1、第五章 第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶酶的本質(zhì)和作用,一、酶的發(fā)現(xiàn),相關(guān)知識(shí)介紹： 1、消化：在消化道內(nèi)將食物分解成為可以吸收的成分的過(guò)程。 2、消化方式： 物理消化：咀嚼、舌的攪拌、腸胃蠕動(dòng)等 化學(xué)消化：通過(guò)消化液中消化酶的作用，使食物中成分分解為可吸收的物質(zhì)。,討論： 1.斯巴蘭札尼的實(shí)驗(yàn)要解決什么問(wèn)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(cè)？,細(xì)胞代謝： 就是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱(chēng).,（是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)）,這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境條件是什么？,常溫常態(tài)的狀態(tài)下、有適合的生物催化劑酶,二、酶在細(xì)胞代謝中的作用,雙氧水,細(xì)胞代謝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生過(guò)氧化氫，過(guò)氧化氫對(duì)細(xì)

2、胞具有毒害作用，細(xì)胞的保護(hù)機(jī)制是什么？,實(shí)驗(yàn)：比較H2O2在不同條件下的分解1、原理：,2H2O2 2H2O+O2,新鮮肝臟細(xì)胞中含較多的H2O2酶,1.常溫 2.加熱（90 ） 3.FeCl3 4.加肝液,注意問(wèn)題：1、H2O2：2mL；FeCl3、肝液：2滴 2、滴管不能混用 3、觀察現(xiàn)象：釋放氣泡速率和帶火星衛(wèi)生香的復(fù)燃情況,2、方法步驟：,肝臟研磨液 滴入2滴,3,4,3,4,氯化鐵溶液 滴入2滴,3%H2O2 2ml,實(shí)驗(yàn)： 比較H2O2在不同條件下的分解,比較H2O2在不同條件下的分解,實(shí) 驗(yàn) 組,無(wú)關(guān)變量,對(duì)照組,自變量,因變量,不明顯 較 少 較 多 很 多 復(fù)燃 劇烈燃燒,討

3、論: 1.與1號(hào)試管相比,2號(hào)出現(xiàn)不同的現(xiàn)象?這一現(xiàn)象說(shuō)明什么? 2.在細(xì)胞內(nèi)能通過(guò)加熱提高反應(yīng)速率嗎?為什么？ 3.3號(hào)和4號(hào)未經(jīng)加熱,也有大量氣泡產(chǎn)生,這說(shuō)明什么? 4.3號(hào)與4號(hào)相比,4號(hào)試管中的反應(yīng)速率快?這說(shuō)明什么?為什么說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)順利進(jìn)行至關(guān)重要?,擴(kuò)充：,提高化學(xué)反應(yīng)速率的途徑： (1) 用加熱或光照給反應(yīng)體系提供能量。 (2) 使用催化劑。 那么，為什么使用催化劑可以提高反應(yīng)速率呢？ 酶與無(wú)機(jī)催化劑相比，具有哪些異同呢？,活化能 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(chēng)為活化能,酶與無(wú)機(jī)催化劑催化的共同點(diǎn),都能降低反應(yīng)的活化能，促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行 自身不

4、發(fā)生改變 只改變反應(yīng)速率，不影響反應(yīng)的平衡點(diǎn),一些化學(xué)反應(yīng)的條件,MnO2,濃H2SO4,乙醇,醋酸,乙酸乙酯,一般化學(xué)反應(yīng)的條件,（1）高溫（2）高壓 （3）強(qiáng)酸（4）強(qiáng)堿（5）催化劑,細(xì)胞內(nèi)外的環(huán)境 1.常溫 2.常壓 3.水溶液環(huán)境 4.pH接近中性,二、酶的本質(zhì)（一）探索,1857，巴斯德觀察到酵母細(xì)胞，認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，沒(méi)有細(xì)胞就不可能完成發(fā)酵。 李比希則堅(jiān)持認(rèn)為發(fā)酵物質(zhì)只有細(xì)胞死亡并裂解釋放后才能起作用。,畢希納利用含酶酵母提取液成功對(duì)葡萄糖進(jìn)行發(fā)酵，并將該物質(zhì)命名為釀酶。,思考： 從巴斯德研究的領(lǐng)域來(lái)看，他得出結(jié)論的出發(fā)點(diǎn)主要是什么？ 從李比希研究的領(lǐng)域來(lái)看，他得出結(jié)論的出發(fā)

5、點(diǎn)主要是什么？ 巴斯德和李比希的觀點(diǎn)各有什么積極意義？各有什么局限性？ 請(qǐng)分析一下畢希納的研究過(guò)程，從畢希納的實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？ 5.請(qǐng)給酶下一個(gè)較完整的定義。,閱讀關(guān)于酶本質(zhì)的探究,巴斯德 和 李比希 觀點(diǎn)的比較,18221895（法國(guó)） 微生物學(xué)家 通過(guò)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)發(fā)酵的過(guò)程中有酵母菌 結(jié)論：沒(méi)有活細(xì)胞糖類(lèi)不可能變成酒精,18031873（德國(guó)） 化學(xué)家 通過(guò)對(duì)化學(xué)變化的研究認(rèn)為糖類(lèi)變成酒精就是一個(gè)化學(xué)反應(yīng) 結(jié)論: 在這個(gè)變化過(guò)程中，只有細(xì)胞死之后放出了某些物質(zhì)起了作用,對(duì)比,結(jié)論： 1.巴斯德是微生物學(xué)家，他主要強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的整體作用。 2.李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)的角度考

6、慮問(wèn)題。 3.,酵母細(xì)胞研磨,加水?dāng)嚢?加壓過(guò)濾,不含酵母細(xì)胞的提取液,加入葡萄糖,過(guò)程：,現(xiàn)象：冒出氣泡,4.請(qǐng)分析一下畢希納的研究過(guò)程，從畢希納的實(shí)驗(yàn)可以 得出什么結(jié)論？,畢希納的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣。,5.薩姆那歷時(shí)9年才證明酶是蛋白質(zhì),并因此榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).你認(rèn)為他成功的主要原因是什么?,正確的科學(xué)方法，堅(jiān)持不懈的科學(xué)精神,小結(jié)：關(guān) 于 酶 本 質(zhì) 的 探 索,巴斯德以前：發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)。 巴斯德：發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的 物質(zhì)在起作用。 李比希：引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，

7、但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能起作用。 比希納：酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞裂解后繼續(xù)起催化作用。就像在活酵母細(xì)胞中一樣。 薩姆納：提取脲酶并確定其為蛋白質(zhì)。 切赫、奧特曼：少數(shù)RNA也是酶。 目前已有發(fā)現(xiàn)DNA具有催化活性的報(bào)道。,酶是一類(lèi)生物催化劑,活細(xì)胞產(chǎn)生的,具有生物催化作用的,是,有機(jī)物。,蛋白質(zhì)是酶嗎？,一類(lèi),大部分酶是蛋白質(zhì)，也有少數(shù)是RNA。,(二)、酶的本質(zhì),什么是酶？,1. 同一個(gè)體內(nèi)的各類(lèi)活細(xì)胞所含有的酶（ ） A、種類(lèi)有差異，數(shù)量相同 B、種類(lèi)有差異，數(shù)量不同 C、種類(lèi)無(wú)差異，數(shù)量相同 D、種類(lèi)無(wú)差異，數(shù)量不同,B,2.細(xì)胞內(nèi)合成酶的主要的場(chǎng)所是（ ）

8、A.細(xì)胞質(zhì) B. 線粒體 C.核糖體 D. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng),C,課堂練習(xí):,3.催化脂肪酶水解的酶是（ ） A. 肽酶 B. 蛋白酶 C. 脂肪酶 D. 淀粉酶 4.圖中是一種酶促 反應(yīng)P+Q R,曲 線E表示在沒(méi)有酶時(shí)此反 應(yīng)的過(guò)程。在t1時(shí)，將催 化此反應(yīng)的酶加于反應(yīng)混 合物中。則表示此反應(yīng)進(jìn) 程的曲線是 ( ),B,t1,A,E,B,C,D,C,時(shí)間,酶的專(zhuān)一性,每一種酶只能催化一種 化合物或一類(lèi)化合物的 化學(xué)反應(yīng),酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的107 1013 倍,三.酶的特性：,酶的高效性,酶的催化作用需要適宜的條件,1）需要適宜pH值,2）需要適宜的溫度,過(guò)酸過(guò)堿和高溫-酶被殺死， 低溫-酶暫

9、時(shí)失活,酶的活性受pH影響的示意圖,酶的活性受溫度影響的示意圖,2.人在發(fā)高燒時(shí)，常常不思飲食，其根本原因時(shí) A.消化道內(nèi)食物尚未消化 B.發(fā)燒使胃腸蠕動(dòng)減弱 C.體內(nèi)的食物殘?jiān)懦鍪茏?D.高燒使酶的活性減弱,1.下列有關(guān)酶的敘述錯(cuò)誤的是 A.組成大多數(shù)酶的基本單位是氨基酸 B.少數(shù)的酶是RNA C.每種酶都具有高效性，專(zhuān)一性 D.酶都具有消化功能,吃饅頭，細(xì)嚼慢咽，感覺(jué)很甜，為什麼？ 治療糖尿病的胰島素制劑為什麼只能注射，不能口服？ 進(jìn)入冬眠的動(dòng)物體，代謝很緩慢，根本原因是？,酶具有高效性,實(shí)驗(yàn)五 比較過(guò)氧化氫酶和 Fe3+ 的催化效率,結(jié)論：上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，過(guò)氧化氫酶和 Fe3+ 的催化效

10、率不 同。與無(wú)機(jī)催化劑 Fe3+ 相比，過(guò)氧化氫酶的催化效率要高許多。酶的催化效率一般是無(wú)機(jī)催化劑的107 1013 倍。,討論：實(shí)驗(yàn)中為什么要選用新鮮的肝臟？為什么要將肝臟制成研磨液？滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時(shí)，可否共用一個(gè)吸管？為什么？,酶具有專(zhuān)一性,實(shí)驗(yàn)六 探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖水解的作用,實(shí)驗(yàn)原理：淀粉和蔗糖都是非還原糖。它們?cè)诿傅拇呋饔孟露寄?水解成還原糖（麥芽糖、葡萄糖、果糖）。還原糖能夠與斐林試劑 發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色的氧化亞銅沉淀。,方法步驟：,酶具有專(zhuān)一性,實(shí)驗(yàn)六 探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖水解的作用,結(jié)論：上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，淀粉酶只能催化淀粉水解，對(duì)蔗糖則不起催化作用。確切地說(shuō)，每一種酶只能催化一種化合物或一類(lèi)化合物的化學(xué)反應(yīng)。,討論：為什么要將試管的下半部浸到 60 OC 左右的熱水中？在已知淀粉酶能夠催化淀粉水解的情況下，本實(shí)驗(yàn)設(shè)置1號(hào)試管還有沒(méi)有必要？,0 最適溫度 t / OC,V / mmols-1,0 6 最適 pH 10 pH,V / mmols-1,酶需要適宜的條件,高溫、低溫以及過(guò)