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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 新新叶叶伸伸向向和和煦煦的的阳阳光光他们都在为生存而获取什么他们都在为生存而获取什么?新叶伸向和煦的阳光新叶伸向和煦的阳光蚱蜢觊觎绿叶的芬芳蚱蜢觊觎绿叶的芬芳它们为生存而获取能量它们为生存而获取能量能量在细胞里流转激荡能量在细胞里流转激荡1.1.图右下方的一首诗寓意着什么?图右下方的一首诗寓意着什么?2.2.细胞的主动运输就需要能量,细胞内细胞的主动运输就需要能量,细胞内有机物的合成、加工、运输都需要能量。有机物的合成、加工、运输都需要能量。那么,细胞是如何利用能量的呢?那么,细胞是如何利用能量的呢?动、植物的生命活动,全都离不开细胞对能
2、量的获取动、植物的生命活动,全都离不开细胞对能量的获取与利用,而能量的最终来源则是光。与利用,而能量的最终来源则是光。都要经过复杂的化学反应。都要经过复杂的化学反应。3.3.人为什么要吃饭?食物如何在体内转化人为什么要吃饭?食物如何在体内转化?只依靠物理性消化,没有化学性消化可?只依靠物理性消化,没有化学性消化可以完成么?如何验证?以完成么?如何验证?物理性消化:物理性消化:又称机械性消化,是指食物经过口腔的咀嚼,牙齿的又称机械性消化,是指食物经过口腔的咀嚼,牙齿的磨碎,舌的搅拌、吞咽,胃肠肌肉的活动,将大块的食物磨碎,舌的搅拌、吞咽,胃肠肌肉的活动,将大块的食物变成碎小的,使消化液充分与食物
3、混合,并推动食团或食变成碎小的,使消化液充分与食物混合,并推动食团或食糜下移,从口腔推移到肛门的消化过程。糜下移,从口腔推移到肛门的消化过程。化学性消化:化学性消化:是指消化腺分泌的消化液对食物进行化学分解而言。是指消化腺分泌的消化液对食物进行化学分解而言。由消化腺所分泌的消化液,将复杂的各种营养物质分解为由消化腺所分泌的消化液,将复杂的各种营养物质分解为肠壁可以吸收的简单的化合物,如糖类分解为单糖,蛋白肠壁可以吸收的简单的化合物,如糖类分解为单糖,蛋白质分解为氨基酸,脂类分解为甘油及脂肪酸。然后这些分质分解为氨基酸,脂类分解为甘油及脂肪酸。然后这些分解后的营养物质被小肠(主要是空肠)吸收进入
4、体内,进解后的营养物质被小肠(主要是空肠)吸收进入体内,进入血液和淋巴液。入血液和淋巴液。第第1 1节节 降低化学反应活化能的降低化学反应活化能的酶酶 一、酶的作用和本质一、酶的作用和本质意大利科学家斯帕兰札尼实验简单演示意大利科学家斯帕兰札尼实验简单演示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
5、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)(胃不但有物理性消化,还有化学性消化的作用)(胃不但有物理性消化,还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。)1 1、这个实验要解决什么问题?、这个实验要解决什么问题?2 2、是什么物质使肉块消失了?、是什么物质使肉块消失了?3 3、怎样才能证明你的推测?、怎样才能证明你的推测?鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学性消化。鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学性消化。胃内的化学物质将肉块分解胃内的化学物质将
6、肉块分解 收集胃内的化学物质,看这些物质收集胃内的化学物质,看这些物质在体外是否能将肉块分解在体外是否能将肉块分解 问题探讨问题探讨:胃内的化学反应胃内的化学反应与化学上的化学与化学上的化学反应一样么?反应一样么?化学里的化学反应化学里的化学反应MnO2 CH3CH2OH+CH3COOH CH3COOCH2CH3+H2O 2KClO3 2KCl +3O2乙醇乙醇乙醇乙醇醋酸醋酸醋酸醋酸乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯浓浓H2SO4FeFe水浴水浴Br2BrHBr这些化学反应需要什么条件?高温高温 高压高压 强酸强酸 强碱强碱 催化剂催化剂 在化学反应里能改变其它物质的在化学反应里能改变其它物质
7、的化学反化学反应速率应速率,而本身的质量和化学性质在反应前,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质后都没有变化的物质.催化剂催化剂:你所知道的生物体内的化学反应有哪些?你所知道的生物体内的化学反应有哪些?小知识小知识 COCO2 2+H+H2 2O O (CHCH2 2O)+OO)+O2 2光能光能 酶酶 C C6 6H H1212O O6 6+6H6H2 2O O+O O2 2 6CO 6CO2 2+12H12H2 2O O+能量能量氧气氧气酶酶 氨基酸氨基酸 多肽多肽酶酶脱水缩合脱水缩合叶绿体:光合作用叶绿体:光合作用线粒体:有氧呼吸线粒体:有氧呼吸核糖体:蛋白质合成核糖体:蛋白
8、质合成常温常温 常压常压 水溶液环境水溶液环境 pHpH接近中性接近中性 细胞内会发生一系列的化学反应的环细胞内会发生一系列的化学反应的环境条件是什么?境条件是什么?在这种的环境状态下发生化学反应在这种的环境状态下发生化学反应,应该有适合的生物应该有适合的生物催化剂催化剂酶酶仅有以上条件够么?仅有以上条件够么?细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。:是细胞生命活动的基础是细胞生命活动的基础 酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用.细胞代谢(新陈代谢)的细胞代谢(新陈代谢)的概念概念.细胞代谢的细胞代谢的意义意义1 1、酶的作用:、酶的作用:但代谢
9、过程中也会产生对细胞有害的物质,如但代谢过程中也会产生对细胞有害的物质,如过氧化氢过氧化氢。过多,会导致皮肤发黄,过多,会导致皮肤发黄,毛发变白毛发变白 ,会加速人,会加速人体衰老,损害细胞。体衰老,损害细胞。结合化学知识,要分解过氧结合化学知识,要分解过氧化氢,可以采取哪些方法?化氢,可以采取哪些方法?实验原理实验原理2H2O2 2H2O+O2常态常态/加热加热 /Fe/Fe3 3/过氧化氢酶过氧化氢酶比较比较过氧化氢过氧化氢在不同条件下的分解速率:在不同条件下的分解速率:过氧化氢在过氧化氢在高温高温或或铁离子铁离子或或过氧化氢酶过氧化氢酶的作的作用下都可分解成水和氧气。用下都可分解成水和氧
10、气。21实验目的实验目的 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢,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。了解酶的作用和意义。步骤步骤试管编号试管编号1 12 23 34 4 一一一一 H HH H2 2OOOO2 2 浓度浓度剂量剂量剂量剂量 二二二二 剂量剂量剂量剂量 结果结果气泡产生气泡产生气泡产生气泡产生卫生香卫生香卫生香卫生香燃烧燃烧燃烧燃烧反应条件反应条件反应条件反应条件2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温90FeCl3肝脏研磨液肝脏研磨液2滴滴2滴滴实验现象实验现象3极少极少较少较少较多较多 多多不复燃不复燃不复燃不复燃燃烧,燃烧,不猛烈不猛烈燃烧
11、,猛烈燃烧,猛烈实验结果实验结果4 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样,酶过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样,酶在常温、常压下可以高速地完成对化学反应的催化。在常温、常压下可以高速地完成对化学反应的催化。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反应物量反应物量时间时间01342加热加热21 1号试管与号试管与2 2号试管对照,说明号试管对照,说明1 1号试管与号试管与
12、3 3号试管对照,说明号试管对照,说明1 1号试管与号试管与4 4号试管对照,说明号试管对照,说明3 3号试管与号试管与4 4号试管对照,说明号试管对照,说明12131434加热可以加快过氧化氢分解加热可以加快过氧化氢分解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高高实验结论实验结论5步骤步骤试管编号试管编号1 12 23 34 4 一一一一 H HH H2 2OOOO2 2 浓度浓度剂量剂量剂量剂量 二二二二 剂量剂量剂量剂量 结果
13、结果气泡产生气泡产生气泡产生气泡产生卫生香卫生香卫生香卫生香燃烧燃烧燃烧燃烧反应条件反应条件反应条件反应条件2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温90FeCl3肝脏研磨液肝脏研磨液2滴滴2滴滴思考思考:、上述实验分成了上述实验分成了1、2、3、4号四支试管,哪些是四支试管号四支试管,哪些是四支试管共同的条件?两两比较不同的条件有几个?共同的条件?两两比较不同的条件有几个?、1号试管在常温下,没有加任何试剂,它起的作用是什么号试管在常温下,没有加任何试剂,它起的作用是什么?二、酶的作用二、酶的作用步骤步骤试管编号试管编号 说明说明说明说明1 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4
14、 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 2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml二二反应条件反应条件常温常温9090FeClFeCl3 3溶液溶液新鲜肝脏新鲜肝脏研磨液研磨液剂剂量量2 2 2 2滴滴滴滴2 2 2 2滴滴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一些可变因素实验中可能存在的一些可变因素自变量自变量因变量因变量无关变量
15、无关变量无关变量无关变量对照实验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比较比较过氧化氢过氧化氢在不同条件下的分解速率:在不同条件下的分解速率:1 1、与、与1 1号试管相比,号试管相比,2 2号试管出现什么不同的现象?这一现象说明号试管出现什么不同的现象?这一现象说明了什么?了什么?2 2、在细胞内,能通过加热来提高反应速率吗?、在细胞内,能通过加热来提高反应速率吗?3 3、3 3号和号和4 4号试管未经加热,也有大量气泡产生,这说明什么?号试管未经加热,也有大量气泡产生,这说明什么?4 4、3 3号与号与4 4号相比,哪支试管中的反应速率快?这说明什么?为什号相比,哪支
16、试管中的反应速率快?这说明什么?为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要?么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要?加热能促进过氧化氢的分解加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率提高反应速率 FeClFeCl3 3中中FeFe3+3+和猪肝研磨液的过氧化氢酶都能加和猪肝研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率快过氧化氢分解的速率 4 4号试管的反应速率比号试管的反应速率比3 3号试管快得多。说明过氧化氢酶比号试管快得多。说明过氧化氢酶比FeFe3+3+的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行成百上千的化的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行成百上千的化学反应学反应,需要在常温、常
17、压下高效率地进行,只有酶能够满足这需要在常温、常压下高效率地进行,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利进行至关重要。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。不能,加热到这样的温度会造成细胞死亡。不能,加热到这样的温度会造成细胞死亡。讨论:讨论:活化能活化能:常态常态活跃状态活跃状态 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的活跃状态所需要的能量 常叫基态,微观粒子处于能量最低的状态。当原子处于基态时,电常叫基态,微观粒子处于能量最低的状态。当原子处于基态时,电子处于离核最近的轨道上,此时原子处于稳定状态。子处于
18、离核最近的轨道上,此时原子处于稳定状态。微观粒子其内部能量微观粒子其内部能量高于基态能量时所处的能高于基态能量时所处的能量状态。当原子获得能量量状态。当原子获得能量的时候,便由基态跃迁到的时候,便由基态跃迁到激发态激发态。原原理理分分析析 abc如图abc中,代表正常条件下分子活化能是 ,代表酶促反应所需活化能是 ;代表酶所降低的活化能的是 。Cba酶在细胞代谢中的作用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Fe3+H2O2酶酶为过氧化氢分子提供为过氧化氢分子提供能量能量降低降低化学反应的化学反应的活化能活化能显著降低显著降低化学反应的化学反应的活化能活化能 正是由于正是由于酶
19、酶的的催化作用催化作用,细胞代谢才,细胞代谢才能在能在温和温和的条件下快速进行。的条件下快速进行。?酶的本质酶的本质2 2、酶的本质、酶的本质酶本质的探究历程酶本质的探究历程 时间科学家实验结论1773年年意大利科学家意大利科学家 斯帕兰札尼斯帕兰札尼鹰吞下装有肉块的小巧金属笼,一段鹰吞下装有肉块的小巧金属笼,一段时间后取出,发现笼内的肉块消失了时间后取出,发现笼内的肉块消失了推断胃液中有消化肉块的物推断胃液中有消化肉块的物质,但不知道是什么物质质,但不知道是什么物质1773-1857年年众多科学家众多科学家认为发酵为纯化学反应,认为发酵为纯化学反应,与生命活动无关与生命活动无关1857年年法
20、国微生物法国微生物学家学家 巴斯德巴斯德用显微镜观察酿酒发酵过程中用显微镜观察酿酒发酵过程中的酵母菌的酵母菌只有酵母菌(活细胞)只有酵母菌(活细胞)才能使糖类变为酒精才能使糖类变为酒精德国化学家德国化学家 李比希李比希认为引起发酵的是酵母菌细胞中的认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用细胞死亡并裂解后才能发挥作用酵母细胞死亡并裂解后酵母细胞死亡并裂解后才能对酵母过程起作用才能对酵母过程起作用德国化学家德国化学家 毕希纳毕希纳将酵母细胞研碎后过滤得到提取液,将酵母细胞研碎后过滤得到提取液,该提取液同样能使葡萄糖发酵产
21、生该提取液同样能使葡萄糖发酵产生酒精酒精酵母细胞中有一种酿菌,酵母细胞中有一种酿菌,可将糖液发酵变成酒精可将糖液发酵变成酒精1926年年美国科学家美国科学家 萨姆纳萨姆纳多为科学家多为科学家从刀豆种子中提取出脲酶的结晶,从刀豆种子中提取出脲酶的结晶,并通过多种方法证明脲酶的蛋白质并通过多种方法证明脲酶的蛋白质相继提出多种酶的结晶,并证明这相继提出多种酶的结晶,并证明这些酶都是蛋白质些酶都是蛋白质20世纪世纪80年代年代美国科学家美国科学家 切赫和奥特曼切赫和奥特曼发现少数发现少数RNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能 酶的化学本质是蛋白质或酶的化学本质是蛋白质或RNA酶是一类具有催化作用的
22、酶是一类具有催化作用的蛋白质蛋白质是是活细胞活细胞产生的具有产生的具有生物催化作用生物催化作用的的有机物有机物。其中绝大多数酶是蛋白质,少数是其中绝大多数酶是蛋白质,少数是RNARNA。酶的来源酶的来源酶的功能酶的功能酶的化学成分酶的化学成分酶酶(Enzyme)小结:小结:1、细胞代谢:、细胞代谢:细胞内各种化学反应的总称。自变量:因变量:无关变量:在实验中人为改变的变量。随自变量变化而变化的变量。除自变量外,实验中对实验结果造成影响的变量。实验中的相关变量:实验中的相关变量:对照实验:对照实验:除一个因素外,其余因素都保持不变的实验。包括空白对照、自身对照、条件对照2、实验设计的原则:、实验
23、设计的原则:对照原则、等量原则、单一变量原则3、酶、酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。本质:本质:作用原理:作用原理:绝大多数酶是蛋白质,少数是绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA降低反应的活化能降低反应的活化能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速过氧化氢的分解D D从最终结果看,在有催化剂存在时,过氧化氢
24、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C C课堂练习:课堂练习:2 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 D D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作用更显著B.B.能供给反应物能量能供给反应物
25、能量C C改变了反应的途径改变了反应的途径 D D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量是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量B B加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能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D D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而使反 应更容易进行应更容易进行C C巴斯德之前巴斯德
26、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
27、RNARNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能所有的酶在一定的条件下,所有的酶在一定的条件下,能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行,能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行,酶本身并不发生变化。酶本身并不发生变化。那么,酶与无机催化剂相比,具有哪些那么,酶与无机催化剂相比,具有哪些不同的特点呢?不同的特点呢?知识回顾:知识回顾:1 1、人体细胞内时刻进行上百万次的化学反应,这些化学反应、人体细胞内时刻进行上百万次的化学反应,这些化学反应在常温常压下为何能如此在常温常压下为何能如此快速、高效、有序、顺利快速、高效、有序、顺利进行的呢进行的呢?2 2、化学反应需要提供能量,使参加化学反应的分子从常态
28、变、化学反应需要提供能量,使参加化学反应的分子从常态变为活跃状态,那么酶是否提供了能量而加快了反应速率呢?为活跃状态,那么酶是否提供了能量而加快了反应速率呢?3 3、酶的本质?、酶的本质?酶是由活细胞产生的具有催化能力的有机物酶是由活细胞产生的具有催化能力的有机物二、酶的特性二、酶的特性 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?高效性高效性实验原理实验原理:新鲜的肝脏中含有过氧化氢
29、,Fe3+是一种无机催化剂,都可以催化过氧化氢分解成水和氧。方法步骤:方法步骤:过氧化氢溶液肝脏研磨液 滴入滴入3滴滴1212氯化铁溶液 滴入滴入3滴滴实验一:实验一:一、酶具有高效性一、酶具有高效性 上述实验说明,过氧化氢酶和 Fe3+的催化效率不同。与无机催化剂 Fe3+相比,过氧化氢酶的催化效率要高许多。酶的催化效率一般是无机催化剂的107 1013 倍。实验结论:实验结论:酶的特性:酶的特性:1、为什么要选用新鲜的猪肝?、为什么要选用新鲜的猪肝?2、为什么要将猪肝制成研磨液?、为什么要将猪肝制成研磨液?3、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,能否共用一个吸管?
30、为什么?能否共用一个吸管?为什么?4、氧气的多少可以通过哪些途径观察?、氧气的多少可以通过哪些途径观察?想一想:想一想:酸既能催化蛋白质的水解,也能催化脂肪、淀粉水解。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化学反应。一种酶只能催化一种或一类化学反应。由上述资料可看出酶具有什么特性?实验原理实验原理:淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖(麦芽糖、葡萄糖、果糖)。还原糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应,生成砖红色的氧化亚铜沉淀。方法步骤:方法步骤:序号序号项项 目目试管试管1
31、12 21 1注入可溶性淀粉溶液注入可溶性淀粉溶液2mL2mL/2 2注入蔗糖溶液注入蔗糖溶液/2mL2mL3 3注入新鲜淀粉酶溶液注入新鲜淀粉酶溶液2mL2mL2mL2mL结果现象结果现象实验二:实验二:二、酶具有专一性二、酶具有专一性 上述实验说明,淀粉酶只能催化淀粉水解,对蔗糖则不起催化作用。确切地说,每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。讨论:讨论:为什么要将试管的下半部浸到 60 OC 左右的热水中?在已知淀粉酶能够催化淀粉水解的情况下,本实验设置1号试管还有没有必要?实验结论:实验结论:酶的特性:酶的特性:1 1、在、在不同的温度不同的温度下,同一种酶的活性是否会受到下
32、,同一种酶的活性是否会受到影响?影响?2 2、在、在不同的不同的pHpH下,同一种酶其活性是否会改变?下,同一种酶其活性是否会改变?请设计相关的实验,验证你们的假设请设计相关的实验,验证你们的假设酶的这些特性受哪些因素会影响呢?酶的这些特性受哪些因素会影响呢?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。口腔里有唾液淀粉酶,为什么塞进牙缝里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的肉丝两天后还没被消化?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/pH 会影响
33、酶的活性吗?)会影响酶的活性吗?)(温度(温度/pH/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3%3%可溶性淀粉溶液、可溶性淀粉溶液、2 2的淀粉酶溶液、的淀粉酶溶液、沸水、沸水、6060水、冰水水、冰水5 5HClHCl、5 5NaOHNaOH、蒸馏水、蒸馏水、碘液、斐林试剂碘液、斐林试剂提供的材料摇匀混合,放置各自温度反应摇匀混合,放置各自温度反应5min5min
34、结论:淀粉酶在结论:淀粉酶在60 60 中活性最强中活性最强1号号2号号3号号4号号 5号号6号号3%可溶可溶性淀粉性淀粉2ml2ml2ml2%淀淀粉酶粉酶1ml1ml1ml温度温度冰水冰水60水浴水浴沸水浴沸水浴冰水冰水60水浴水浴沸水浴沸水浴放置放置2分钟分钟混匀混匀4号倒入号倒入1号;号;5号倒入号倒入2号;号;6号倒入号倒入3号号碘液碘液在各混合试管中滴加碘液在各混合试管中滴加碘液1滴滴颜色颜色变蓝变蓝变蓝变蓝不变蓝不变蓝 1 1 2 2 3 3 2 2淀粉酶淀粉酶 1ml1ml 1ml1ml 1ml1ml pHpH3 3可溶性淀可溶性淀粉粉 斐林试剂斐林试剂 颜色颜色 结论结论蒸馏水
35、蒸馏水1mL5%NaOH1mL5%HCL1mL2ml2ml2ml2ml2ml2ml2mL2mL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自变量自变量因变量因变量pH对酶活性的影响对酶活性的影响 1 2 3 H2O2酶酶 1ml 1ml 1ml pH 3H2O2 气泡产生量气泡产生量 结论结论蒸馏水蒸馏水1mL5%NaOH1mL5%HCL1mL5ml5ml5mlH H2 2
36、O O2 2酶在中性条件中活性最强酶在中性条件中活性最强自变量自变量因变量因变量大量大量不明显不明显不明显不明显通过探究温度、通过探究温度、pHpH对酶活性影响的实验结果对酶活性影响的实验结果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温度过高、过低;温度过高、过低;pHpH过酸、过碱都会过酸、过碱都会影响酶的活性影响酶的活性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/mmolmmol.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,一般地,
37、动物动物体体内的酶最适温度在内的酶最适温度在35354040之间;之间;植物植物:40:405050之间之间 细菌和真菌最适温细菌和真菌最适温度差别较大,有的达度差别较大,有的达7070。温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响T T过高酶失活过高酶失活T T过低只是使酶活性降低过低只是使酶活性降低/mmolmmol.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,动物体内的酶最一般地,动物体内的酶最适适pHpH在在6.56.58.08.0之间;但是之间;但是胃蛋白酶的最适胃蛋白酶的最适pHpH为为1.51.5;植物体内的酶最适植物体内的酶最适pHpH在在4.
38、54.56.56.5之间;之间;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。PHPH过高、过低酶失活过高、过低酶失活酶的名称酶的名称最适最适PHPH胃蛋白酶胃蛋白酶2 2唾液淀粉酶唾液淀粉酶 7 7胰蛋白酶胰蛋白酶8 8过酸过碱和高温过酸过碱和高温-酶被杀死,酶被杀死,低温低温-酶暂时失活酶暂时失活 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?不同不同过酸、过碱或温度过高过酸、过碱或温度过高,会使酶的,会使酶的空间结空间结构遭到破坏构遭到破坏,使酶,使酶
39、永久失活永久失活;低温低温虽然使虽然使酶活性明显下降,但能使酶的空间结构保酶活性明显下降,但能使酶的空间结构保持稳定,在适宜温度下其持稳定,在适宜温度下其活性可以恢复活性可以恢复。酶适于在酶适于在0 044保存。保存。0 最适温度 t/OC V/mmols-10 6 最适 pH 10 pHV/mmols-1三、酶需要适宜的条件三、酶需要适宜的条件 高温、低温以及过酸和过碱,都影响淀粉酶的活性,淀粉酶的催化作用需要适宜的温度和 pH。如图所示:酶的活性受温度影响示意图酶的活性受pH影响示意图酶的特性:酶的特性:酶除了受到温度、酶除了受到温度、pH影响,还受别的因素影响么?影响,还受别的因素影响么
40、?1 1、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。2 2、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的专一性酶的专一性每一种酶只能催化每一种酶只能催化一种一种化合物或一类化合物化合物或一类化合物的的化学反应化学反应酶的催化效率是无机催酶的催化效率是无机催化剂的化剂的10107 7 10 101313 倍倍二二.酶的特性:酶的特性
41、:酶的高效性酶的高效性酶的催化作用酶的催化作用需要适宜的条件需要适宜的条件1)需要适宜)需要适宜pH值值2)需要适宜的温度)需要适宜的温度酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用酶的本质酶的本质酶的特性酶的特性活细胞产生的具有催化作用的有机活细胞产生的具有催化作用的有机物物,其中绝大多数是蛋白质,少数,其中绝大多数是蛋白质,少数RNA也具有催化功能。也具有催化功能。降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能作用条件温和作用条件温和高效性高效性专一性专一性酶作用的机理酶作用的机理酶酶的的应应用用1 1、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:(
42、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 奶渍和血渍?奶渍和血渍?(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?(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 衣料?(衣料?()A.A.化纤化纤 B.B.纯毛纯毛 C.C.纯棉纯棉 D.D.真丝真丝(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 还可以加入什么酶?还可以加入什么酶?B D脂肪酶脂肪酶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
43、.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.少数酶是少数酶是RNARNAC.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.酶都酶都具有消化功能具有消化功能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.在胃里发挥了作用,不能再继续起作用了在胃里
44、发挥了作用,不能再继续起作用了 B.pH不合适不合适 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 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、
45、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8、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,再放在分钟,再放在37的恒温水浴中,酶的催化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、先升后降降C C、先降后、先降后升升 D D、没有变化没有变化