1、第五章第五章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用 第一节第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶 一一 酶的作用和本质酶的作用和本质 斯帕兰札尼斯帕兰札尼的实验：的实验： （2 2）实验中为什么要把肉块放入金属笼内？）实验中为什么要把肉块放入金属笼内？ （1 1）这个实验要解决什么问题？）这个实验要解决什么问题？ （3 3）推测是什么物质使肉块消失了）推测是什么物质使肉块消失了？ 鸟类的胃是否只有物理性消化，没鸟类的胃是否只有物理性消化，没 有化学性消化有化学性消化 排除鸟类的胃只有物理性消化的可能排除鸟类的胃只有物理性消化的可能 可能是胃内的某种可能是胃内的某种化学物质化学
2、物质将肉块分解了将肉块分解了 （4 4）怎样才能证明你的推测？）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 也能将肉块分解了也能将肉块分解了 细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。 叶绿体中进行光合作用叶绿体中进行光合作用 线粒体中进行呼吸作用线粒体中进行呼吸作用 细胞代谢细胞代谢 生物体内全部有序的化学反应的统称。生物体内全部有序的化学反应的统称。 （合成）同化作用（合成）同化作用 （分解）异化作用（分解）异化作用 2H2O2 2H2O + O2 细胞中有害的物质细胞中有害的物质 H2O2
3、， ， 强氧化剂，对人体有害强氧化剂，对人体有害 细胞里面的细胞里面的过氧化氢过氧化氢在在过氧化氢酶过氧化氢酶的的 催化催化下下分解分解了。了。 （一）酶的作用（一）酶的作用 体体 外外: 体体 内内: Company Logo 二、酶的作用二、酶的作用 步骤步骤 试管编号试管编号 说明说明 1 1 2 2 3 3 4 4 一一 H H2 2O O2 2 浓度 浓度 3%3% 3%3% 3%3% 3%3% 剂量剂量 2ml2ml 2ml2ml 2ml2ml 2ml2ml 二二 反应条件反应条件 常温常温 9090 FeClFeCl3 3溶溶 液液 新鲜肝脏新鲜肝脏 研磨液研磨液 剂剂 量量 2
4、 2滴滴 2 2滴滴 结果结果 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 实验应遵循的原则：实验应遵循的原则： 等量性原则等量性原则 单一变量原则单一变量原则 随自变量的变化而变化的因素随自变量的变化而变化的因素 人为改变的因素人为改变的因素 实验中可能存在的对实验结果有影响可变因素实验中可能存在的对实验结果有影响可变因素 自变量自变量 因变量因变量 无关变量无关变量 无关变量无关变量 对照实验对照实验 变量变量 实验中可以变化的因素实验中可以变化的因素 对照原则对照原则 不明显不明显 少量少量 较多较多 复燃不明显复燃不明显 大量大量 迅速复燃迅速复燃 控制变量控制
5、变量 实验结论：过氧化氢在不同条件下分解速率不同实验结论：过氧化氢在不同条件下分解速率不同 1 1、2 2对照，说明对照，说明 加热可以加快过氧化氢分解加热可以加快过氧化氢分解 1 1、3 3对照，说明对照，说明 1 1、4 4对照，说明对照，说明 （1 1）3 3、4 4对照，说明对照，说明 FeClFeCl3 3能催化能催化H H2 2O O2 2分解分解 过氧化氢酶能催化过过氧化氢酶能催化过H H2 2O O2 2的分解的分解 过氧化氢酶的催化效率比过氧化氢酶的催化效率比 FeClFeCl3 3高高( (即过氧化氢酶的高效性即过氧化氢酶的高效性) ) 对对 照照 原原 则则 自变量自变量
6、 因变量 FeCl3溶液；溶液； 过氧化氢酶；过氧化氢酶； 加热加热 H2O2分解速率分解速率 无关变量 H2O2试剂的浓度、试剂的浓度、 用量、是否久置用量、是否久置 催化剂的浓度、催化剂的浓度、 用量用量 试管等用具的清试管等用具的清 洁度洁度 单一变量原则单一变量原则 （二）酶的作用机理（二）酶的作用机理 FeClFeCl3 3中中FeFe3+ 3+和肝脏研磨液的过氧化氢 和肝脏研磨液的过氧化氢 酶都能加快过氧化氢分解，原因与酶都能加快过氧化氢分解，原因与2 2号试号试 管的相同吗？管的相同吗？ 四、酶的作用机理四、酶的作用机理 （二）酶的作用机理（二）酶的作用机理 分子从分子从常态常态
7、转变为容易发生化转变为容易发生化 学反应的学反应的活跃状态活跃状态所需要的能量。所需要的能量。 各条件使反应加快的本质：各条件使反应加快的本质： 加热：加热： FeFe3+ 3+： ： 酶：酶： 提高分子的提高分子的能量能量 降低化学反应的降低化学反应的活化能活化能 同无机催化剂相比，酶同无机催化剂相比，酶更显著地更显著地降降 低化学反应的低化学反应的活化能活化能 （二）酶的作用机理（二）酶的作用机理 酶酶并未供给过氧化氢能量，而是并未供给过氧化氢能量，而是降低降低了过了过 氧化氢分解反应的氧化氢分解反应的活化能活化能。 四、酶的作用机理四、酶的作用机理 （二）酶的作用机理（二）酶的作用机理
8、1 1、酶的作用机理同无机催化剂相同：、酶的作用机理同无机催化剂相同：降低反应降低反应 活化能活化能。 2 2、酶具有高效性的原因：、酶具有高效性的原因：同无机催化剂相比，同无机催化剂相比， 酶降低活化能的作用更显著酶降低活化能的作用更显著。 3 3、化学反应前后，酶的化学性质和数量保持不、化学反应前后，酶的化学性质和数量保持不 变。变。 4 4、酶存在的意义：正是由于酶的催化作用，细胞、酶存在的意义：正是由于酶的催化作用，细胞 代谢才能在代谢才能在温和条件温和条件下快速进行。下快速进行。 酶的作用机理小结酶的作用机理小结 （三）酶的本质（三）酶的本质 （三）酶的本质（三）酶的本质 少数少数R
9、NARNA也有催化功能也有催化功能 脲酶是蛋白质脲酶是蛋白质 获得含有酶的提取液获得含有酶的提取液 切赫、奥特曼切赫、奥特曼 萨姆纳萨姆纳 毕希纳毕希纳 酶的本质酶的本质 二、酶的本质二、酶的本质 巴斯德巴斯德 研究酵母细胞研究酵母细胞 绝大多数绝大多数 为蛋白质为蛋白质 少数为少数为RNARNA 来源 功能功能 化学成分化学成分 催化催化 作用作用 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作用的有机物有机物 活细胞活细胞 二、酶的本质二、酶的本质 酶的本质是酶的本质是蛋白质或蛋白质或RNA!RNA! 酶的本质小结酶的本质小结 化学本质化学本质 绝大多数是蛋白质绝大多数是蛋白质
10、少数是少数是RNA 合成原料合成原料 氨基酸氨基酸 核糖核苷酸核糖核苷酸 合成场所合成场所 核糖体核糖体 细胞核细胞核(真核生物真核生物) 鉴定试剂鉴定试剂 双缩脲试剂双缩脲试剂 吡罗红试剂吡罗红试剂 来源来源 一般来说，活细胞都能产生酶一般来说，活细胞都能产生酶 生理功能生理功能 具有生物催化作用具有生物催化作用 典例典例1 1：请说出下列：请说出下列实验的自实验的自 变量、因变量、无关变量变量、因变量、无关变量，并，并 请指出其中的错误之处：请指出其中的错误之处： 实实 验验 组组 培培 养养 条条 件件 培养液培养液 植株植株 数数 培养条培养条 件件 现象现象 A A 水稻生长完全培养
11、液水稻生长完全培养液 1010株株 光照光照 生长旺生长旺 盛盛 B B 等量缺等量缺K K+ +的的 水稻生长水稻生长完全培养液完全培养液 2020株株 黑暗黑暗 发黄枯发黄枯 萎萎 结结 论论 K K+ +是水稻生长发育所必需的无机盐离子是水稻生长发育所必需的无机盐离子 等量等量 且且 适量适量 光照光照 练一练一 练练 单一变量单一变量 相同相同 且且 适量适量 对照对照 想一想想一想 下列说法正确吗？下列说法正确吗？ A. 酶在催化过程中不断被消耗酶在催化过程中不断被消耗 B. 酶能提供使反应开始所必需的活化能酶能提供使反应开始所必需的活化能 C. 酶是细胞代谢所必需的酶是细胞代谢所必需的 D. 酶只能在细胞内起作用酶只能在细胞内起作用 E.凡是活细胞都能产生酶凡是活细胞都能产生酶 F. 所有的所有的酶都不含糖酶都不含糖 G.酶是细胞产生的起调节作用的蛋白质酶是细胞产生的起调节作用的蛋白质 H.分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶 ( 错错 ) ( 错错 ) ( 对对 ) ( 错错 ) ( 错错 ) ( 错错 ) ( 对对 ) ( 错错 )
