第五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一、酶的作用和本质 问题探讨1.该实验要解决什么问题？2.肉块为什么会消失？3.怎样证明你的猜测？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，没有化学性消化？被胃内的化学物质分解。收集胃内的化学物质，看看这些物质能否在体外讲肉块分解。 叶绿体：光能酶线粒体:氧气酶核糖体：酶缩合脱水CO2+H2O（CH2O)+O2C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氨基酸多肽细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。想一想：叶绿体、线粒体、核糖体有什么生理功能？问题1：酶在细胞代谢中起什么作用？问题2：实验室中哪些方法可以加快反应速度？加热、催化剂 H2O2H2O+O2常温H2O2H2O+O2加热H2O2H2O+O2FeCL3H2O2H2O+O2H2O2酶过氧化氢在这几种不同条件下的分解速度有什么差别呢？ 1、实验:比较过氧化氢在不同条件下的分解2H2O22H2O+O2高温/Fe3＋/过氧化氢酶实验原理：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。实验目的： 步骤试管编号说明12343%的H2O2溶液2ml2ml2ml2ml反应条件常温90℃2滴FeCl32滴肝脏研磨液实验现象结论无关变量自变量因变量对照组实验组对照实验实验组实验组单一变量原则原则实验步骤 实验步骤试管编号1234第一步每支试管加2ml过氧化氢溶液第二步不处理90℃水浴滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝脏研磨液实验现象实验结论1min分钟后，将点燃的卫生香放在液面的上方酶能催化生物化学反应，催化效率比无机催化剂高得多。 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量称为活化能。酶为什么能催化生物化学反应？H2O2(常态)H2O2(活跃状态)能量活化能 反应物产物………………活化能反应进程能量加热加热在化学反应中的作用：结论：加热可以给反应物提供能量。 75无催化剂29有机催化剂(酶)54无机催化剂活化能(kJ.mol-1)条件反应物产物………………活化能反应进程能量催化剂在化学反应中的作用：..…………无机催化剂……..有机催化剂结论：催化剂降低了化学反应的活化能。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。 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酶是蛋白质李比希少数RNA也具有生物催化功能（核酶）切郝、奥特曼 2、酶的本质化学本质基本单位合成场所来源生理功能作用原理绝大多数酶是蛋白质少数酶是RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体细胞核活细胞（哺乳动物成熟的红细胞不能合成）催化作用降低化学反应的活化能 练习：有关酶的叙述正确的是1、具有分泌功能的细胞产生的2、有的从食物中获得，有的在体内转化而来3、凡是活细胞都能产生酶4、大多数酶是蛋白质5、有的酶是核酸6、酶在新陈代谢中有多种功能7、在新陈代谢和生殖发育中起调控作用8、酶只起到催化作用4、5、8 科学探究的程序:设计实验提出问题作出假设进行实验分析结果得出结论其中实验是实施探究的重要方式。表达交流 ②配置无关变量；1)实验设计遵循原则：2)实验步骤设计的内容：①设计对照原则②单一变量原则③设定自变量，设置好实验组和对照组；④检测因变量，观察记录实验结果。①分组编号②配置无关变量；③设定自变量，设置好实验组和对照组；④检测因变量，观察记录实验结果。 二、酶的特性酶是具有催化作用的有机物，与无机催化剂相比，有哪些不同的特点呢？ 1、酶具有高效性比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率3443少量肝脏研磨液酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍。 探究：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能否催化蔗糖和淀粉水解，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？提醒：麦芽糖、葡萄糖、果糖为还原性糖 淀粉溶液蔗糖溶液实验步骤一二三实验现象结论加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60℃左右的热水中，反应5min2号试管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林试剂振荡约60℃水浴2min1号试管中加入2mL淀粉溶液无变化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：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 目前发现的酶有________多种，它们分别催化不同的化学反应。2、酶具有专一性每一种酶只能催化____________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。一种或一类4000专一性 从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件，比如淀粉酶在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。 淀粉溶液实验步骤一二三四实验现象结论探究：温度对淀粉酶活性的影响1号试管2号试管3号试管加入淀粉酶2mL，振荡试管各加入2mL淀粉溶液蓝色保持0℃冰水中保温约5min加热至100℃，保温约5min加热至60℃，保温约5min各加入两滴碘液振荡无明显现象只有在一定温度下酶的催化效率最好蓝色 0最适温度t/℃υ/mmol.s-14、温度对酶活性的影响在最适温度的两侧，反应速率都比较_____;低温：______酶的活性，升温可以恢复。高温：破坏了酶的__________，使酶失去______且不可恢复。低活性空间结构在最适温度下，酶的活性_____。抑制最高 过氧化氢溶液实验步骤一二三四实验现象结论探究：pH对过氧化氢酶活性的影响1号试管2号试管3号试管加入新鲜的肝脏碾磨液2mL，振荡试管各加入2mL过氧化氢溶液,观察现象无明显变化pH＝7pH=12pH＝22—3min后将点燃的卫生香分别放入试管中只有在适合的pH下酶的催化效率最好复燃无明显变化 υ/mmol.s-1最适pH0pH4、pH对酶活性的影响在最适合的pH下，酶的活性在过酸过碱的条件下，都会使酶的遭到破坏而失去且不可恢复。最高空间结构活性 小结：酶的特性：1.具有高效性2.具有专一性3.作用条件较温和①要有合适的温度：②要有合适的pH： 讨论：影响酶促反应速率的因素：1．温度3．酶的浓度：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，反应速率不再变化2．pH酶促反应速率底物浓度酶量一定酶促反应速率酶的浓度底物无限 2、在测定胃蛋白酶的活性时，将溶液pH值由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将（）A、不断上升B、没有变化C、先升后降D、先降后升课堂巩固B1、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B3、在植物细胞工程中常常要去掉细胞壁，在不损伤植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质可用于去除细胞壁（）A、蛋白酶B、纤维素酶C、盐酸D、淀粉酶B 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D5、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CD 6.右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是()A.当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降B.当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性上升C.酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存D.酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重B 7.下图表示在不同条件下，酶促反应的速率变化曲线，下列说法中错误的是（）A.酶促反应的速率可用底物消失所需的时间（或产物生成的速率）来表示B.Ⅱ和Ⅰ相比较，酶促反应速率不同，这是因为它们的酶浓度和温度不同C.AB段影响酶促反应速率的主要限制因子是底物浓度D.若想探究不同温度对酶活性的影响，至少应设计3种不同的温度B D D 8.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？BD脂肪酶 和1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？在细胞内,能通过加热来提高反应速率吗?3号和4号试管未经加热，也有大量的气泡产生，这说明什么？3号和4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？加热能促进过氧化氢分解不能，温度过高会造成生物的细胞死亡Fe3+和过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解,起催化作用过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高的多讨论： 试管编号1234第一步每支试管加2ml过氧化氢溶液第二步不处理90℃水浴滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝脏研磨液实验现象实验结论1min分钟后，将点燃的卫生香放在液面的上方单一变量原则对照实验对照组实验组无关变量自变量因变量 1号试管2号试管3号试管1‘号试管2’号试管3‘号试管注入淀粉液2ml2ml2ml注入淀粉酶液2ml2ml2ml分组分别放入不同温度5min热水（60℃）沸水冰块中热水沸水冰块中将淀粉酶液注入同温下的淀粉液1‘号注入1号2’号注入2号3‘号注入3号滴碘液1～2滴1～2滴1～2滴现象不变蓝变蓝（深）变蓝（浅）