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1、第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第第1 1节节 酶的作用和本质酶的作用和本质1 人们普遍认为鸟类的胃只能人们普遍认为鸟类的胃只能磨碎食物，不能分解食物中的有磨碎食物，不能分解食物中的有机物，也就是说，鸟类的胃只有机物，也就是说，鸟类的胃只有物理性消化，没有化学性消化。物理性消化，没有化学性消化。实验背景：实验背景：实验背景：实验背景：实验过程：实验过程：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去，一段时间后取出小笼子，发现笼内子吞下去，一段时间后取出小笼子，发现笼内的肉块消失了。的肉块消失了。思考：思考：1.1.这个实验要解
2、决什么问题？这个实验要解决什么问题？2.2.实验中为什么要把肉块放入金属笼内？实验中为什么要把肉块放入金属笼内？3.3.一段时间后金属笼内的肉块为什么会消失？一段时间后金属笼内的肉块为什么会消失？鸟类的胃不仅有物理性消化，还有化学性消化。鸟类的胃不仅有物理性消化，还有化学性消化。胃里面的化学物质胃里面的化学物质存在化学性消化存在化学性消化【自学探究自学探究】 2 CO2+H2O （CH2O) +O2光能光能 酶酶 C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能能量量氧气氧气酶酶 氨基酸氨基酸 蛋白质蛋白质酶酶缩合脱水缩合脱水细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。细胞中每时每刻都进
3、行着许多化学反应的统称。一酶的作用和本质一酶的作用和本质叶绿体叶绿体线粒体线粒体核糖体核糖体【合作解疑合作解疑】 3 细胞代谢是生命活动的基础，但代谢过程中也会产生细胞代谢是生命活动的基础，但代谢过程中也会产生对细胞有害的物质，如对细胞有害的物质，如过氧化氢过氧化氢。 体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发变白体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发变白 ，会，会加速人体衰老，损害细胞。加速人体衰老，损害细胞。 细胞中的细胞中的过氧化氢酶能将过氧化氢及时分解过氧化氢酶能将过氧化氢及时分解,过氧化过氧化氢酶在氢酶在肝脏肝脏里含量较多。里含量较多。资料：资料： 4一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢
4、中的作用2 H2O2 2 H2O + O21、常温下反应、常温下反应2、加热、加热3、Fe3+做催化剂做催化剂4、过氧化氢酶、过氧化氢酶鸡肝研磨液（过氧化氢酶）鸡肝研磨液（过氧化氢酶）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FeCl3溶液溶液5变量：变量：实验过程中可以变化的因素。实验过程中可以变化的因素。自变量自变量：因变量因变量：人为改变的变量。人为改变的变量。随着自变量的变化而变化的变量。随着自变量的变化而变化的变量。无关变量：无关变量：对照实验：对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。变的实验。对照组对照组：实验组实验
5、组：除自变量以外，实验过程中可能还除自变量以外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，造成影响，实验设计原则实验设计原则:对照原则对照原则 单一变量原则单一变量原则6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步骤步骤试管编号试管编号 说明说明1 12 23 34 4 一一 H H2 2O O2 2 浓度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2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%3%3%3%3%常温常温9090FeClFeCl3 3肝脏研磨液肝脏研磨液2 2滴
6、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H2O2在不同条件下的分解速率不一样在不同条件下的分解速率不一样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对照组对照组实验组实验组对照实验对照实验7各条件使反应加快的本质：各条件使反应加快的本质：加热加热加热加热FeFe3+3+H H2 2OO2 2酶酶酶酶为过氧化氢分子提供为过氧化氢分子提供能量能量降低降低化学反应的化学反应的活化能活化能显著降低显著降低化学反应的化学反应的活化能活化能8分子从分子从常态常态转变为容易发生化学反应的转变为容易发生化学反应
7、的活跃状态活跃状态所需要所需要的的能量能量称为称为活化能活化能1、加热能使过氧化氢分解加快原因是、加热能使过氧化氢分解加快原因是:常态常态未加热未加热加热加热活跃状态活跃状态活化能活化能加热使过氧化氢分子获得能量，从常态转变为容易加热使过氧化氢分子获得能量，从常态转变为容易分解的活跃状态分解的活跃状态问题思考问题思考92、FeCl3和酶并没有为反应体系增加能量，那么和酶并没有为反应体系增加能量，那么3、4与与1对照，反应速率加快的原因是对照，反应速率加快的原因是。3、试管、试管4中比中比3反应速率更快，说明：同无机催化剂反应速率更快，说明：同无机催化剂相比，酶相比，酶_的作用更显著，因而催的作
8、用更显著，因而催化效率化效率_(酶具有酶具有_性）。性）。活化能活化能降低活化能降低活化能 高效高效更高更高Fe3+和酶降低了化学反应的活化能和酶降低了化学反应的活化能1011 分子从常态转变为容易发生化学反应的活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跃状态所需要的能量称为活化能活化能。反应物反应物产物产物活活化化能能反应进程反应进程能能量量 加热加热【合作解疑合作解疑& &精讲点拨精讲点拨】 12主要特点主要特点参与反应，不提供参与反应，不提供能量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本身的量与化学性质不变不变催化剂在化学反应中的作用催化剂在化学反
9、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应进程反应进程反应进程能能能能量量量量. 无机催无机催化剂化剂13abc如图如图abc中，代表正常条件下分子活化能是中，代表正常条件下分子活化能是 ，代表酶促反应所需活化能是，代表酶促反应所需活化能是 ；代表酶所降低的活化能的是代表酶所降低的活化能的是 。C Cb ba a一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用14 正是由于正是由于酶酶的的催化作用催化作用，细胞代谢才能在，细胞代谢才能在温温和和的条件下快速进行。的条件下快速进行。？酶的本质？酶的本质15二、酶本质的探索二、酶本质的探索16二二.酶的本
10、质酶的本质A.酶本质的探索：酶本质的探索：（1）1857年，法国年，法国 巴斯德巴斯德 通过显微镜观察，提出酿酒中发酵是由于酵通过显微镜观察，提出酿酒中发酵是由于酵母细胞的存在母细胞的存在结论：结论：没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的精的17(2)德国德国 李比希李比希结论：结论：发酵是酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有发酵是酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用（3）德国）德国 毕希纳毕希纳过程：过程：结论：将酵母细胞中引起发酵的物质称为结论：将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶酿酶1
11、8（4 4）美国）美国 萨姆纳萨姆纳 19261926年，从刀豆种子中提出年，从刀豆种子中提出脲酶结晶，脲酶是脲酶结晶，脲酶是一种蛋白酶一种蛋白酶 2020世纪世纪3030年代年代, ,相继提出了相继提出了多种酶的蛋白结晶多种酶的蛋白结晶结论：结论：酶是一类具有催化作用的蛋白质酶是一类具有催化作用的蛋白质19（5 5）2020世纪世纪8080年代年代 切赫、奥特曼切赫、奥特曼发现发现少数少数RNARNA也具有生物催化作用也具有生物催化作用结论：结论： 酶是具有催化作用的有机物，其中绝大多数是酶是具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是蛋白质，少数是RNARNA20巴斯德之前巴斯德之前
12、发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德巴斯德发酵与发酵与活细胞活细胞有关，发酵有关，发酵是整个细胞而不是细胞中是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用某些物质起作用引起发酵的是引起发酵的是细胞中的某些物质细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用并裂解后才能发挥作用毕希纳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作用，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳萨姆纳酶是酶是蛋白质蛋白质李比希李比希切赫、奥特曼切赫、奥特曼少数少数RNARNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能总结酶的定义总结酶的定义211. 1. 同一个体内的各类活细胞所含有的酶（同一个体内的各类活细胞所含有的酶（ ） A A、种类有差异，数量相同、种类有差异，数量相同 B B、种类有差异，数量不同、种类有差异，数量不同 C C、种类无差异，数量相同、种类无差异，数量相同 D D、种类无差异，数量不同、种类无差异，数量不同B B2.细胞内合成酶的主要的场所是（细胞内合成酶的主要的场所是（ ） A.细胞质细胞质 B. 线粒体线粒体 C.核糖体核糖体 D. 内质网内质网C C课堂练习课堂练习:22
