1、第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶,第五章 細胞的能量供應(yīng)和利用,一 酶的作用和本質(zhì),斯帕蘭札尼的實驗,討論：1、這個實驗要解決什么問題？,2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？,3、怎樣才能證明你的推測？,鳥類的胃是否只有物理性消化， 沒有化學(xué)性消化,是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了,收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在 體外是否也能將肉塊分解了,一、細胞代謝,細胞中每時每刻都進行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細胞代謝。,二、酶在細胞代謝中的作用,2 H2O2 2 H2O + O2,1、常溫下反應(yīng) 2、加熱 3、Fe3+做催化劑 4、過氧化氫酶,一、細胞代謝,比較過氧化氫在不同條件下的分解速率,2ml,2ml,2ml,

2、2ml,3%,3%,3%,3%,常溫,90,FeCl3,肝臟研磨液,2滴清水,2滴清水,2滴,2滴,不明顯,少量,較多,大量,不復(fù)燃,不復(fù)燃,變亮,復(fù)燃,過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣,反應(yīng)條件,比較過氧化氫在不同條件下的分解速率,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,3%,3%,3%,常溫,90,FeCl3,肝臟研磨液,2滴清水,2滴清水,2滴,2滴,不明顯,少量,較多,大量,不復(fù)燃,不復(fù)燃,變亮,復(fù)燃,過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣,反應(yīng)條件,無關(guān)變量,對照組,實驗組,變量：實驗過程中可以變化的因素。,自變量：,因變量：,對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗。,

3、對照組：,實驗組：,人為改變的變量。,隨著自變量的變化而變化的變量。,無關(guān)變量：,分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能,二、酶在細胞代謝中的作用,一、細胞代謝,催化劑降低了反應(yīng)物 分子活化時所需的能量,非催化反應(yīng)和酶催化反應(yīng)活化能的比較Ea，活化能；G，自由能變化,正是由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和的條件下快速進行。,各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)： 加熱： Fe3+： 酶：,提高分子的能量,降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,二、酶在細胞代謝中的作用,一、細胞代謝,三、酶的本質(zhì),討論：,1、巴斯德和李比希的觀點 各是什么？有什么積極意義？ 各有什么局

4、限性？ 2、巴斯德和李比希出現(xiàn)爭論 的原因是什么？這一爭論對后人 進一步研究酶的本質(zhì)起到了什么 作用？,二、酶在細胞代謝中的作用,一、細胞代謝,畢希納實驗,3、從畢希納實驗可以 得出什么結(jié)論？,4、薩姆納研究哪種酶？ 你認為他成功的主要原 因是什么？,5、切赫和奧特曼有什 么新發(fā)現(xiàn)？,6、酶的本質(zhì)是什么？,三、酶的本質(zhì),二、酶在細胞代謝中的作用,一、細胞代謝,巴斯德之前,發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān),巴斯德,發(fā)酵與活細胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某些物質(zhì)起作用,引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用,畢希納,酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破

5、碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣,薩姆納,脲酶是蛋白質(zhì),李比希,切赫、奧特曼,少數(shù)RNA也具有生物催化功能,酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA。,三、酶的本質(zhì),二、酶在細胞代謝中的作用,一、細胞代謝,課堂小結(jié),一 細胞代謝 二 設(shè)計實驗的原則： 單一變量原則 設(shè)置對照實驗原則 三 酶的作用: 降低化學(xué)反應(yīng)活化能，提高化學(xué)反應(yīng)速率 四 酶的本質(zhì): 絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶,第五章 細胞的能量供應(yīng)和利用,二 酶的特性,復(fù)習(xí)：,1、人體細胞內(nèi)時刻進行上百萬次的化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)在常溫常壓下為何能如此快速、高效、有序、順

6、利進行的呢？,酶,2、化學(xué)反應(yīng)需要提供能量，使參加化學(xué)反應(yīng)的分子從常態(tài)變?yōu)榛钴S狀態(tài)，那么酶是否提供了能量而加快了反應(yīng)速率呢？,降低化學(xué)反應(yīng)活化能,3、酶的本質(zhì)？,酶大多是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA,酶是由活細胞產(chǎn)生的具有催化能力的有機物,無機催化劑和酶都可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，都可以提高化學(xué)反應(yīng)速率，那么哪個作用更顯著呢？如何用實驗來驗證 ？,請大家回憶上節(jié)課H2O2在不同條件下的分解的實驗！,實驗設(shè)計原則： 對照原則, 單一變量(單因子）原則,友情提示,說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率(活性)高得多。,比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率,為什么4號試管的反應(yīng)速率比3號試管快得多？,事實上，酶的

7、催化效率一般是無機催化劑的 倍。,107 1013,酶的高效性保證了細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進行。,酶具有高效性的意義：,上述實驗說明了：,一、酶具有高效性,你能用其他更簡捷的方法來驗證酶的高效性嗎？,淀粉和蔗糖都是非還原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解為麥芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解為葡萄糖和果糖。麥芽糖、葡萄糖、果糖均屬還原性糖。還原性糖能夠與斐林試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色的沉淀。,現(xiàn)在給你淀粉酶溶液，要觀察淀粉酶能催化哪種糖水解，應(yīng)該如何設(shè)計這個實驗？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？,探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用,分別加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60左右的熱

8、水中，反應(yīng)5min,2號試管中加入2mL 蔗糖溶液,加入斐林試劑,振蕩,約60水浴2min,1號試管中加入2mL 淀粉溶液,藍色,無變化,棕色,磚紅色沉淀,淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。,探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用,每一種酶只能催化 化學(xué)反應(yīng)。,細胞代謝能夠有條不紊，互不干擾地進行，與 酶的 是分不開的。,二、酶具有專一 性,一種或一類,4000,專一性,目前發(fā)現(xiàn)的酶有 多種,它們分別催化不同 的化學(xué)反應(yīng)。,一、酶具有高效性,分別加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60左右的熱水中，反應(yīng)5min,2號試管中加入2mL 蔗糖溶液,加入斐林試劑,振蕩,約60水浴2min,1號試管

9、中加入2mL 淀粉溶液,探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用,從上面進行的實驗我們看出進行實驗需要比較溫和的條件，比如淀粉酶在60左右最好。能不能設(shè)計一個實驗，來證明溫度會影響酶的催化效率（活性）？,你又該動腦筋了！,問題聚焦,1、選擇淀粉酶還是H2O2酶作為實驗材料？,三組，高溫，低溫和常溫！,2、我要設(shè)計幾組實驗？選擇幾個溫度？,淀粉酶。因為 H2O2受溫度影響也會分解,3、觀察指標怎么確定，選擇什么樣的鑒定試劑？,碘液，看是否變藍,以上設(shè)計有兩點錯誤:一是加入的可溶性淀粉溶液沒有遵循等量原則;二是試劑加入的順序錯誤2、3步應(yīng)互換。,以上設(shè)計是否有錯誤？,1號試管,2號試管,3號試管,加入淀粉

10、酶2滴，振蕩,試管各加入2mL淀粉溶液,藍色,保持0冰水中約5min,加熱至100，約5min,加熱至60， 約5min,各加入兩滴碘液,振蕩,無明顯現(xiàn)象,只有在一定溫度下酶的催化效率最好,藍色,探究溫度對淀粉酶活性的影響,除了注意對照實驗設(shè)計，還要注意實驗的順序，如果有時間，實驗組可等梯度多做幾組，得出的結(jié)果更準確。,低,活性,最適溫度,空間結(jié)構(gòu),動物：35-40攝氏度 植物 40-50攝氏度 細菌、真菌 差別較大,在合適的條件下將肉塊和蛋白酶放到一起,疑問：60時，為什么肉塊長時間不能被分解？,如何找到酶活性最高時的溫度？,通過以上實驗可以知道，酶在最適溫度下，活性最高。 那么PH值不同，對酶的活性有沒有影響呢？,你又要動腦筋了！,設(shè)計一個實驗，來探究pH會影響酶的催化效率（活性）？,以上設(shè)計缺少對照組。,以上設(shè)計是否科學(xué)？,1號試管,2號試管,3號試管,加入過氧化氫酶2滴，振蕩23min,試管各加入2mL過氧化氫溶液,無明顯變化,pH7,pH=12,pH2,將帶火星的衛(wèi)生香分別放入試管中,只有在適合的pH下酶的催化效率最好,復(fù)燃,無明顯變化,探究pH對過氧化氫酶活性的影響,過氧化氫酶,最高,空間結(jié)構(gòu),活性,動物體里的酶最適