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1、授课教师：廖丽欢授课教师：廖丽欢第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用5.15.1 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶问题探讨问题探讨细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为为细胞代谢细胞代谢。是细胞生命活动的基础。是细胞生命活动的基础。叶绿体：叶绿体： CO2+H2O 有机物有机物 +O2光能光能酶酶 氨基酸氨基酸 多肽多肽( (蛋白质）蛋白质）脱水缩合脱水缩合核糖体：核糖体：酶酶线粒体线粒体: :有机物有机物 +O2 CO2+H2O+能量能量酶酶细胞代谢细胞代谢H2O2H2O + O2 加热加热FeCL3H2O2H2O
2、+ O2 H2O2酶酶H2O2H2O + O2 1、实验原理：、实验原理：通过比较过氧化氢在通过比较过氧化氢在不同条件不同条件下分解的下分解的快慢，了解酶的作用和意义。快慢，了解酶的作用和意义。2、实验目的：、实验目的：实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解反应物反应物 底物底物生成物生成物产物产物一、酶在代谢中的作用一、酶在代谢中的作用2 2滴滴鲜肝研磨液鲜肝研磨液（含过氧化氢酶含过氧化氢酶）不做任何处理不做任何处理放在放在9090水浴加热水浴加热2 2滴滴3.5% 3.5% FeCLFeCL3 3溶液处理溶液处理带火星卫生香带火星卫生香带火星卫生香带火星卫
3、生香带火星带火星卫生香卫生香12342ml2ml过氧化氢过氧化氢2ml2ml过氧化氢过氧化氢2ml2ml过氧化氢过氧化氢2ml2ml过氧化氢过氧化氢3、实验步骤、实验步骤带火星带火星卫生香卫生香一、酶在代谢中的作用一、酶在代谢中的作用4、实验结果、实验结果5、讨论、讨论6、实验结论、实验结论一、酶在代谢中的作用一、酶在代谢中的作用试管编号试管编号1234实验原理实验原理 第一步第一步第二步第二步 观观 察察 现象现象 将点燃的卫生将点燃的卫生香香放在液面上放在液面上 原原 因因结结 论论 过氧化氢在高温或过氧化氢在高温或FeFe3 3或过氧化氢酶的作用下或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气都
4、可分解成水和氧气 每支试管各加入每支试管各加入2 2 mLmL 3% 3%的的H H2 2O O2 2溶液溶液 90 90 热水浴热水浴滴加滴加2 2滴滴3.5%FeCl3.5%FeCl3 3溶液溶液用滴管加用滴管加2 2滴质滴质量分数为量分数为20%20%肝肝脏研磨液脏研磨液观察气泡冒出情况，并记录观察气泡冒出情况，并记录不明显不明显 少少较多较多最多最多不复燃不复燃不复燃不复燃复燃复燃燃烧剧烈燃烧剧烈没有生没有生成氧气成氧气生成了少生成了少量氧气量氧气 生成了较多生成了较多氧气氧气生成了大量氧气生成了大量氧气1 1、过氧化氢在不同条件下分解速率不同；、过氧化氢在不同条件下分解速率不同；2
5、2、在酶的作用下分解速率最快、在酶的作用下分解速率最快实验过程的变量及对照实验实验过程的变量及对照实验1 1、变量：、变量：自变量：自变量：因变量：因变量：无关变量：无关变量：2 2、对照实验：、对照实验：实验过程中可以变化的因素称为实验过程中可以变化的因素称为变量。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。除了自变量，实验过程中还可能存在一些可除了自变量，实验过程中还可能存在一些可变因素，对实验结果造成影响。变因素，对实验结果造成影响。生物实验设计的基本原则：生物实验设计的基本原则： 单一变量原则；对照性原则；等量性原则单一变量原则；对
6、照性原则；等量性原则一、酶在代谢中的作用一、酶在代谢中的作用除了除了一个因素一个因素以外，以外，其余因素其余因素都都保持不变保持不变的实验；的实验；一般要设置一般要设置对照组对照组和和实验组实验组。试管编号说明说明12343%3%的的 H H2 2O O2 2 溶液溶液2ml2ml2ml2ml反应条件反应条件常温常温9090 2 2滴滴FeClFeCl3 32 2滴肝脏滴肝脏研磨液研磨液结果结果 无关无关变量变量自变自变量量因变因变量量对对照照组组实实验验组组实实验验组组实实验验组组分辨出哪个是自变量、因变量、无关变量；分辨出哪个是自变量、因变量、无关变量；哪些是对照组、实验组哪些是对照组、实
7、验组反应物反应物反应物反应物产物产物产物产物反应进程反应进程反应进程反应进程能能能能量量量量各条件使反应加快的本质各条件使反应加快的本质提高分子的能量提高分子的能量活活化化能能 加热加热7 7、实验分析、实验分析（1）加热：）加热： 活化能：活化能：分子从分子从常态常态转变为转变为容易发生化学反应容易发生化学反应的的活跃状态活跃状态所需要所需要的能量。的能量。活跃状态活跃状态常态常态一、酶在代谢中的作用一、酶在代谢中的作用（3 3）酶：）酶：同无机催化相比，酶同无机催化相比，酶能更能更显著地降低化学反显著地降低化学反应的活化能，催化效率应的活化能，催化效率更高更高。反应物反应物产物产物反应进程
8、反应进程能能量量活活化化能能. 无机无机催化剂催化剂酶酶一、酶在代谢中的作用一、酶在代谢中的作用（2）Fe3+： 降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能酶的作用及原理酶的作用及原理一、酶在代谢中的作用一、酶在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。酶的本质酶的本质二、酶的本质二、酶的本质二、酶的本质二、酶的本质 巴斯德以前：巴斯德以前：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。二、酶的本质二、酶的本质（2 2）巴斯德）巴斯德 微生物学家微生物学家:（3 3）李比希）李比希 化学家
9、化学家: 发酵与活细胞有关发酵与活细胞有关, ,发酵发酵是整个细胞而不是细胞中是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。的某些物质在起作用。引起发酵的是细胞中的某引起发酵的是细胞中的某些物质些物质, ,但是这些物质只但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。后才能发挥作用。存在争论存在争论二、酶的本质二、酶的本质 加压过滤加压过滤酵母细胞研磨酵母细胞研磨（4 4）毕希纳）毕希纳 化学家化学家 过程：过程：加水搅拌加水搅拌含酵母细胞的提取液含酵母细胞的提取液加入葡萄糖加入葡萄糖现象：现象：冒出气泡冒出气泡结论：结论：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞酵母细胞中的某
10、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破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。这种物质是一样。这种物质是酿酶酿酶。二、酶的本质二、酶的本质（5 5） 萨姆纳萨姆纳 美国美国 19261926年从刀豆中提取脲酶实验。年从刀豆中提取脲酶实验。结论结论: : 酶为蛋白质。酶为蛋白质。尿素尿素 氨氨 二氧化碳二氧化碳脲酶脲酶二、酶的本质二、酶的本质共获共获19891989年诺年诺贝尔化学奖贝尔化学奖 切赫切赫奥特曼奥特曼发现：少数发现：少数RNARNA也有催化作用也有催化作用（6 6）切赫和奥特曼）切赫和奥特曼（美国）（美国）20C 80th 20C 80th : :二、酶
11、的本质二、酶的本质现象或实验现象或实验推论或结论推论或结论斯帕兰扎尼实斯帕兰扎尼实验验巴斯德实验巴斯德实验李比希实验李比希实验毕西纳实验毕西纳实验萨姆纳实验萨姆纳实验切赫和奥特曼切赫和奥特曼实验实验小结小结探索酶的发现历程探索酶的发现历程发酵与发酵与活细胞活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用某些物质在起作用 引起发酵的是细胞中的某些引起发酵的是细胞中的某些物质物质，但是这些物质只有，但是这些物质只有在酵母细胞死亡后才能发挥作用在酵母细胞死亡后才能发挥作用 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后
12、继续起 催化作用催化作用，就象在活酵母细胞中一样，就象在活酵母细胞中一样 酶是蛋白质酶是蛋白质少数的少数的RNA具有具有催化作用催化作用酶是酶是活细胞活细胞产生的一类具有产生的一类具有催化作用催化作用的的有机物有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是其中绝大多数是蛋白质，少数是RNARNA。鸟类的胃是既有物理性消化，也有化学性消化鸟类的胃是既有物理性消化，也有化学性消化酶是酶是活细胞活细胞产生的具有产生的具有生物催化作用生物催化作用的的有机物有机物。其中绝大多数酶是蛋其中绝大多数酶是蛋白质少数是白质少数是RNARNA。来源（红细胞除外）来源（红细胞除外）作用（作用（降低活化能降低活化能）酶的化学成分酶的化学成分二、酶的本质二、酶的本质作用作用的场所：的场所： 细胞内或细胞外、生物体外细胞内或细胞外、生物体外
