1、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人教版必修人教版必修1酶为生酶为生活添姿活添姿彩彩探究胃的消化作用探究胃的消化作用提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验实验结果实验结果实验结论实验结论（胃只有物理性消化，无化学性消化吗？）胃只有物理性消化，无化学性消化吗？）（胃并非只有物理性消化，还有化学性消化。）（胃并非只有物理性消化，还有化学性消化。）（不让食物与胃直接接触，观察食物是否被消化）（不让食物与胃直接接触，观察食物是否被消化）（见书（见书P78）（肉块消失了）（肉块消失了）（胃具有化学
2、性消化的作用）（胃具有化学性消化的作用）验证结论验证结论 （收集胃内的化学物质，观察这些物质在体外是（收集胃内的化学物质，观察这些物质在体外是否能将肉块分解。）否能将肉块分解。）该实验说明胃具有该实验说明胃具有 化学性消化的作用。化学性消化的作用。注意：并未证明胃含有胃蛋白酶。注意：并未证明胃含有胃蛋白酶。2.是什么物质使肉块消失了？是什么物质使肉块消失了？1.这个实验要解决什么问题？这个实验要解决什么问题？一、细胞代谢一、细胞代谢1.1.概念：概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学细胞中每时每刻都进行着许多化学 反应，统称为反应，统称为细胞代谢细胞代谢。C CCOOHCOOHH HN NR R
3、1 1R R2 2O OH HH HC CNHNH2 2C OHC OHHH+R R1 1C CNHNH2 2C C H HOOCOOHCOOHC CHHN NR R2 2HH3.3.意义：意义：是细胞生命活动的基础是细胞生命活动的基础2.2.主要场所：主要场所：细胞质基质细胞质基质二、酶在细胞代谢中的作用二、酶在细胞代谢中的作用2 H2 H2 2OO2 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（过氧化氢酶）猪肝研磨液（过氧化氢酶）加入试管直接观察加入试管直接观察酒精灯加
4、热酒精灯加热滴加滴加FeCl3溶液溶液高温高温 /Fe3 /过氧化氢酶过氧化氢酶实验目的：通过比较过氧化氢在实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件不同条件下分解下分解的快慢，了解酶的作用和意义。的快慢，了解酶的作用和意义。实验原理：过氧化氢在实验原理：过氧化氢在高温高温或或铁离子铁离子或或过氧化氢过氧化氢酶酶的作用下都可分解成水和氧气。的作用下都可分解成水和氧气。22 浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3提示提示1. 2号试管放出的气泡多。这一现象说号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。提示提示2.
5、不能。不能。提示提示3. 说明说明FeCl3中的中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。都能加快过氧化氢分解的速率。提示提示4. 4号试管的反应速率比号试管的反应速率比3号试管快得多。说明号试管快得多。说明过氧化过氧化氢酶比氢酶比Fe3+的催化效率高得多的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行成。细胞内每时每刻都在进行成百上千的化学反应百上千的化学反应, 需要在需要在常温、常压常温、常压下下高效率高效率地进行，只有地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。利
6、进行至关重要。 1、4对照说明：对照说明：3、4对照说明：对照说明：酶只缩短反应的时间，不改变生成物的量。酶只缩短反应的时间，不改变生成物的量。酶具有催化作用酶具有催化作用酶具有高效性酶具有高效性m加酶加酶加无机加无机催化剂催化剂无催无催化剂化剂生成物的量生成物的量时间时间0134反反应应物物量量时间时间0134比较过氧化氢在不同条件下的分解速率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滴滴不明显不明显少量少量较多较多大量大量不复燃不复燃 不复燃不复燃变亮变亮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
7、分解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y=kx变量变量 2 22 2 浓度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对照实验对照实验对照组对照组实验组实验组实验设计原则：实验设计原则： 对照对照 单因子变量单因子变量友情提示友情提示 等量等量酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用 分子从分子从常态常态转变为容易发生化学转变为容易发生化学反应的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：提高分子的能量提高分子的能量降低化学反应的降低化学反应的活化
8、能活化能同无机催化相比，酶能同无机催化相比，酶能更显著地更显著地降低化学降低化学反应的反应的活化能活化能，因而催化效率，因而催化效率更高更高。abc如图如图abc中，代表正常条件下分子活化能的中，代表正常条件下分子活化能的是是 ，代表酶促反应所需活化能的是，代表酶促反应所需活化能的是 ；代表酶所降低的活化能的是代表酶所降低的活化能的是 。Cba三、阅读三、阅读P81页页, 关于酶本质的探索关于酶本质的探索1、巴斯德的观点哪些是正确的、巴斯德的观点哪些是正确的,哪些是错误的哪些是错误的?李李毕希的观点呢毕希的观点呢?2、从毕希纳的实验可以得出什么结论？、从毕希纳的实验可以得出什么结论？3、萨姆纳
9、用了、萨姆纳用了9年才证明脲酶是蛋白质，并获诺年才证明脲酶是蛋白质，并获诺贝尔化学奖，你认为他成功的主要原因是什么？贝尔化学奖，你认为他成功的主要原因是什么？4、请给酶下一个较完整的定义。、请给酶下一个较完整的定义。巴斯德之前巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德巴斯德发酵与活细胞有关发酵与活细胞有关，发，发酵是整个细胞而不是细酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用胞中某些物质起作用引起发酵的是细胞中的某些引起发酵的是细胞中的某些物质物质，但这些物质只有在酵，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发母细胞死亡并裂解后才能发挥作用挥作用毕希纳毕希纳酵母
10、酵母细胞中的某些物质细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后能够在酵母细胞破碎后继续继续起催化作用起催化作用，就像在活酵母细胞中一样，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳萨姆纳脲酶是脲酶是蛋白质蛋白质李比希李比希切赫、奥特曼切赫、奥特曼少数少数RNARNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能结论：结论：人物人物巴斯德巴斯德李比希李比希合理性合理性 认为发酵与活细认为发酵与活细胞有关胞有关引起发酵的是细胞引起发酵的是细胞中的某些物质中的某些物质局限性局限性 发酵是整个细胞发酵是整个细胞而不是细胞中的而不是细胞中的某些物质在起作某些物质在起作用用这些物质只有在酵这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解母细胞死亡并裂解
11、后才能发挥作用后才能发挥作用 毕希纳的实验说明，酵母细胞中的某些物质毕希纳的实验说明，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。活酵母细胞中一样。酵母细胞研磨酵母细胞研磨加水搅拌加水搅拌加压过滤加压过滤不含酵母细胞的提取液不含酵母细胞的提取液加入葡萄糖加入葡萄糖过程过程：现象现象：冒出气泡：冒出气泡3.3.萨姆纳历时萨姆纳历时9 9年用正确的科学方法，年用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。4 4、酶是活
12、细胞产生的具有催化作、酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质白质，少数，少数RNA也具有催化功能。也具有催化功能。正由于正由于酶的催化作用酶的催化作用，细胞代谢，细胞代谢才能在才能在温和条件温和条件下快速进行。下快速进行。1 1下列关于过氧化氢的叙述中，正确的是下列关于过氧化氢的叙述中，正确的是( )( )。A A在没有催化剂时过氧化氢不会分解成水和氧气在没有催化剂时过氧化氢不会分解成水和氧气B B过氧化氢和水一样无色无味，对细胞无害过氧化氢和水一样无色无味，对细胞无害C CFeFe3+3+和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解和过氧化氢酶都能加
13、速过氧化氢的分解DD从最终结果看，在有催化剂存在时，过氧化氢从最终结果看，在有催化剂存在时，过氧化氢 分解反应会进行得更彻底分解反应会进行得更彻底C2 2下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是( )( )A A要设置对照组和实验组要设置对照组和实验组 B B自变量要始终保持相同自变量要始终保持相同C C无关变量要始终相同且适宜无关变量要始终相同且适宜 DD要遵循单因子变量原则要遵循单因子变量原则3 3同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因是的原因是( )( )。A A降低反应的活化能的作用更显著降低反应的活化能的
14、作用更显著B. B. 能供给反应物能量能供给反应物能量C C改变了反应的途径改变了反应的途径 DD能降低反应活化能能降低反应活化能4 4关于活化能，下列说法不正确的是关于活化能，下列说法不正确的是( )( )。A A是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能 量量B B加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活 化能化能C C无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量 更多而加快反应速率更多而加快反应速率DD酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反酶能降低反应物分子发生反应的活化能
15、而使反 应更容易进行应更容易进行C 在研究酶性质的过程中在研究酶性质的过程中, ,科学家通过整科学家通过整理大量的实验数据理大量的实验数据, ,发现酶的催化效率大约发现酶的催化效率大约是无机催化剂的是无机催化剂的107-1013倍。倍。 由上述资料可看出酶具有什么特性？由上述资料可看出酶具有什么特性？ 高效性高效性四、酶的特性四、酶的特性少量肝脏少量肝脏研磨液研磨液 酸既能催化蛋白质的水解，也能催化酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。脂肪、淀粉水解。 蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。脲酶只能催化催化脂肪、淀粉等的水解。脲酶只能
16、催化尿素分解，对其他化学反应不起作用。尿素分解，对其他化学反应不起作用。专一性，专一性，一种酶只能催化一种或一类一种酶只能催化一种或一类化学反应。化学反应。 口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化缝里的肉丝两天后还没被消化? ? 由上述资料可看出酶具有什么特性？由上述资料可看出酶具有什么特性？淀粉溶液淀粉溶液(1(1号试管号试管) )蔗糖溶液蔗糖溶液(2(2号试管号试管) )实验原理实验原理实验实验步骤步骤一一二二三三实验现象实验现象结结 论论 探究酶的专一性探究酶的专一性淀粉酶能让淀粉水解成淀粉酶能让淀粉水解成还原性糖，还原性糖能还原性糖，
17、还原性糖能与斐林试剂反应生成砖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀红色沉淀淀粉酶不能让蔗糖水解，淀粉酶不能让蔗糖水解，所以与斐林试剂反应不所以与斐林试剂反应不能生成砖红色沉淀能生成砖红色沉淀加入加入2ml2ml淀粉溶液淀粉溶液加入加入2ml2ml蔗糖溶液蔗糖溶液加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振荡，放在滴，振荡，放在6060的左右，反应约的左右，反应约5min5min加斐林试剂加斐林试剂振荡振荡水浴加热煮沸水浴加热煮沸蓝色蓝色棕色棕色砖红色沉淀砖红色沉淀无变化无变化 具有专一性具有专一性实验设计实验设计1、在、在不同的温度不同的温度下，同一种酶的活性下，同一种酶的活性是否会受到影响？是否会受到影响？2、
18、在、在不同的不同的pH下，同一种酶其活性是下，同一种酶其活性是否会改变？否会改变？ 请设计相关的实验，验证你们的假设请设计相关的实验，验证你们的假设酶有哪些特性？哪些因素会影响酶的活性？酶有哪些特性？哪些因素会影响酶的活性？酶对化学反应的催化效率为酶对化学反应的催化效率为酶的活性酶的活性。科学探究步骤科学探究步骤提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验分析结果分析结果表达与交流表达与交流（温度（温度/pH 会影响酶的活性吗？）会影响酶的活性吗？）（温度（温度/pH 会影响酶的活性）会影响酶的活性）（设计方案、预期结果（设计方案、预期结果）（按预定方案进行实验）（按预定方
19、案进行实验）（分析实验结果，得出结论：分析实验结果，得出结论：）（总结，写实验报告并适当交流）（总结，写实验报告并适当交流）影响酶活性的条件影响酶活性的条件温度温度对酶活性的影响对酶活性的影响 1 1 2 2 3 33 3可溶性淀粉可溶性淀粉 2ml2ml 2ml2ml 2ml2ml 温度温度 2 2淀粉酶淀粉酶 碘液碘液 颜色颜色 结论结论冰水中冰水中60水浴水浴沸水浴沸水浴放置放置2min2min1ml1ml1ml1ml1ml1ml1 1滴滴1 1滴滴1 1滴滴摇匀混合，放置反应摇匀混合，放置反应5min5min变蓝变蓝变蓝变蓝不变蓝不变蓝淀粉酶在淀粉酶在60 中活性最强中活性最强自变量自
20、变量因变量因变量pH对酶活性的影响对酶活性的影响 1 1 2 2 3 3 2 2淀粉酶淀粉酶 1ml1ml 1ml1ml 1ml1ml pHpH3 3可溶性淀粉可溶性淀粉 斐林试剂斐林试剂 颜色颜色 结论结论蒸馏水蒸馏水1mLNaOH 1mLHCL 1mL2ml2ml2ml2ml2ml2ml2mL2mL摇匀混合，放置在摇匀混合，放置在6060水浴中反应水浴中反应5min5min砖红色沉淀砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀淀粉酶在中性条件中活性最强淀粉酶在中性条件中活性最强2mL2mL2mL2mL摇匀混合，沸水浴摇匀混合，沸水浴1min1min课本课本P85P85页三段小
21、字内容页三段小字内容由此可看出酶的作用条件有什么特点？由此可看出酶的作用条件有什么特点？作用条件温和作用条件温和 酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的应的最适温度。最适温度。0最适温度最适温度t/mmol/mmol. s . s-1 -1酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图 一般地，动物体内的酶一般地，动物体内的酶最适温度在最适温度在35403540之间；之间； 植物体内的酶最适温度植物体内的酶最适温度在在40504050之间；之间； 细菌和真菌体内的酶最细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。适温度差别较大。温度对酶活性的影响温度对酶活性的
22、影响/mmol/mmol. s . s-1 -1最适最适pH0pH酶活性受酶活性受pHpH影响示意图影响示意图 一般地，动物体内的酶一般地，动物体内的酶最适最适pHpH在在6.56.58.08.0之间；之间； 植物体内的酶最适温度植物体内的酶最适温度在在4.54.56.56.5之间；之间； 细菌和真菌体内的酶最细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。适温度差别较大。pH对酶活性的影响对酶活性的影响 酶促反应速率最快时的环境酶促反应速率最快时的环境pH称为该酶促反应称为该酶促反应的的最适最适pH。 高温、低温、过酸和过碱对酶高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？活性的影响其本质相同吗？
23、不同，不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。酶适于在复。酶适于在0 044保存。保存。小结：酶的特性：小结：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酶促反应速率酶促反应速率酶的浓度酶的浓度酶促反应速率酶促反应速率底物浓度底物浓度酶量一定酶量一定酶酶的的应应用用1、将唾液淀粉酶先放入沸水中、将唾液淀粉酶先放入沸水中2分钟，再放分钟，再放在在370C的恒温水浴中，酶的催化
24、效率前后变化是的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是A A、不断降低、不断降低 B B、先升后降、先升后降C C、先降后升、先降后升 D D、没有变化、没有变化3.3.人在发高烧时，常常不思饮食，其根本原因时人在发高烧时，常常不思饮食，其根本原因时A.A.消化道内食物尚未消化消化道内食物尚未消化 B.B.发烧使胃肠蠕动减弱发烧使胃肠蠕动减弱C.C.体内的食物残渣排出受阻体内的食物残渣排出受阻 D.D.高温使酶的活性减弱高温使酶的活性减弱2.2.下列有关酶的叙述错误的是下列有关酶的叙述错误的是A.A.组成大多数酶的基本单位是氨基酸组成大多数酶的基本单位是氨基酸B.B.少数的酶是少数的酶是RNARN
25、AC.C.每种酶都具有高效性，专一性每种酶都具有高效性，专一性D.D.酶都具有消化功能酶都具有消化功能4、胃蛋白酶进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原、胃蛋白酶进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是因是 A. pH不合适不合适 B.在胃里发挥了作用，不能再继续起作用了在胃里发挥了作用，不能再继续起作用了 C.被小肠内的物质包裹起来，不能起作用了被小肠内的物质包裹起来，不能起作用了 D.小肠内没有蛋白质可被消化小肠内没有蛋白质可被消化5 5、关于酶的特性，下列表述中错误的是、关于酶的特性，下列表述中错误的是A A、酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物、酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物B
26、 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6、用纯唾液和用稀释、用纯唾液和用稀释10倍的唾液做唾液淀粉酶倍的唾液做唾液淀粉酶的催化实验，其效果完全相同，这说明酶具有的催化实验，其效果完全相同，这说明酶具有A A、专一性、专一性 B B、多样性、多样性 C C、高效性、高效性 D D、多变性、多变性7、能水解脂肪酶的酶是、能水解脂肪酶的酶是A A、淀粉酶、淀粉酶 B B、蛋白酶、蛋白酶 C C、脂肪酶、脂肪酶 D D、麦芽糖酶、麦芽糖酶自主总结
