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1、第四章细胞的物质输入和输出第四章细胞的物质输入和输出 第第1 1节节 物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例一、渗透作用一、渗透作用半透膜：半透膜：半透膜半透膜是一类可以让小是一类可以让小分子物质通过而分子物质通过而大分子物质不能大分子物质不能通过的一类薄膜通过的一类薄膜的总称的总称渗透作用装置渗透作用装置分析实验现象分析实验现象1.1.第一组装置的第一组装置的 漏斗管内液面为什么会升高？漏斗管内液面为什么会升高？2.2.第二组装置，用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面第二组装置，用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面还会升高吗？还会升高吗？ 由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水由于单位时间内透过玻璃纸进
2、入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。管内液面升高。 用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。分析实验现象分析实验现象4.4.水分子只能从烧杯中扩散到漏斗中吗？水分子只能从烧杯中扩散到漏斗中吗？（友情提醒）半透膜，水分子可以自由通过。（友情提醒）半透膜，水分子可以自由通过。 不是的，水分子既可以从烧杯中扩散到漏斗中，不是的，水分子既可以从烧杯中扩散到漏斗中，也能从漏斗中扩散到烧杯中，只不过，在单位时
3、间内，也能从漏斗中扩散到烧杯中，只不过，在单位时间内，从烧杯中扩散到漏斗中的水分子数量比较多。从烧杯中扩散到漏斗中的水分子数量比较多。 3.3.第三组装置，清水换成同样浓度的蔗糖溶液，结第三组装置，清水换成同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？果会怎样？ 半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量，液面也不会升高。分子数量，液面也不会升高。得出结论水渗入漏斗内使液面上升必须具备两个条件水渗入漏斗内使液面上升必须具备两个条件半透膜半透膜半透膜两侧溶液浓度差半透膜两侧溶液
4、浓度差渗透作用渗透作用 ：水分子（或其他溶剂分子）水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，称为渗透作用扩散，称为渗透作用条条 件件具有半透膜（主要）具有半透膜（主要）半透膜两侧的溶液浓度不同半透膜两侧的溶液浓度不同课题一课题一 水分子的跨膜运输水分子的跨膜运输问题：细胞是否会发生渗透作用呢？问题：细胞是否会发生渗透作用呢？ （一）动物细胞的吸水和失水（一）动物细胞的吸水和失水 红细胞置于清水中红细胞置于清水中 分析左图，一段时间后红分析左图，一段时间后红细胞会发生什么变化？细胞会发生什么变化？ 放到清水中，细胞不断放到清水中，细胞不
5、断吸水膨胀直至胀破。吸水膨胀直至胀破。 疑问？红细胞是否也是发生渗透作用呢？疑问？红细胞是否也是发生渗透作用呢？【探究探究】红细胞是否具有发生渗透作用的条件红细胞是否具有发生渗透作用的条件 问题一问题一 红细胞的红细胞的 相当于半透膜，为相当于半透膜，为什么？什么？ 因为，细胞膜同样具有有些物质可以通过，而有些因为，细胞膜同样具有有些物质可以通过，而有些物质不能通过的特点。物质不能通过的特点。 问题二问题二 什么情况下，红细胞会发生吸水或失水？什么情况下，红细胞会发生吸水或失水？细胞膜细胞膜当外界溶液浓度细胞质基质浓度当外界溶液浓度细胞质基质浓度时，红细胞失水；时，红细胞失水；当外界溶液浓度细
6、胞质基质浓度当外界溶液浓度细胞质基质浓度时，红细胞吸水。时，红细胞吸水。课题一课题一 水分子的跨膜运输水分子的跨膜运输1.1.细胞膜相当于半透膜细胞膜相当于半透膜 2.2.外界溶液与细胞质基质存在浓度差外界溶液与细胞质基质存在浓度差【总结总结】红细胞发生渗透作用的条件红细胞发生渗透作用的条件1 1红细胞内的血红蛋白能够透过细胞膜吗？红细胞内的血红蛋白能够透过细胞膜吗？不可以，因为血红蛋白是大分子，不能透过不可以，因为血红蛋白是大分子，不能透过细胞膜。细胞膜。2 2红细胞吸水或失水的多少与什么有关？红细胞吸水或失水的多少与什么有关？ 红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内红细胞吸水或失水的多少
7、主要取决于红细胞内外的浓度差，一般差值越大，吸水或失水越多。外的浓度差，一般差值越大，吸水或失水越多。 课题一课题一 水分子的跨膜运输水分子的跨膜运输【思考思考】 红细胞不吸水也不失水，保持细胞原有红细胞不吸水也不失水，保持细胞原有的形态。因为外界溶液浓度的形态。因为外界溶液浓度= =细胞内浓度，所细胞内浓度，所以单位时间渗入的水分子数量等于渗出的水以单位时间渗入的水分子数量等于渗出的水分子数量，水分子的运动达到动态平衡，因分子数量，水分子的运动达到动态平衡，因此表现细胞既不吸水也不失水。此表现细胞既不吸水也不失水。 3.3.如果将红细胞放置于生理盐水中呢，细胞如果将红细胞放置于生理盐水中呢，
8、细胞有什么变化？原因？有什么变化？原因？ 问问 题题1.1.植物细胞会出现失水的情况吗？植物细胞会出现失水的情况吗？2.2.植物细胞在什么情况下会失水？植物细胞在什么情况下会失水？3.3.原生质层是否相当与半透膜？原生质层是否相当与半透膜？当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时2.植物细胞的吸水与失水【探究探究】植物细胞植物细胞 相当于半透膜相当于半透膜原生质层原生质层探究实验：植物细胞的吸水和失水提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验分析结果分析结果表达与交流表达与交流（原生质层是一层半透膜吗？）（原生质层是一层半透膜吗？）（原生质层相
9、当于一层半透膜）（原生质层相当于一层半透膜）设计设计方案方案（按预定方案进行实验）（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：（分析实验结果，得出结论：）（总结，写实验报告并适当交流）（总结，写实验报告并适当交流）预期预期结果结果将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。在清水中，观察其大小的变化。在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。央液泡会变大，
10、细胞膨胀。1.1.剥取洋葱鳞茎的鳞片叶，外表皮紫色较浓的更好。用解剖刀剥取洋葱鳞茎的鳞片叶，外表皮紫色较浓的更好。用解剖刀 或刀片在叶片外表皮划一或刀片在叶片外表皮划一0.5 cm0.5 cm见方的见方的“井井”字。字。2.2.用尖嘴镊从用尖嘴镊从“井井”字中央的一角小心地将洋葱鳞片叶外表皮字中央的一角小心地将洋葱鳞片叶外表皮 撕下，平铺在载玻片中央。撕下，平铺在载玻片中央。3.3.用小滴管在表皮上滴一滴质量分数为用小滴管在表皮上滴一滴质量分数为30%30%的蔗糖溶液，盖上盖的蔗糖溶液，盖上盖 玻片。用吸水纸吸去多余液体。玻片。用吸水纸吸去多余液体。4.4.在显微镜下观察，可见原生质缓慢收缩，
11、逐渐出现与细胞壁在显微镜下观察，可见原生质缓慢收缩，逐渐出现与细胞壁 分离的现象，直到原生质收缩成球状小团，与细胞壁完全分开。分离的现象，直到原生质收缩成球状小团，与细胞壁完全分开。5.5.在盖玻片的一侧滴加清水，用吸水纸在盖玻片的另一侧吸收，在盖玻片的一侧滴加清水，用吸水纸在盖玻片的另一侧吸收， 使清水置换蔗糖溶液。使清水置换蔗糖溶液。6.6.在显微镜下观察，可见质壁分离现象缓慢复原。在显微镜下观察，可见质壁分离现象缓慢复原。进行实验进行实验植物细植物细胞的质胞的质壁分离壁分离及复原及复原实验现象实验现象： 中央液中央液泡大小泡大小原生质层原生质层的位置的位置细胞细胞大小大小蔗糖蔗糖溶液溶液
12、清水清水变变 小小逐渐恢复逐渐恢复原来大小原来大小原生质层恢原生质层恢复原来位置复原来位置原生质层脱原生质层脱离细胞壁离细胞壁基本基本不变不变基本基本不变不变得出结论得出结论 植物细胞原生质层相当于一层半透膜植物细胞原生质层相当于一层半透膜, ,成熟的植物细胞靠渗透作用吸水。细胞液成熟的植物细胞靠渗透作用吸水。细胞液与细胞外界溶液发生了渗透作用。与细胞外界溶液发生了渗透作用。2.2.质壁分离及复原现象质壁分离及复原现象1.1.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？2.2.如果滴加的是如果滴加的是0.50.5克克mlml的蔗糖溶液，实验结果会有什的蔗糖溶液，
13、实验结果会有什么不同？么不同？交交 流流不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水 高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡，高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡，不可能发生质壁分离复原不可能发生质壁分离复原初始浓度初始浓度0 Mg2 Ca2+ Si4+ 离子离子培养液中的离子浓度培养液中的离子浓度水稻番茄物质跨膜运输的其他实例物质跨膜运输的其他实例 实例一实例一1.1.水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？是不是水水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？是不是水 稻不吸收反而向外排出呢？稻不吸收反而向外排出呢？2.2
14、.不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？1.1.以下可以发生渗透作用的是（以下可以发生渗透作用的是（ ） A.A.煮熟的马铃薯条放入水中煮熟的马铃薯条放入水中 B.B.把干种子放在清水中把干种子放在清水中 C.C.烈日下菠菜叶子下垂烈日下菠菜叶子下垂 D.D.放在盐水中的萝卜变软放在盐水中的萝卜变软D巩固练习2.a2.a、b b、c c是三个相邻的细胞，已知是三个相邻的细胞，已知a a细胞液浓度细胞液浓度 b b细胞液浓度细胞液浓度 c c细胞液浓度细胞液浓度, ,如图所示，能正确表示水如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（分在三者之间关系的是（ ）Ca
15、cbacbacbacbABCD3.3.田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧烧苗苗”。其原因是（。其原因是（ ） A.A.根细胞从土壤中吸收的养分过多根细胞从土壤中吸收的养分过多 B.B.根细胞不能从土壤中吸水根细胞不能从土壤中吸水 C.C.根系不能将水向上运输根系不能将水向上运输 D.D.根系被肥料分解释放的热能烧毁根系被肥料分解释放的热能烧毁B4.4.利用高浓度盐水（利用高浓度盐水（NaClNaCl溶液）杀菌防腐的原理溶液）杀菌防腐的原理是（是（ ） A.A.盐水中的盐水中的ClCl有杀菌防腐的作用有杀菌防腐的作用 B.B.盐水中的盐水中的Na
16、Na不利于细菌的生活不利于细菌的生活 C.C.盐水是中性的，不适于细菌的生活盐水是中性的，不适于细菌的生活 D.D.由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡而死亡D亲水头部亲水头部疏水尾部疏水尾部 磷脂是一种由甘油，磷脂是一种由甘油，磷酸磷酸和胆碱、和胆碱、脂肪酸脂肪酸所组成的分子，所组成的分子，“头头”部是亲水的，部是亲水的，“尾尾”部部是疏水的。是疏水的。胆 碱磷 酸甘 油脂肪酸蛋白质分子蛋白质分子磷脂双分子层磷脂双分子层糖类糖类细胞膜结构示意图细胞膜结构示意图（湘（湘RJRJ）二、生物膜的流动镶嵌模型二、生物膜的流动镶嵌模型1.对生物膜结构的探索历程对生
17、物膜结构的探索历程时间时间科学家科学家科学实验科学实验假说假说19世世纪末纪末欧文顿欧文顿用用500多种物质对植物细多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实胞进行上万次的通透性实验，发现可以溶于脂质的验，发现可以溶于脂质的物质更容易通过细胞膜物质更容易通过细胞膜膜是由膜是由组成的组成的1925年年两位荷两位荷兰科学兰科学家家从细胞膜中提取脂质，铺从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，面积是细胞成单层分子，面积是细胞膜表面积的膜表面积的2倍倍细胞膜中细胞膜中脂质分子脂质分子为连续的为连续的脂质脂质两层两层（湘（湘RJRJ）时间时间科学家科学家科学实验科学实验假说假说1959年年罗伯特罗伯特森森在电镜下
18、看到细胞膜在电镜下看到细胞膜由由“暗暗亮亮暗暗”的的三层结构构成三层结构构成生物膜为三生物膜为三层静态统一层静态统一结构结构1970年年弗雷和弗雷和埃迪登埃迪登分别用绿色和红色荧分别用绿色和红色荧光染料标记两种细胞光染料标记两种细胞的蛋白质，并将两种的蛋白质，并将两种细胞融合，一段时间细胞融合，一段时间后发现后发现 分分布布细胞膜具细胞膜具有流动性有流动性1972年年桑格和桑格和尼克森尼克森在新的观察和实验证在新的观察和实验证据基础上据基础上提出流动提出流动镶嵌模型镶嵌模型荧光均匀荧光均匀（湘（湘RJ）2.生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型流动流动镶嵌镶嵌模型模型中间层：磷脂双分子层中间
19、层：磷脂双分子层基本骨架，具流动性基本骨架，具流动性内外侧内外侧蛋白质蛋白质有的有的 磷脂双分子层表面磷脂双分子层表面有的部分或全部嵌入磷脂双分有的部分或全部嵌入磷脂双分子层子层有的横跨整个磷脂双分子层有的横跨整个磷脂双分子层糖被糖被(糖蛋白糖蛋白)：位于外表，有保护、：位于外表，有保护、润滑、润滑、 等作用等作用 ：糖类、脂质分子结合而成糖类、脂质分子结合而成镶嵌于镶嵌于识别识别糖脂糖脂被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。自由扩散：自由扩散：协助扩散：协助扩散：物质通过简单的扩散作用进物质通过简单的扩散作用进出细胞。出细胞。进出细胞的物
20、质借助载体进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。蛋白的扩散。一、被动运输一、被动运输1.1.自由扩散：自由扩散：特征：特征：1.1.顺浓度梯度运输顺浓度梯度运输2.2.不需要载体不需要载体3.3.不需要消耗能量不需要消耗能量2.2.协助扩散：协助扩散：特征：特征：1.1.顺浓度梯度运输顺浓度梯度运输2.2.需要载体参与需要载体参与3.3.不需要消耗能量不需要消耗能量主动运输主动运输特征：特征：1.1.逆浓度梯度运输逆浓度梯度运输2.2.需要载体需要载体3.3.需要消耗能量需要消耗能量二、主动运输：二、主动运输： 定义：定义： 物质从低浓度一侧运输到高浓度的一侧，需要载体物质从低浓度一侧运输到高浓度
21、的一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。的能量，这种方式叫做主动运输。 保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。胞有害的物质。意义：意义：对比对比比较三种物质运输方式的异同：比较三种物质运输方式的异同：项项 目目自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散主动运输主动运输运输方向运输方向 载体蛋白载体蛋白 耗耗 能能举举 例例顺浓度梯度顺浓度梯度 顺浓度梯度顺浓度梯度逆
22、浓度梯度逆浓度梯度不需要不需要需要需要需要需要不消耗不消耗不消耗不消耗需要消耗需要消耗水、气体分水、气体分子子、脂溶性、脂溶性物质物质葡萄糖通葡萄糖通过红细胞过红细胞离子离子; ;大多数有大多数有机小分子机小分子, ,如如: :氨氨基酸基酸、葡萄糖、葡萄糖三、胞吞和胞吐三、胞吞和胞吐 一些大分子或物质团块的运输，是通一些大分子或物质团块的运输，是通过胞吞和胞吐作用来实现的。过胞吞和胞吐作用来实现的。胞吞：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，胞吞：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从细胞外进入细胞内的过程。从细胞外进入细胞内的过程。胞吐：物质以囊泡的形式通过细胞膜，从细胞吐：物质以囊泡的形式通过细胞膜
23、，从细胞内排到细胞外的过程。胞内排到细胞外的过程。运运输输速速率率浓度差浓度差运运输输速速率率耗氧量耗氧量运运输输速速率率浓度差浓度差 上面几幅坐标图中所表示的分别上面几幅坐标图中所表示的分别是哪种物质运输方式？为什么？是哪种物质运输方式？为什么？思考！思考！运运输输速速率率浓度差浓度差时间时间细细胞胞内内浓浓度度（细胞外浓度）（细胞外浓度）（四）技能训练（四）技能训练1.K1.K+ +和和Mg Mg 2+2+是通过主动运输进入细胞的。是通过主动运输进入细胞的。2.Na 2.Na + +和和Cl Cl - -是通过主动运输排出细胞的。是通过主动运输排出细胞的。3.3.提示：主动运输，低提示：主
24、动运输，低 高高 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶一酶的作用和本质一酶的作用和本质斯帕兰扎尼实验斯帕兰扎尼实验过程：过程：现象：现象：推测：推测：证明：证明：本实验能证明：本实验能证明：问题探讨问题探讨肉块放入小金属笼内，让鹰吞下肉块放入小金属笼内，让鹰吞下肉块消失了肉块消失了是胃内的化学物质将肉块分解了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在体外是否也能将肉块分解胃具有化学消化的作用胃具有化学消化的作用一、酶的作用和本质一、酶的作用和本质1.1.细胞代谢：细胞代谢： 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，
25、统称细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢为细胞代谢, ,是生物生命活动的基础。是生物生命活动的基础。2.2.酶在代谢中的作用酶在代谢中的作用 酶在细胞代谢中的作用2 H2O2 2 H2O + O21.1.常温下反应常温下反应2.2.加热加热3.Fe3.Fe3+3+做催化剂做催化剂4.4.过氧化氢酶过氧化氢酶猪肝研磨液猪肝研磨液加入试管直接观察加入试管直接观察酒精灯加热酒精灯加热滴加滴加FeClFeCl3 3溶液溶液步骤步骤步骤步骤试管编号试管编号试管编号试管编号 说明说明说明说明1 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 4 一一一一 H H H H2 2O O O O
26、2 2 浓度浓度剂量剂量剂量剂量二二二二剂量剂量剂量剂量结结结结果果果果气泡产生气泡产生气泡产生气泡产生卫生香燃烧卫生香燃烧卫生香燃烧卫生香燃烧结论结论结论结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%3%3%3%3%常温常温常温常温9090FeClFeCl3 3肝脏研肝脏研肝脏研肝脏研磨液磨液磨液磨液2 2 2 2滴清水滴清水滴清水滴清水 2 2 2 2滴清水滴清水滴清水滴清水2 2 2 2滴滴滴滴2 2 2 2滴滴滴滴不明显不明显不明显不明显少量少量少量少量较多较多较多较多大量大量大量大量不复燃不复燃不复燃不复燃 不复燃不复燃不复燃不
27、复燃变亮变亮变亮变亮复燃复燃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速率不一样速率不一样反应条件反应条件反应条件反应条件自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量y=ky=kx xy=kx+zy=kx+z8 8 8 8滴滴滴滴大量大量大量大量复燃复燃复燃复燃变量变量步骤步骤试管编号试管编号说明说明说明说明1 12 23 34 4 一一 H H H H2 2O O O O2 2 浓度浓度剂量剂量剂量剂量二二剂量剂量剂量剂量结果结果气泡产生气泡产生气泡产生气泡产生卫生香燃烧卫生香燃烧卫生香燃烧卫生香燃烧结论结
28、论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2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温常温常温90FeCl3肝脏研肝脏研肝脏研肝脏研磨液磨液磨液磨液2 2滴清水滴清水滴清水滴清水 2 2滴清水滴清水滴清水滴清水2 2滴滴滴滴2 2滴滴滴滴不明显不明显不明显不明显少量少量少量少量较多较多较多较多大量大量大量大量不复燃不复燃不复燃不复燃 不复燃不复燃不复燃不复燃变亮变亮变亮变亮复燃复燃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速率不一样速率不一样反应条件反应条件反应条件
29、反应条件自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量对照组对照组实验组实验组对照实验对照实验 分子从常态转变为容易发生化学反应分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所的活跃状态所需要的能量需要的能量称为称为活化能活化能反应物反应物反应物反应物产物产物产物产物活活活活化化化化能能能能反应进程反应进程反应进程反应进程能能能能量量量量加热加热主要特点主要特点参与反应，不提供能量参与反应，不提供能量降低反应所需的活化能降低反应所需的活化能本身的量与化学性质不变本身的量与化学性质不变催化剂在化学反应中的作用催化剂在化学反应中的作用反应物反应物反应物反应物产物产物产物产物活活活活化化化化能能能能反应进程反
30、应进程反应进程反应进程能能能能量量量量75无催化剂催化无催化剂催化29过氧化氢酶过氧化氢酶54用胶态铂催化用胶态铂催化活化能活化能/ kJ.mol-1条件条件.无机无机催化剂催化剂酶在细胞代谢中的作用 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才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。能在温和的条件下快速进行。各条件使反应加快的本质：各条件使反应加快的本质：加热：加热： FeFe3+3+：酶：酶：提高分子的能量提高分子的能量降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能酶的作用：酶的作用： 同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用同无机催化剂
31、相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。更显著，因而催化效率更高。 酶本质的探索：酶本质的探索：（1）18571857年，法国年，法国 巴斯德巴斯德 酿酒中的发酵是由于酿酒中的发酵是由于活活酵母细胞的存在酵母细胞的存在 (2)德国德国 李比希李比希 发酵是酵母细胞中的某些物质，并且只有在酵母发酵是酵母细胞中的某些物质，并且只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用细胞死亡并裂解后才能发挥作用 （3）德国）德国 毕希纳毕希纳 将酵母细胞中引起发酵的物质称为将酵母细胞中引起发酵的物质称为 酿酶酿酶 （4）美国）美国 萨姆纳萨姆纳 1926年，脲酶是一种蛋白酶年，脲酶是一种蛋白酶 后来，科学家
32、提出了多种酶，并证明都是蛋白质后来，科学家提出了多种酶，并证明都是蛋白质 结论：酶是一类具有催化作用的蛋白质结论：酶是一类具有催化作用的蛋白质（5 5）19801980年代年代 切赫、奥特曼切赫、奥特曼 发现少数发现少数RNARNA也具有生物催化作用也具有生物催化作用 活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNARNA。酶的定义：酶的定义：第一节第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶一酶的特性一酶的特性1.1.高效性高效性 （意义）（意义）2.2.专一性专一性 一一种种酶只能催化
33、一种或一类化学反应酶只能催化一种或一类化学反应3.3.作用条件比较温和作用条件比较温和酶的特性酶的特性酶活性酶活性： 1.1.酶对化学反应的催化效率最酶对化学反应的催化效率最适的温度和适的温度和PHPH条件下，酶的活性最条件下，酶的活性最高高 2.2.不同的酶具有不同的最适的不同的酶具有不同的最适的温度和最适温度和最适PHPH 3. 3.过酸、过碱或温度过高，会使酶的空过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活间结构遭到破坏，使酶永久失活。 （不可逆）（不可逆） 4.4.低温，不破坏酶的空间结构，只是降低低温，不破坏酶的空间结构，只是降低酶的活性。酶的活性。 （可恢复）（可恢复） 总结总结: 1.1.产生部位和作用部位：产生部位和作用部位： 所有的活细胞所有的活细胞 细胞内、细胞外、体外细胞内、细胞外、体外 2.2.作用：作用： 催化作用催化作用, ,降低活化能降低活化能 3.3.本质本质: : 有机物（绝大多数是有机物（绝大多数是蛋白质蛋白质、少数是、少数是RNARNA）4.4.同无机催化剂一样，同无机催化剂一样， 只改变反应速率，不能改变反应方向和终只改变反应速率，不能改变反应方向和终产物的浓度，在化学反应前后本身不发生产物的浓度，在化学反应前后本身不发生改变。改变。高效性高效性专一性专一性多样性多样性作用条件比较温和作用条件比较温和5.5.酶的特性酶的特性
