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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 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶酶的作用和本质酶的作用和本质（1）实验中为什）实验中为什么要把肉块放入金么要把肉块放入金属笼内？属笼内？（2）本实验要解）本实验要解决什么问题？肉块决什么问题？肉块为什么会消失？如为什么会消失？如何证明你的推测？何证明你的推测？讨论：讨论：细胞代谢：细胞代谢：细胞中每时每刻进行的化细胞中每时每刻进行的化学反应的统称。学反应的统称。酶和细胞代谢有关系吗？酶和细胞代谢有关系吗？酶有怎样的作用？酶有怎样的作用？比较过氧化氢在不同条件下的分解速率实验原理：过氧化氢酶和Fe3能催化过氧化氢
2、产生水和氧。目的要求：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用及意义。实验器材：3.5%的氯化铁溶液，20%的新鲜猪肝研磨液，3%的过氧化氢溶液，卫生香。2H2O2 2H2O + O2试管编号1234加入3%的过氧化氢水浴氯化铁溶液肝脏研磨液点燃的卫生香试管液面上方现卫生香象气泡步骤及记录2ml2ml2ml2ml2滴滴Fecl32滴肝脏滴肝脏研磨液研磨液90 不明显不明显快速、快速、复燃复燃复燃复燃少量少量最多最多较多较多比较过氧化氢在不同条件下的分解速率：比较过氧化氢和Fe3+的催化效率 新鲜猪肝或萝卜细胞等活细胞中均含有过氧化氢酶，Fe3+是一种无机催化剂，以及加热都可
3、以催化过氧化氢分解成水和氧.分别用一定数量的过氧化氢酶和Fe3+催化过氧化氢分解成水和氧，可以比较两者催化效率。经计算，用质量分数为3.5%的氯化铁溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液做实验，每滴氯化铁溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。对现象的分析：1）与）与1号试管相比，号试管相比，2号试管产生的气泡较多，这一现象说明号试管产生的气泡较多，这一现象说明了什么？了什么？2）3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？3）3号试管和号试管和4号试管相比，号试管相比，4号试管中反应速率快，说明了什号试管中反应速率
4、快，说明了什么？么？2号试管加热，促进过氧化氢分解，提高反应速率；Fecl3中Fe3+和新鲜肝脏研磨液中过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率，反应所需的活化能活化能降低了；过氧化氢酶比催化效率高的多，酶降低活化能的作用更显著2020摄氏度测得过氧化氢分解的活化能摄氏度测得过氧化氢分解的活化能条件条件活化能活化能kj/mol没有催化剂催化没有催化剂催化用用Fe3+催化催化过氧化氢酶催化过氧化氢酶催化755429催化剂催化作用的本质是什么？催化剂催化作用的本质是什么？降低化学反应活化能降低化学反应活化能活化能：分子从常态活化能：分子从常态转变为容易发生化学转变为容易发生化学反应的活跃状态所需反应的
5、活跃状态所需要的能量。要的能量。 同无机催化剂相比较，酶降低活化能的作同无机催化剂相比较，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。使得细胞代谢用更显著，因而催化效率更高。使得细胞代谢才能在温和条件下进行。才能在温和条件下进行。酶酶使使活活化化能能降降低低能能量量反应过程反应过程没有酶催化没有酶催化有酶的催化有酶的催化二、酶的本质二、酶的本质资料分析：关于酶本质的探索资料分析：关于酶本质的探索巴斯德之前巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德巴斯德发酵与活细胞有关，发发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用胞中某些
6、物质起作用引起发酵的是细胞中的引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用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继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳萨姆纳酶是蛋白质酶是蛋白质李比希李比希少数少数RNARNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能切郝、奥特曼切郝、奥特曼来源来源功能功能化学本质化学本质多数是蛋白质类化合多数是蛋白质类化合物，少数是物，少数是RNA。活细胞产生的活细胞产生的催化剂催化剂 酶是酶是
7、活细胞产生活细胞产生的具有的具有催化作用催化作用的的有机物有机物酶的本质酶的本质一一、酶具有高效性、酶具有高效性1221少量肝脏少量肝脏研磨液研磨液 比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的的 倍。倍。又如：将唾液稀释又如：将唾液稀释1010倍与用唾液原液催化倍与用唾液原液催化淀粉水解的效果相同。淀粉水解的效果相同。107 1013酶的高效性保证了细胞内酶的高效性保证了细胞内 化学反应的顺利进行化学反应的顺利进行 能量供应的稳定能量供应的稳定 酶具有高效性的意义：酶具有高效性的意义：探究淀粉酶
8、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 淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在-淀粉淀粉淀粉淀粉酶的催化作用下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗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。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，生成砖糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。红色的沉淀。 现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催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？你又化哪
9、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？怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液实实验验步步骤骤一一二二三三实验实验现象现象结论结论试管下半部浸入试管下半部浸入6060左右的热水中左右的热水中, ,分别分别加入加入淀粉酶淀粉酶2 2滴，振荡，反应滴，振荡，反应5min5min2号试管中加入号试管中加入2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林试剂加入斐林试剂 振荡振荡约约60水浴水浴2min1号试管中加入号试管中加入2mL淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色无变化无变化棕色棕色砖红色沉淀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
10、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。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每一种酶只能催化每一种酶只能催化 化学反应。化学反应。v细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 是分不开的。是分不开的。 二、酶具有专一性二、酶具有专一性一种或一类一种或一类 4000专一性专一性v目前发现的酶有目前发现的酶有 多种多种, ,它们分别催化不它们分别催化不同的化学反应同的化学反应。三、酶的作用条件较温和三、酶的作用条件较温和要有合适的温度要有合适的温度要有合适的要有合适的pH 从上面进行的
11、实验我们看出进行实验需要一从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件，比如淀粉酶定的条件，比如淀粉酶60左右最好。左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的活性？的活性？酶活性：酶对化学反应的催化效率。酶活性：酶对化学反应的催化效率。实验一实验一探究温度对淀粉酶活性的影响探究原理探究原理淀粉遇碘变蓝色，淀粉酶在适宜的条件下可以使淀粉水解成麦芽糖，麦芽糖遇碘不变蓝。目的要求目的要求探究不同温度对淀粉酶活性的影响材料用具材料用具质量分数为2的新配制的淀粉酶溶液、质量分数为3的可溶性淀粉溶液(适宜温度60度左右)、热水、蒸馏水、碘液、试管、量筒、滴管
12、、试管夹、酒精灯、三脚架、石棉网、温度计、火柴。探究温度对淀粉酶活性的影响探究温度对淀粉酶活性的影响淀粉溶液淀粉溶液 实验实验步骤步骤一一二二三三四四实验现象实验现象结论结论2号试管号试管3号试管号试管1号试管号试管试管各加入试管各加入2mL淀粉溶液淀粉溶液加热至加热至60，保温约保温约5min保持保持0冰水冰水中保温约中保温约5min加热至加热至100，保温约，保温约5min各加入两滴碘液各加入两滴碘液振荡振荡加入淀粉酶加入淀粉酶2滴，振荡，反应约滴，振荡，反应约5min不变蓝不变蓝不变蓝不变蓝不变蓝不变蓝温度对酶的催化效率无影响温度对酶的催化效率无影响温度对酶的催化效率无影响温度对酶的催化
13、效率无影响注注意意注注意意1、取3支洁净的试管，编上1、2、3号，并且分别注入1ml新鲜的淀粉酶溶液；2、将3支试管分别放入60左右的热水、沸水和冰水中，维持各自的温度8分钟；3、取另外三只试管并编号1、2、3号，向3支试管中各注入2ml可溶性淀粉溶液，本别在60左右的热水、沸水和冰水中维持各自的温度5分钟；4、将1倒入1中、2倒入2中、3倒入3中，振荡摇匀后，维持各自的温度5分钟；5、向3支试管中各滴入2滴碘液，然后振荡摇匀；6、观察并记录这3支试管中溶液颜色的变化情况。结果：1号无颜色变化，2号和3号出现蓝色在最适温度的两侧，反应速率都比较在最适温度的两侧，反应速率都比较较高的温度容易使酶
14、的较高的温度容易使酶的 遭到破坏遭到破坏而失去而失去 。每种酶都有自己的每种酶都有自己的低低活性活性最适温度最适温度空间结构空间结构探究探究pH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响探究原理探究原理新鲜的肝脏中含有较多的过氧过氢酶，在适宜的温度和pH下，过氧化氢酶催化过氧化氢分解产生氧气。目的要求目的要求探究不同pH对过氧化氢酶活性的影响材料用具材料用具新鲜的质量分数为2的肝脏研磨液、体积分数为3的过氧化氢溶液、质量分数为5的盐酸，质量分数为5的aOH溶液、试管、量筒、大烧杯、滴管、试管夹、酒精灯、三脚架、石棉网、温度计、火柴、卫生香。过氧化氢过氧化氢溶液溶液实验实验步骤步骤一一二二三三
15、四四实验现象实验现象结论结论探究探究pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响 2号试管号试管1号试管号试管3号试管号试管试管各加入试管各加入2mL过氧化氢溶液过氧化氢溶液蒸馏水蒸馏水 2mL体积分数为体积分数为5%的盐酸的盐酸2mL质量分数为质量分数为5%的的NaOH 2mL加入过氧化氢酶加入过氧化氢酶2滴，振荡，放入滴，振荡，放入37左右温水左右温水维持持2min各加入几滴过氧化氢酶溶液，各加入几滴过氧化氢酶溶液，23min后后将点燃的卫生香分别放入试管中将点燃的卫生香分别放入试管中无明显变化无明显变化无明显变化无明显变化复燃复燃只有在适合的只有在适合的只有在适合的只有在适合的p
16、HpHpHpH下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好1、取3支洁净的试管，编上号1、2、3，并且分别注入1ml新鲜的肝脏研磨液；2、向1号试管注入1ml蒸馏水，2号试管注入1mNaOH溶液，3号试管注入1ml盐酸，然后将3支试管放入3740左右的温水中，保温5分钟；3、向3支试管中分别注入2ml过氧化氢溶液，振荡摇匀，维持各自的温度2分钟；4、将点燃的卫生香分别放入这3支试管内液面的上方，观察哪支试管中的卫生香燃烧猛烈。结果：1号试管中卫生香燃烧猛烈，2号和3号不出现复燃现象过氧化氢酶过氧化氢酶在最适合的在最适合的pH下，下，酶的活性酶的活性 最高最高空间结构
17、空间结构在过酸过碱的条件下，都会使酶的在过酸过碱的条件下，都会使酶的 遭遭到破坏而失去到破坏而失去 。活性活性 高温、低温、过酸和过碱对酶活性高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？的影响其本质相同吗？ 不同，过酸、过碱或温度过高，会不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜活；低温使酶活性明显下降，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：酶的特性：具有高效性具有高效性具有专一性具有专一性作用条件较温和作用条件较温和 要有合适的温度要有合适的温度 要有合适的要有合适的pH总
18、结：总结：比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3 3的催化效率的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用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温度对淀粉酶活性的影响pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响 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：反应物充足，、酶的浓度：反应物充足，反应速率随酶浓度的升高而反应速率随酶浓度的升高而加快。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，反应速率随浓范围内，反应速率随浓 度的升高而加快，但达度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率到一定浓度，反应速率 不再变化不
19、再变化酶酶促促反反应应速速率率底物浓度底物浓度2 2、pHpH酶酶促促反反应应速速率率酶浓度酶浓度课堂练习：课堂练习：1.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是 A.A.所吃食物不能消化所吃食物不能消化 （ ） B.B.胃没有排空胃没有排空C.C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降体温超过合适温度，消化酶的活性下降D.D.吃药使人没有了胃口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，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（主要原因是（ ）A.pHA.pH不适合不适合B.B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了胃中
20、已经起了消化作用，不能再起作用了C.C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用D.D.小肠中没有蛋白质可被消化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（能够使唾液淀粉酶水解的是（ ）A.A.淀粉酶淀粉酶 B.B.脂肪酶脂肪酶C.C.蛋白酶蛋白酶 D.D.肽酶肽酶 4.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（ ）A.A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物B.B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变化学反应前后，酶的化学性质和数量不变C.C.酶的催化效率很高，但易
21、受温度和酸碱度影响酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响D.D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力一旦离开活细胞，酶就失去催化能力CD5.5.5.5.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：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 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）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？奶渍和血渍？奶渍和血渍？（2 2 2 2）使用这种洗衣粉为什么要
22、用温水？）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？）使用这种洗衣粉为什么要用温水？（3 3 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）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？（衣料？（衣料？（ ） A.A.A.A.化纤化纤化纤化纤 B.B.B.B.纯毛纯毛纯毛纯毛 C.C.C.C.纯棉纯棉纯棉纯棉 D.D.D.D.真丝真丝真丝真丝（4 4 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）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？还可以加入什么酶？还可以加入什么酶？B D脂肪酶脂肪酶
