量，使参加化学反应的分子从常态变为活跃状态，那么酶是否提供了能量而加快了反应速率呢？,降低化学反应活化能,3、酶的本质？,酶大多是蛋白质，少数是RNA,酶是由活细胞产生
8、的具有催化能力的有机物,无机催化剂和酶都可以降低化学反应的活化能，都可以提高化学反应速率，那么哪个作用更显著呢？如何用实验来验证 ？,请大家回忆上节课H2O2在不同条件下的分解的实验！,实验设计原则： 对照原则, 单一变量(单因子）原则,友情提示,说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率(活性)高得多。,比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率,为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多？,事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。,107 1013,酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行。,酶具有高效性的意义：,上述实验说明了：,一、酶具有高效性,你能用其他更简捷的方法来验证酶的高效性吗？,淀粉和蔗糖
9、都是非还原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖、果糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。,现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解，应该如何设计这个实验？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？,探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,分别加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60左右的热水中，反应5min,2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,蓝色,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
10、酶对淀粉和蔗糖的水解作用,每一种酶只能催化 化学反应。,细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行，与 酶的 是分不开的。,二、酶具有专一 性,一种或一类,4000,专一性,目前发现的酶有 多种,它们分别催化不同 的化学反应。,一、酶具有高效性,分别加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60左右的热水中，反应5min,2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,从上面进行的实验我们看出进行实验需要比较温和的条件，比如淀粉酶在60左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的催化效率（活性）？,探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,你又该动脑筋
11、了！,问题聚焦,1、选择淀粉还是H2O2作为实验材料？,三组，高温，低温和常温！,2、我要设计几组实验？选择几个温度？,淀粉酶。因为 H2O2受温度影响也会分解,3、观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定试剂？,碘液，看是否变蓝,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？,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
12、淀粉酶活性的影响,除了注意对照实验设计，还要注意实验的顺序，如果有时间，实验组可等梯度多做几组，得出的结果更准确。,低,活性,最适温度,空间结构,动物：35-40摄氏度 植物 40-50摄氏度 细菌、真菌 差别较大,在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起,疑问：60时，为什么肉块长时间不能被分解？,如何找到酶活性最高时的温度？,通过以上实验可以知道，酶在最适温度下， 活性最高。 那么PH值不同，对酶的活性有没有影响呢？,你又要动脑筋了！,设计一个实验，来探究pH会影响酶的催化效率（活性）？,以上设计缺少对照组。,以上设计是否科学？,1号试管,2号试管,3号试管,加入过氧化氢酶2滴，振荡23min
13、,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,最高,空间结构,活性,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大多在4.5-6.5之间,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,课堂小结,课堂练习：,1.人在发高
14、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,C,A,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,C,D,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,
