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1、生物要生存必须要获取能量，植物吸收光能，动物（植食，肉食）摄取有机物中的能量,第5章 细胞的能量供应和利用,第1节 降低化学反应活化能的酶,问题探讨,斯帕兰扎尼实验过程：现象：推测：如何证明推测：本实验能证明：,问题探讨,肉块放入小金属笼内，让鹰吞下,肉块消失了,是胃内的化学物质将肉块分解了,收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解,胃具有化学消化的作用,排除物理性消化,为什么将肉块放入金属笼内？,1.细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多 化学反应，统称为细胞代谢，它是生命活动的基础。,一、酶的作用和本质,2H2O2,2H2O+O2,？,实验,1、常温下反应2、加热3、Fe3+
2、做催化剂4、过氧化氢酶,2.酶在细胞代谢中的作用,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,3%,3%,3%,常温,90,FeCl3,肝脏研磨液,2滴,2滴,过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快,反应条件,H2O2 浓度,剂量,剂量,气泡产生,带火星的木条,对照组,实验组,实验,实验步骤：P79,比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,对照实验,单一变量原则,等量原则,增大酶与过氧化氢的面积,加FeCl3和过氧化氢酶不能用同一只滴管,不明显,少量,较多,大量,不复燃,不复燃,变亮,复燃,控制变量与对照实验：,自变量：实验中 的变量。因变量：随 而变化的变量。无关
3、变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一 些，对 造成影响。,实验设计的基本原则：对照性原则；单因子变量原则；等量性原则；科学性原则,对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。对照实验一般要设置对照组与实验组。,人为控制改变,自变量,实验结果,可变因素,变量：实验过程中可以变化的因素。,问题质疑：,？,1、与1号试管相比，为什么2号试管加热后过氧化氢就能分解？,加热使反应加快的本质：使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。,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,降低了化学反应的活化能,2、FeCl3中Fe3+和肝脏研磨液的过
4、氧化氢酶都能加快过氧化氢分解，原因与2号试管的相同吗？,酶更显著地降低化学反应的活化能,酶使活化能降低,能量,反应过程,酶并未供给过氧化氢能量，而是降低了过氧化氢分解反应的活化能。,同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更明显，因而催化效率更高。,酶的作用原理：降低反应的活化能,作用：催化作用 原理：降低化学反应的活化能意义：使得细胞代谢能在温和的条件下快速进行,小结：酶在细胞代谢中的作用,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,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
5、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,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,3.酶的本质,（1）探索历程,酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。,绝大多数酶是蛋白质,少数的酶是RNA.,作用场所：酶在活细胞中产生，但可以在细胞内，细胞外甚至在体外起作用,注,（2）酶的本质,特别提醒,练习题：酶知识的正误辨析，并说明理由,1.具有分泌功能的细胞才能产生,2.酶的化学本质是蛋白质,正确：凡是活细胞都能长生（不考虑成熟红细胞）,正确：有机物（或多数是蛋白质，少数是RNA）,3.酶具有调节、催化等多种功能,4.酶有的来源于食
6、物,正确：酶只起催化作用,正确：生物体内合成,（X）,（X）,（X）,（X）,二 酶的特性,比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率,酶的催化效率是无机催化剂的1071013 倍,1 酶具有高效性,酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行,意义：,含义：,无机催化剂既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。口腔里有唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化。,由上述资料大胆的提出问题，作出你的假设。,酶具有专一性,含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应,2 酶具有专一性,锁钥关系,注意：1 酶作为催化剂在反应前后质量和结构是不变的 2
7、 无机催化剂没有专一性这一特点,涉及到酶的命名，例：蛋白酶、淀粉酶、蔗糖酶、脂肪酶,催化脂肪酶水解的酶是？,意义：使细胞代谢有条不紊地进行,2、酶具有专一性,模型中A代表某类酶，B代表反应底物，C和D代表反应产物。这个模型的含义是：,每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应酶的专一性解释常用“锁和钥匙学说”，如图所示：,酶A与底物B专一性结合，催化反应的发生，产生了产物C和D。这个模型揭示了酶的专一性。,有,无,无,有,广东省四会市四会中学方仲扬,实验：酶具有专一性,3 酶的作用条件较温和,？,无机催化剂可在高温，高压，强酸，强碱条件下进行，酶需要什么条件呢,酶活性：酶对化学反应的催化效率,科
8、学探究步骤,提出问题,作出假设,设计实验,进行实验,分析结果,表达与交流,（温度/pH 会影响酶的活性吗？）,（温度/pH 会影响酶的活性）,（设计方案、预期结果）,（按预定方案进行实验）,（分析实验结果，得出结论：）,（总结，写实验报告并适当交流）,影响酶活性的条件,3%可溶性淀粉溶液、2的淀粉酶溶液、沸水、60水、冰水5HCl、5NaOH、蒸馏水、斐林试剂,提供的材料,讨论实验设计方案,温度对酶活性的影响,摇匀混合，放置各自温度反应5min,结论：淀粉酶在60 中活性最强,无砖红色,无砖红色,变砖红色,摇匀混合，50-65 水浴加热,1、在温度对酶活性影响的实验中，为什么要在加入淀粉酶溶液
9、之前控制好各自的温度？,防止在控制温度之前淀粉酶已将淀粉水解，从而失去对照作用，影响实验效果。,问题讨论,0,最适温度,t/,/mmol.s-1,酶活性受温度影响示意图,一般地，动物体内的酶最适温度在3540之间；植物:4050之间 细菌和真菌最适温度差别较大，有的达70。,温度对酶活性的影响,酶活性,1 在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强；,2 达到最适温度时，酶的活性最高；,3 超过最适温度时，随着温度的继续升高，酶的活性逐渐下降。,4 温度过高会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，温度过低只降低酶活性，不破坏酶,P,pH对酶活性的影响,蒸馏水1mL,5%NaOH1mL,5%
10、HCl1mL,2ml,2ml,2ml,2mL,摇匀混合，放置在60水浴中反应5min,砖红色沉淀,无砖红色沉淀,无砖红色沉淀,淀粉酶在中性条件中活性最强,2mL,2mL,摇匀混合，50-65 水浴1min,问题讨论,2、pH对酶活性影响的实验中，能不能先加淀粉溶液和淀粉酶溶液，后加蒸馏水、氢氧化钠、盐酸？为什么？,不能，这样可能在改变溶液pH之前淀粉酶已将淀粉水解，从而影响实验效果。,一般地，动物体内的酶最适pH在6.58.0之间；但是胃蛋白酶的最适pH为1.5;植物体内的酶最适pH在4.56.5之间；,pH对酶活性的影响,1 在一定范围内，随着pH的升高，酶的活性逐渐增强；,2 达到最适pH
11、时，酶的活性最高；,3 超过最适pH时，随着pH的继续升高，酶的活性逐渐下降。,4 过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活,Q,不同酶的最适pH不同,通过探究温度、pH对酶活性影响的实验结果,酶的作用条件温和,温度过高、过低；pH过酸、过碱都会影响酶的活性,原因：绝大多数酶是蛋白质，蛋白质受温度，pH值的影响,总结 酶的特性,1 酶具有高效性,2 酶具有专一性,3 酶的作用条件较温和,酶促反应速率,指单位时间内反应物的消耗量或生成物的生成量,(mmol/s),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
12、随浓 度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率 不再变化,前提：酶量一定,2、pH,前提：底物充足,酶数量的限制（酶达到饱和）,（1）A点：随着反应底物浓度的增加，反应速率加快。B点：反应速率在此时达到最高。C点：反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平。,(1),课本P86的拓展题1.,（2）如果A点时温度升高10，曲线上升的幅度变小。因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。,（3）该曲线表明，B点的反应底物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快。,2.细胞内合成酶的主要
13、的场所是（）A.细胞质 B.线粒体 C.核糖体 D.内质网,C,3.能水解脂肪酶的酶是A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.麦芽糖酶,B,1.酶的基本组成单位是（）A.氨基酸 B.核苷酸 C.核糖核苷酸 D.A或C,D,课堂练习：,4.人在发高烧时，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 5.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,7、加酶洗衣粉中一般
14、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）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？,脂肪酶,酶高效性的曲线（1）催化剂可加快化学反应速率，与无机催化 剂相比，酶的催化效率更高。（2）酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。（3）酶只能催化已存在的化学反应。,（酶B）,2、酶具有专一性,底物A浓度,反应速率,4.激活剂和抑制剂 酶的活性常受到某些物质影响，有些物质能增加酶的活性，称为酶的激活剂；另一些物质则降低酶的活性，称为抑制剂。很少量的激活剂或抑制剂就会影响酶的活性，而且常具有特异性（值得注意的是激活剂和抑制剂不是绝对的，有些物质在低浓度时为某种酶的激活剂，而在高浓度时则成为该酶的抑制剂，NaCl是唾液淀粉酶的激活剂，但NaCl浓度到1/3饱和度时就可抑制唾液淀粉酶的活性）。,
