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1、1,第1节 降低化学反应活化能的酶,一 酶的作用和本质,1,1,1,1.这个实验要解决什么问题？,斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用,鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学消化。,问题探讨,78页,2.实验中为什么要把肉块放入金属笼内？,排除鸟类的胃只有物理性消化的可能,1,问题探讨,78页,4.怎样才能证明你的推测？,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。,是胃内的化学物质将肉块分解了。,3.是什么物质使肉块消失了？,1,1、合成有用物质 2、分解有害物质,细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为,细胞代谢,场所：细胞中本质：化学反应意义：细胞生命活动的基础,1,组成生物体的细
2、胞内外环境是很温和的：常温、常压、水溶液环境、pH接近中性。而细胞内每时每刻都进行着各种生化反应，为什么这些生化反应能迅速有序地完成的呢？,酶,问题质疑：,？,在生物体外，许多化学反应的顺利进行需要一些条件，如高温、高压、强酸、强碱、催化剂等。细胞内是否具备这些条件呢？,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。,第一节 降低化学反应活化能的酶 一 酶的作用和本质,(一)、酶在细胞代谢中的作用,1,比较过氧化氢在不同条件下的分解,实验探究：,1,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，如过氧化氢。体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发（包括头发）
3、变白，会加速人体衰老，损害细胞。,资料：,1,细胞中的过氧化氢酶能将过氧化氢及时分解.过氧化氢酶在肝脏里含量较多。过氧化氢在体外能分解吗？需要什么条件？在体内分解和在外界分解情况有什么不一样吗？,1,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。,实验原理新鲜肝脏细胞中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶能催化H2O2的分解产生氧气；Fe3+可以催化过H2O2分解；加热可以促进H2O2分解氧气能使点燃卫生香燃烧猛烈,1,实验材料用具,新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液质量分数为3.5%的氯化铁溶液
4、量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计,2H2O2 2H2OO22H2O2 2H2OO22H2O2 2H2OO2,加热,酶,三氯化铁,1,对照原则:设计对照实验,一般既要设置对照组又要设置实验组。,单一变量原则：在对照实验中,除了要观察的变量发生变化外,其他变量都应保持相同。,实验设计原则:,1,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,3%,3%,3%,常温,90,FeCl3,肝脏研磨液,2滴,2滴,不明显,少量,较多,大量,不复燃,不复燃,变亮,复燃,过氧化氢在不同条件下分解速率不一样，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,
5、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：,1,实验讨论题79页1.2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。2.不能。3.说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。,1,实验讨论题79页4.4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。,1,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
6、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。,2、FeCl3中Fe3+和猪肝研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的原因与2号试管的相同吗？不同，2号试管分解速度慢。,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,1,酶降低化学反应活化能的图解,20摄氏度测得过氧化氢分解的活化能,催化剂催化作用的本质是什么？,降低化学反应活化能,1,加热加压相当于给汽车加大油门，加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道,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。,1,1,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
7、。,各条件使反应加快的本质：加热：Fe3+：酶：,提高分子的能量,降低化学反应的活化能,更显著地降低化学反应的活化能,1,酶是活细胞所产生的一类具催化作用的有机物。,大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。,2、请给酶下一个较完整的定义。,思考与讨论：,1、无机催化剂和酶具有什么异同点？,异：酶比无机催化剂催化效率高同：1、改变化学速率，本身不被消耗。2、降低活化能，使化学反应速率加快 3、缩短达到平衡时间，但不改变平衡点,1,阅读教材P81页,关于酶本质的探索,毕希纳，1907年获得了诺贝尔化学奖。,巴斯德，近代微生物学的奠基人。,李比希，德国著名化学家,美国生物化学家，1946年获得诺贝尔化学
8、奖,(二)、酶的本质,萨姆纳,1,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,脲酶是蛋白质,李比希,切赫、奥特曼,少数RNA也具有生物催化功能,1,资料分析-讨论1：巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？,1,资料分析-讨论2：2.巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么?这一争论对后人的进一步研究酶的本质起到了什么作用?,(1)巴斯德是
9、微生物学家，他主要强调生物体或细胞的整体作用。(2)李比希是化学家，倾向于从化学角度考虑问题。(3)他们的争论促使后人把对酶的研究目标集中在他们争论的焦点上,使科学研究更加有的放矢。,1,毕希纳的实验说明，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。,酵母细胞研磨,加水搅拌,加压过滤,含酵母细胞的提取液,加入葡萄糖,过程：,现象：冒出气泡，糖液变成了酒。,请分析一下毕希纳的研究过程，从毕希纳的实验可以得出什么结论？,资料分析-讨论3：,1,4.萨姆纳历时9年用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。,资料分析-讨论4
10、：,资料分析-讨论5：5.酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。,1,酶的本质,酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。,其中绝大多数酶是蛋 白质少数是RNA。,酶的来源,酶的功能,酶的化学 成分,降低活化能,酶是活细胞产生的，只能在活细胞中发挥作用吗？,酶在细胞内外都能发挥作用,1,本节课小结：,1、酶在细胞代谢中的作用降低化学反应活化能，是生物催化剂，同无机催化剂相比，催化效率更高。,1,2、酶的本质酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。,3、设计实验的原则：对照原则（知道并会设置对照组和试验组）单一变量原则（会确认和控制变量）,1,练习82页
11、一.基础题1.巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。李比希：引起发酵的是细胞中的某些物质，但是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。,1,2.提示：（1）细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要高效率地进行，酶的催化效率比无机催化剂高得多。（2）细胞内的化学反应需要在常温、常压、酸碱度适中等温和条件下进行，无机催化剂常常需要辅助以高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件才能有较高的催化效率。3.D。,1,二.拓展题-82页1.提示：
12、可用第2章中学过的鉴定蛋白质的方法。在萨姆纳之前，之所以很难鉴定酶的本质，主要是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。2.提示：（1）如四膜虫的rRNA前体具有催化活性。（2）目前已有发现具催化活性的DNA的报道。,1,1、大多数酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明（）A.大多数酶是由活细胞产生的 B.大多数酶是生物催化剂 C.大多数酶的化学本质是蛋白质 D.大多数酶的基本组成单位是多肽,练习巩固：,C,1,2、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,1,3.关于酶的叙述中,正确的是().A酶只有在生物体内才能起催化作用 B酶都有消化作用
13、C酶是活细胞产生的具有催化效率的有机物。D酶都是在核糖体上合成的,B,C,1,4在过氧化氢酶和Fe3+的催化效率比较的实验中，把肝脏制成研磨液的目的是（）。A有利于过氧化氢酶的释放 B保护过氧化氢酶 C提高过氧化氢酶的活性 D以上说法都不正确,A,1,520世纪80年代初，Cech 和Altman分别发现了具有催化功能的核酶，打破了酶只是蛋白质的传统观念，为此双双获得了1989年的诺贝尔化学奖。“核酶”是指某些（）。ADNA BRNA C染色体 D.ATP,B,1,6、下列关于酶的表述，全面而准确 的是（）A.酶不能脱离生物体起作用；B.酶是蛋白质；C.酶与无机催化剂没有本质区别；D.酶是活细胞产生的有催化作用的有机物。,D,1,7.同一个体内的各类活细胞所 含有的酶（）A.种类有差异，数量相同 B.种类有差异，数量不同 C.种类无差异，数量相同 D.种类无差异，数量不同,B,1,8.细胞内合成酶的主要的场所是（）A.细胞质 B.线粒体 C.核糖体 D.内质网,C,1,9.酶在水解过程中,通常能得到多肽,最后能得到氨基酸,这说明（）A.酶是由活细胞产生的B.酶是生物催化剂C.绝大多数酶的化学本质是蛋白质 D.酶的基本组成单位是多肽,C,
