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1、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,酶的作用和本质,（1）实验中为什么要把肉块放入金属笼内？（2）本实验要解决什么问题？肉块为什么会消失？如何证明你的推测？,讨论：,细胞代谢：,细胞中每时每刻进行的化学反应的统称。,酶和细胞代谢有关系吗？酶有怎样的作用？,一般洗衣粉不易清除衣物上的奶渍,但生物活性洗衣粉则可以,一生物活性洗衣粉包装盒上印有以下资料:成分:蛋白酶0.2%,清洁剂15%.用法:洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内一段时间,使用温水效果最佳。切勿用60度以上的热水。注意,切勿用于丝质及羊毛衣料;用后须彻底清洗双手。,想一想：,1.为什么此洗衣粉不能用于丝质
2、及羊毛衣料？2.为什么加酶洗衣粉能较易清除衣服上的奶渍？,试一试：,实验目的：验证加酶洗衣粉的去污效果显著材料：有奶渍的布料，加酶洗衣粉，普通洗衣粉，脸盆，水，量勺 请同学们根据实验目的及所给的实验材料设计实验步骤,参考：,1、取两块质地、奶渍含量相同的布料，进行编号（1号、2号）。2、取两只脸盆进行编号（1号、2号），放入等量的 水，在1号脸盆里放入2勺加酶洗衣粉，在2号脸盆 里放入2勺普通洗衣粉。进行充分的搅拌，溶解。3、将1号布料放入1号脸盆，2号布料放入2号脸盆，观 察奶渍去除情况。,一、实验设计,实验设计中要注意的几个问题：（1）实验采取的方法（2）控制变量,对照实验,实验变量（自变
3、量）：酶(洗衣粉种类)反应变量（因变量）：奶渍的去除效果无关变量：水，布料等,单一变量原则,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。,步骤及记录,2ml,2ml,2ml,2ml,2滴Fecl3,2滴肝脏研磨液,90,不明显,快速、复燃,复燃,少量,最多,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，F
4、e3+是一种无机催化剂，以及加热都可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1号试管相比，2号试管产生的气泡较多，这一现象说明了什么？2）3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？3）3号试管和4号试管相比，4号试管中反应速率快，说明了什么？,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
5、酶都能加快过氧化氢分解的速率，反应所需的活化能降低了；,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,20摄氏度测得过氧化氢分解的活化能,条件,活化能kj/mol,没有催化剂催化,用Fe3+催化,过氧化氢酶催化,75,54,29,催化剂催化作用的本质是什么？,降低化学反应活化能,活化能：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。,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。使得细胞代谢才能在温和条件下进行。,酶使活化能降低,能量,反应过程,二、酶的本质,资料分析：关于酶本质的探索,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，
6、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,少数RNA也具有生物催化功能,切郝、奥特曼,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,酶的本质,一、酶具有高效性,比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率,事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。又如：将唾液稀释10倍与用唾液原液催化淀粉水解的效果相同。,107 1013,酶的高效性保证了细胞内 化学反应的顺利进行 能量供应的稳定,酶具有高效性的意义：,探究淀粉酶对
7、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。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，生成砖红色的沉淀。,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？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？,试管下半部浸入60左右的热水中,分别加入淀粉酶2滴，振荡，反应5min,2号试管中加入2mL蔗糖溶液,加入斐林试剂,振荡,约60水浴2min,1号试管中加入2mL淀粉溶液,蓝色,无变化,棕色,砖红色沉淀,淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。,探究淀粉
8、酶对淀粉和蔗糖的水解作用,每一种酶只能催化 化学反应。,细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 是分不开的。,二、酶具有专一性,一种或一类,4000,专一性,目前发现的酶有 多种,它们分别催化不同的化学反应。,三、酶的作用条件较温和,要有合适的温度,要有合适的pH,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60左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的活性？,酶活性：酶对化学反应的催化效率。,请你来探究,实验一探究温度对淀粉酶活性的影响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。目的要求探究不同温度对淀粉酶活性的影响材料用具质量分数
9、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、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,2号试管,3号试管,1号试管,试管各加入2mL淀粉溶液,加热至60，保温约5min,保持0冰水中保温约5min,加热至100，保温约5min,各加入两滴碘液,振荡,加入淀粉酶2滴，振荡，反应约5min,不变蓝,不变蓝,不变蓝,温度对酶的催化效率无影响,注意,注意,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
10、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,低,活性,最适温度,空间结构,探究pH对过氧化氢酶活性的影响,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。目的要求探究不同pH对过氧化氢酶活性的影响材料用具新鲜的质量分数为2的肝脏研磨
11、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。,探究pH对过氧化氢酶活性的影响,2号试管,1号试管,3号试管,试管各加入2mL过氧化氢溶液,蒸馏水 2mL,体积分数为5%的盐酸2mL,质量分数为5%的NaOH 2mL,加入过氧化氢酶2滴，振荡，放入37左右温水维持2min,各加入几滴过氧化氢酶溶液，23min后将点燃的卫生香分别放入试管中,无明显变化,无明显变化,复燃,只有在适合的pH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、
12、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,最高,空间结构,活性,高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？,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。,酶的特性：具有高效性具有专一性作用条件较
13、温和 要有合适的温度 要有合适的pH,总结：,比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率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pH对过氧化氢酶活性的影响,思考：,1.课本建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，为什么？,因为温度对淀粉酶活性的影响较大，pH对过氧化氢酶的影响较大。这样做实验的现象才明显。,2.在测定淀粉酶的专一性时，为什么要用到蔗糖溶液？,设置对照实验。,影响酶促反应速率的因素：,1、温度,3、酶的浓度：反应物充足，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，反应速率随浓 度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率 不再
14、变化,2、pH,酶促反应速率,酶浓度,课堂练习：,1.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 2.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,3.能够使唾液淀粉酶水解的是（）A.淀粉酶 B.脂肪酶C.蛋白酶 D.肽酶 4.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（）A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力,C,D,5.加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，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）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些 衣料？（）A.化纤 B.纯毛 C.纯棉 D.真丝（4）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？,B D,脂肪酶,
