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第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第第1 1节节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶酶的作用和本质酶的作用和本质酶为生活酶为生活添姿彩添姿彩问题探讨：走进斯巴兰让尼的实验问题探讨：走进斯巴兰让尼的实验一、酶与细胞代谢细胞中（如线粒体、叶绿体、内质网等）每时每刻都进细胞中（如线粒体、叶绿体、内质网等）每时每刻都进细胞中（如线粒体、叶绿体、内质网等）每时每刻都进细胞中（如线粒体、叶绿体、内质网等）每时每刻都进行着许多化学反应，统称为行着许多化学反应，统称为行着许多化学反应，统称为行着许多化学反应，统称为细胞代谢细胞代谢细胞代谢细胞代谢.C CCOOHCOOHH HN NR R1 1R R2 2O OH HH HC CNHNH2 2C OHC OHH H+R R1 1C CNHNH2 2C C H HO OCOOHCOOHC CH HN NR R2 2H H酶在细胞代谢中起到什么作用呢？酶在细胞代谢中起到什么作用呢？实验目的：实验目的：实验目的：实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解通过比较过氧化氢在不同条件下分解通过比较过氧化氢在不同条件下分解通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。的快慢，了解酶的作用和意义。的快慢，了解酶的作用和意义。的快慢，了解酶的作用和意义。2 2 H H2 2O O2 2 2 2 H2 2O +O2 21 1、常温下反应、常温下反应2 2、加热、加热3 3、FeFe3+3+做催化剂做催化剂4 4、过氧化氢酶、过氧化氢酶猪肝研磨液猪肝研磨液加入试管直接观察加入试管直接观察酒精灯加热酒精灯加热滴加滴加FeClFeCl3 3溶液溶液酶的作用酶的作用步骤试管编号 说明1234 一二 结果结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温90FeCl3肝脏研肝脏研磨液磨液2 2滴滴2 2滴滴不明显不明显不明显不明显少量少量少量少量较多较多较多较多大量大量大量大量不复燃不复燃不复燃不复燃 不复燃不复燃不复燃不复燃变亮变亮变亮变亮复燃复燃复燃复燃过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样速率不一样速率不一样速率不一样反应条件反应条件 H H2O O2 浓度剂量剂量剂量剂量气泡产生气泡产生卫生香燃烧卫生香燃烧酶具有高效性酶具有高效性 酶的催化效率一般是无机催化剂的酶的催化效率一般是无机催化剂的107 1013 倍倍。讨论：讨论：实验中为什么要选用实验中为什么要选用新鲜新鲜的肝脏？为什么要将的肝脏？为什么要将肝脏肝脏制成研磨液制成研磨液？滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，？滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？可否共用一个吸管？为什么？因为酶是蛋白质因为酶是蛋白质,如果肝脏不新鲜如果肝脏不新鲜,肝细胞内的过氧化氢肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会以腐生细菌的作用下分解酶等有机物就会以腐生细菌的作用下分解,使组织中的酶分使组织中的酶分子数量减少且活性降低。子数量减少且活性降低。使用研磨液，这样可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中使用研磨液，这样可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。酶具有高效性，将少量酶带入氯化铁溶液中会影响实验酶具有高效性，将少量酶带入氯化铁溶液中会影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误的判断。结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误的判断。步骤试管编号 说明1234 一二 结果结论常温常温90FeCl3肝脏研肝脏研磨液磨液2 2滴清水滴清水 2 2滴清水滴清水2 2滴滴2 2滴滴不明显不明显不明显不明显少量少量少量少量较多较多较多较多大量大量大量大量不复燃不复燃不复燃不复燃 不复燃不复燃不复燃不复燃变亮变亮变亮变亮复燃复燃复燃复燃过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样速率不一样速率不一样速率不一样反应条件反应条件自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量变量变量剂量剂量气泡产生气泡产生卫生香燃烧卫生香燃烧对照组对照组实验组实验组对照实验对照实验2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%H H2O O2 浓度剂量剂量 分子从常态转变为容易发生化学反应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的活跃状态所需要的能量称为活化能活化能。2 H2O2 2 H2O +O2H2O2 活跃状态活跃状态酶是如何实现如此高效的催化效率的？酶是如何实现如此高效的催化效率的？正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在在温和温和的条件下的条件下快速快速进行。进行。提高分子的能量提高分子的能量降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能更显著地更显著地降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能加热：加热：FeFe3+3+：酶：酶：二、酶的本质酶的发现酶的发现发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关整个活整个活细胞参与细胞参与了发酵了发酵1.细胞某些物质引起发酵，此物质在细胞某些物质引起发酵，此物质在细胞死亡并破裂后才释放出来细胞死亡并破裂后才释放出来酵母细胞中某些物质会在细胞酵母细胞中某些物质会在细胞破裂后破裂后继继续起催化作用续起催化作用,就如同在活细胞中一样就如同在活细胞中一样巴斯德之前巴斯德之前巴斯德巴斯德李比希李比希毕希纳毕希纳萨姆纳萨姆纳 切赫、奥特曼切赫、奥特曼酶是一种酶是一种蛋白质蛋白质少数少数RNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能来源来源功能功能化学本质化学本质多数是多数是蛋白质蛋白质类化合类化合物，少数是物，少数是RNA。活细胞产生的活细胞产生的催化剂催化剂 酶是酶是活细胞活细胞产生的具有产生的具有催化催化作用的有机物作用的有机物补充知识补充知识2 H2O22 H2O +O2过氧化氢过氧化氢酶酶底物底物三、酶的特性(一一)、酶具有高效性、酶具有高效性3443少量肝脏少量肝脏研磨液研磨液 比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的的 倍。倍。107 1013探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(二二)、酶具有专一性、酶具有专一性淀粉淀粉葡萄糖葡萄糖酶酶蔗糖蔗糖酶酶葡萄糖葡萄糖果糖果糖麦芽糖麦芽糖淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液实实验验步步骤骤一一二二三三实验实验现象现象结论结论加入加入淀粉酶淀粉酶2 2滴滴，振荡，试管下半部浸入，振荡，试管下半部浸入6060左右的热水中，反应左右的热水中，反应5min5min2号试管中加入号试管中加入2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入加入斐林试剂斐林试剂 振荡振荡约约60水浴水浴2min1号试管中加入号试管中加入2mL淀粉溶液淀粉溶液白色白色无变化无变化棕色棕色砖红色沉淀砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用v每一种酶只能催化每一种酶只能催化 化学反应。化学反应。v细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 是分不开的。是分不开的。(二二)、酶具有专一性、酶具有专一性一种或一类一种或一类 4000专一性专一性v目前发现的酶有目前发现的酶有 多种多种,它们分别催化不它们分别催化不同的化学反应。同的化学反应。酶的催化作用图解酶的催化作用图解底物酶降解反应产物淀粉酶淀粉酶60左右最好。左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的活性？的活性？酶活性：酶对化学反应的催化效率。酶活性：酶对化学反应的催化效率。1号试管号试管淀粉溶液淀粉溶液实验实验步骤步骤一一二二三三四四实验现象实验现象结论结论2号试管号试管3号试管号试管加入淀粉酶加入淀粉酶3滴，振荡滴，振荡 5min试管各加入试管各加入2mL淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色保持保持0冰水中冰水中约约4min加热至加热至100，约约4min加热至加热至60，约约4min各加入两滴碘液各加入两滴碘液振荡振荡无明显现象无明显现象只有在一定温度下酶的催化效率最好只有在一定温度下酶的催化效率最好只有在一定温度下酶的催化效率最好只有在一定温度下酶的催化效率最好蓝色蓝色探究探究温度温度对淀粉酶活性的影响对淀粉酶活性的影响在最适温度的两侧，反应速率都比较在最适温度的两侧，反应速率都比较较高的温度容易使酶的较高的温度容易使酶的 遭到破坏遭到破坏而失去而失去 。每种酶都有自己的每种酶都有自己的低低活性活性最适温度最适温度空间结构空间结构1号试管号试管过氧化氢过氧化氢溶液溶液实验实验步骤步骤一一二二三三四四实验现象实验现象结论结论2号试管号试管3号试管号试管加入过氧化氢酶加入过氧化氢酶2滴，振荡滴，振荡试管各加入试管各加入2mL过氧化氢溶液过氧化氢溶液无明显变化无明显变化pH7pH=12pH2各加入几滴过氧化氢酶溶液，各加入几滴过氧化氢酶溶液，23min后后将点燃的卫生香分别放入试管中将点燃的卫生香分别放入试管中只有在适合的只有在适合的只有在适合的只有在适合的pHpHpHpH下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好复燃复燃无明显变化无明显变化探究探究pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响过氧化氢酶过氧化氢酶在最适合的在最适合的pH下，下，酶的活性酶的活性 最高最高空间结构空间结构在过酸过碱的条件下，都会使酶的在过酸过碱的条件下，都会使酶的 遭遭到破坏而失去到破坏而失去 。活性活性 高温、低温、过酸和过碱对酶活性高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？的影响其本质相同吗？不同，过酸、过碱或温度过高，会不同，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。温度下其活性可以恢复。酶的特性：酶的特性：具有高效性具有高效性具有专一性具有专一性作用条件较温和作用条件较温和 要有合适的温度要有合适的温度 要有合适的要有合适的pH总结：总结：比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3 3的催化效率的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用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温度对淀粉酶活性的影响pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响 影响酶促反应速率的因素：影响酶促反应速率的因素：1 1、温度、温度3 3、酶的浓度：、酶的浓度：反应速率随反应速率随 酶浓度的升高而加快。酶浓度的升高而加快。4 4、底物浓度：、底物浓度：在一定浓度在一定浓度 范围内，反应速率随浓范围内，反应速率随浓 度的升高而加快，但达度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率到一定浓度，反应速率 不再变化不再变化酶酶促促反反应应速速率率酶的浓度酶的浓度酶酶促促反反应应速速率率底物浓度底物浓度酶量一定酶量一定2 2、pHpH3.3.如果实验失败了，应该怎样做？如果实验失败了，应该怎样做？检查实验步骤是否出错，重复实验。检查实验步骤是否出错，重复实验。思考：思考：1.1.课本建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，课本建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究用过氧化氢酶探究pHpH对酶活性的影响，为什么对酶活性的影响，为什么？因为温度对淀粉酶活性的影响较大，因为温度对淀粉酶活性的影响较大，pHpH对过氧化氢对过氧化氢酶的影响较大。这样做实验的现象才明显。酶的影响较大。这样做实验的现象才明显。2.2.在测定淀粉酶的专一性时，为什么要用到蔗糖在测定淀粉酶的专一性时，为什么要用到蔗糖溶液？溶液？设置对照实验。设置对照实验。课堂练习：课堂练习：1.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是 A.A.所吃食物不能消化所吃食物不能消化 （）B.B.胃没有排空胃没有排空C.C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降体温超过合适温度，消化酶的活性下降D.D.吃药使人没有了胃口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，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（主要原因是（）A.pHA.pH不适合不适合B.B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了胃中已经起了消化作用，不能再起作用了C.C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用D.D.小肠中没有蛋白质可被消化小肠中没有蛋白质可被消化CA3.能够使唾液淀粉酶水解的是（能够使唾液淀粉酶水解的是（）A.A.淀粉酶淀粉酶 B.B.脂肪酶脂肪酶C.C.蛋白酶蛋白酶 D.D.肽酶肽酶 4.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（）A.A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物B.B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变化学反应前后，酶的化学性质和数量不变C.C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响D.D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力一旦离开活细胞，酶就失去催化能力CD5.5.5.5.加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：（1 1 1 1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的 奶渍和血渍？奶渍和血渍？奶渍和血渍？奶渍和血渍？（2 2 2 2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？）使用这种洗衣粉为什么要用温水？）使用这种洗衣粉为什么要用温水？）使用这种洗衣粉为什么要用温水？（3 3 3 3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些 衣料？（衣料？（衣料？（衣料？（）A.A.A.A.化纤化纤化纤化纤 B.B.B.B.纯毛纯毛纯毛纯毛 C.C.C.C.纯棉纯棉纯棉纯棉 D.D.D.D.真丝真丝真丝真丝（4 4 4 4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中）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？还可以加入什么酶？还可以加入什么酶？还可以加入什么酶？B D脂肪酶脂肪酶练习练习意大利科学家斯帕兰让尼发现，放在鹰胃意大利科学家斯帕兰让尼发现，放在鹰胃内的肉块经过一段时间后消失了。这主要内的肉块经过一段时间后消失了。这主要是由于鹰胃内有对肉块起作用的（是由于鹰胃内有对肉块起作用的（）A.胃蛋白酶胃蛋白酶 B.胃淀粉酶胃淀粉酶 C.盐酸溶液盐酸溶液 D.物理性摩擦物理性摩擦A对细胞来说，能量的获得和利用都必须对细胞来说，能量的获得和利用都必须 通过通过（）A化学反应化学反应 B细胞代谢细胞代谢 C细胞活动细胞活动 D细胞氧化细胞氧化练习练习B选用新鲜肝脏做酶的高效性实验，是因为选用新鲜肝脏做酶的高效性实验，是因为新鲜肝脏中（新鲜肝脏中（）A.含含Fe3+B.过氧化氢酶易发挥作用过氧化氢酶易发挥作用 C.含的酶的种类多含的酶的种类多 D.过氧化氢酶多且活性强过氧化氢酶多且活性强练习练习D在过氧化氢酶和在过氧化氢酶和Fe3+的催化效率的实验中，的催化效率的实验中，把肝脏制成研磨液的目的是把肝脏制成研磨液的目的是（）A有利于氧化氢酶的释放有利于氧化氢酶的释放 B保护过氧化氢酶保护过氧化氢酶 C提高过氧化氢酶的活性提高过氧化氢酶的活性 D以上说法都不对以上说法都不对练习练习A
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