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1、第第1 1节节降低化学反应活化能酶降低化学反应活化能酶一一 酶作用和本质酶作用和本质第5章 细胞能量供给和利用第1页第2页斯帕兰札尼试验讨论：1、这个试验要处理什么问题？2、据现象推测是什么物质使肉块消失了？3、怎样才能证实你推测？鸟类胃是否只有物理性消化，没有化学性消化是胃内化学物质将肉块分解了搜集胃内化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解了第3页（一）细胞代谢（一）细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。C CCOOHCOOHH HN NR R1 1R R2 2O OH HH HC CNHNH2 2C OHC OHH H+R R1 1C CNHNH2 2C C
2、 H HO OCOOHCOOHC CH HN NR R2 2H H一一 酶作用和本质酶作用和本质第4页（二）酶在细胞代谢中作用二）酶在细胞代谢中作用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水浴加热酒精灯水浴加热滴加滴加FeClFeCl3 3溶液溶液第5页步骤步骤试管编号试管编号 说明说明1 12 23 34 4 一一 H H2OO2 浓度 剂量剂量 二二 剂量剂量 结结果果气泡产生气泡产生卫生香燃
3、烧卫生香燃烧结论结论比较过氧化氢在不一样条件下分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温90FeCl3肝脏研肝脏研磨液磨液2 2滴清水滴清水 2 2滴清水滴清水2 2滴滴2 2滴滴不显著不显著不显著不显著少许少许少许少许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一样条件下分解过氧化氢在不一样条件下分解过氧化氢在不一样条件下分解过氧化氢在不一样条件下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第6页步骤步骤试管编号试管编号说明说明1 12 23
4、 34 4 一一 H H2OO2 浓度剂量剂量二二 剂量剂量结结果果气泡产生气泡产生卫生香燃烧卫生香燃烧结论结论比较过氧化氢在不一样条件下分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温90FeCl3肝脏研肝脏研磨液磨液2 2滴清水滴清水 2 2滴清水滴清水2 2滴滴2 2滴滴不显著不显著不显著不显著少许少许少许少许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一样条件下分解过氧化氢在不一样条件下分解过氧化氢在不一样条件下分解过氧化氢在不一样条件下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
5、变量自变量因变量因变量无关变量无关变量对照组对照组试验组试验组对照试验对照试验第7页变量：试验过程中变量：试验过程中能够改变能够改变原因。原因。自变量自变量：因变量因变量：对照试验：除了一个原因以外，其余原对照试验：除了一个原因以外，其余原因都保持不变试验。因都保持不变试验。对照组对照组：试验组试验组：人为改变人为改变变量。变量。伴随自变量改变而改变变量。伴随自变量改变而改变变量。无关变量：无关变量：第8页 分子从常态转变为轻易发生化学反应活跃状态所需要能量称为活化能活化能第9页 催化剂降低了反应物催化剂降低了反应物分子活化时所需能量分子活化时所需能量非催化反应和酶催化反应活化能比较非催化反应
6、和酶催化反应活化能比较Ea，活化能；，活化能；G，自由能改变，自由能改变 第10页 正是因为酶催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。各条件使反应加紧本质：加热：Fe3+：酶：提升分子能量降低化学反应活化能更显著地降低化学反应活化能第11页（三）酶本质（三）酶本质讨论：讨论：1、巴斯德和李比希观点各是什么？有什么主动意义？各有什么不足？2、巴斯德和李比希出现争论原因是什么？这一争论对后人深入研究酶本质起到了什么作用？第12页毕希纳试验毕希纳试验3、从毕希纳试验能够得出什么结论？4、萨姆纳研究哪种酶？你认为他成功主要原因是什么？5、切赫和奥特曼有什么新发觉？6、酶本质是什么？第13页巴斯德之
7、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相关发酵与活细胞相关，发，发酵是整个细胞而不是细酵是整个细胞而不是细胞中一些物质起作用胞中一些物质起作用引发发酵是细胞中一些物质引发发酵是细胞中一些物质，但这些物质只有在酵母细胞但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用死亡并裂解后才能发挥作用毕希纳毕希纳酵母酵母细胞中一些物质细胞中一些物质能够在酵母细胞破碎后继能够在酵母细胞破碎后继续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RNA
8、RNA也含有生物催化功效也含有生物催化功效第14页 酶是活细胞产生含有催化作用有机物，其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。第15页降低化学反应降低化学反应活化能酶活化能酶二二 酶特征酶特征第16页复习：复习：1 1、人体细胞内时刻进行上百万次化学反应，这些化、人体细胞内时刻进行上百万次化学反应，这些化学反应在常温常压下为何能如此学反应在常温常压下为何能如此快速、高效、有序、快速、高效、有序、顺利顺利进行呢？进行呢？2 2、化学反应需要提供能量，使参加化学反应分子从、化学反应需要提供能量，使参加化学反应分子从常态变为活跃状态，那么酶是否提供了能量而加紧常态变为活跃状态，那么酶是否提供了能量而
9、加紧了反应速率呢？了反应速率呢？3 3、酶本质？、酶本质？酶是由活细胞产生含有催化能力有机物酶是由活细胞产生含有催化能力有机物第17页无机催化剂和酶都能够降低化学反应活化能，都能够提升化学反应速率，那么哪个作用更显著呢？怎样用试验来验证？请大家回想上节课请大家回想上节课H H2 2O O2 2在不一样条件下分解试验！在不一样条件下分解试验！第18页试验设计标准：试验设计标准：对照标准对照标准 单一变量单一变量(单因子）标准单因子）标准友情提醒友情提醒第19页3443少许肝脏少许肝脏研磨液研磨液说明过氧化氢酶比说明过氧化氢酶比FeFe3+3+催化效率催化效率(活性活性)高得多。高得多。比较过氧化
10、氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3+3+催化效率催化效率为何为何4 4号试管反应速率比号试管反应速率比3 3号试管快得多？号试管快得多？第20页实际上，酶催化效率普通是无机催化剂 倍。107 1013 酶高效性确保了细胞内化学反应顺利进行。酶高效性确保了细胞内化学反应顺利进行。酶含有高效性意义：酶含有高效性意义：上述试验说明了：上述试验说明了：一、酶含有高效性一、酶含有高效性第21页你能用其它更简捷方法来验证酶高效性吗？你能用其它更简捷方法来验证酶高效性吗？第22页 淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶催化淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶催化作用下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶催化作用下能水解
11、为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶催化作用下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖、作用下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖、果糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发果糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色沉淀。生氧化还原反应，生成砖红色沉淀。现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解，应该怎样设计这个试验？你又化哪种糖水解，应该怎样设计这个试验？你又怎么知道淀粉酶催化了糖水解呢？怎么知道淀粉酶催化了糖水解呢？探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用第23页淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液试验步骤一一二二三三试
12、验现象结论结论分别加入淀粉酶分别加入淀粉酶2 2滴，振荡，试管下半部浸入滴，振荡，试管下半部浸入6060左右热水中，反应左右热水中，反应5min5min2 2号试管中加入号试管中加入2mL2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林试剂加入斐林试剂 振荡振荡约约6060水浴水浴2min2min1 1号试管中加入号试管中加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色无改变无改变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。探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用第24页每一个酶只能催化每一个酶只能催化 化学反应。化学反应。细胞代谢
13、能够有条不紊，互不干扰地进行，与细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行，与酶酶 是分不开。是分不开。二、酶含有专一二、酶含有专一 性性一个或一类一个或一类 40004000专一性专一性当前发觉酶有当前发觉酶有 各种各种,它们分别催化不一样它们分别催化不一样化学反应。化学反应。一、酶含有高效性一、酶含有高效性第25页淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液试验步骤一一二二三三分别加入淀粉酶分别加入淀粉酶2 2滴，振荡，试管下半部浸入滴，振荡，试管下半部浸入6060左右热水中，反应左右热水中，反应5min5min2 2号试管中加入号试管中加入2mL2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林试剂加入斐林试剂 振荡振荡约约
14、6060水浴水浴2min2min1 1号试管中加入号试管中加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用 从上面进行试验我们看出进行试验需要从上面进行试验我们看出进行试验需要比较温和条件，比如淀粉酶在比较温和条件，比如淀粉酶在6060左右最好。左右最好。能能不能设计一个试验，来证实温度会影响酶催化效不能设计一个试验，来证实温度会影响酶催化效率（活性）？率（活性）？第26页又该又该你动脑筋了！你动脑筋了！问题聚焦问题聚焦1 1、选择淀粉酶还是、选择淀粉酶还是H H2 2O O2 2酶作为试验材料？酶作为试验材料？三组，高温，低温和常温！三组，高温，低
15、温和常温！2 2、我要设计几组试验？选择几个温度？、我要设计几组试验？选择几个温度？淀粉酶。因为淀粉酶。因为 H H2 2O O2 2受温度影响也会分解受温度影响也会分解3 3、观察指标怎么确定，选择什么样判定试剂？、观察指标怎么确定，选择什么样判定试剂？碘液，看是否变蓝碘液，看是否变蓝第27页序号项目试管1231淀粉溶液 1ml2ml1ml2淀粉酶1ml1ml1ml3温度60 沸水冰水4碘液12滴12滴12滴5试验现象以上设计有两点错误:一是加入可溶性淀粉溶液没有遵照等量标准;二是试剂加入次序错误2、3步应交换。以上设计是否有错误？第28页1 1号试管号试管淀粉溶液淀粉溶液试验步骤一一二二三
16、三四四试验现象结论结论2 2号试管号试管3 3号试管号试管加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振荡滴，振荡试管各加入试管各加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色保持保持00冰水中冰水中约约5min5min加热至加热至100100，约约5min5min加热至加热至6060，约约5min5min各加入两滴碘液各加入两滴碘液振荡振荡无显著现象无显著现象只有在一定温度下酶催化效率最好只有在一定温度下酶催化效率最好蓝色蓝色探究温度对淀粉酶活性影响探究温度对淀粉酶活性影响第29页 除了注意对照试验设计，还要注意试验次序，除了注意对照试验设计，还要注意试验次序，假如有时间，试验组可等梯度多做几组，得出结果假如有
17、时间，试验组可等梯度多做几组，得出结果更准确。更准确。第30页 在最适温度两侧，反应速率都比较在最适温度两侧，反应速率都比较较高温度轻易使酶较高温度轻易使酶 遭到破坏，蛋白遭到破坏，蛋白质变性，而失去质变性，而失去 。每种酶都有自己每种酶都有自己低低活性活性最适温度最适温度空间结构空间结构动物：动物：35-4035-40摄氏度摄氏度植物植物 40-5040-50摄氏度摄氏度细菌、真菌细菌、真菌 差异较大差异较大第31页在适当条件下将肉块和蛋白酶放到一起在适当条件下将肉块和蛋白酶放到一起疑问：疑问：60时，为何肉块长时间不能被分解？时，为何肉块长时间不能被分解？怎样找到酶活性最高时温度？怎样找到
18、酶活性最高时温度？第32页 经过以上试验能够知道，酶在最适温度下，经过以上试验能够知道，酶在最适温度下，活性最高。活性最高。那么那么PHPH值不一样，对酶活性有没有影响呢？值不一样，对酶活性有没有影响呢？你你要动脑筋了！要动脑筋了！设计一个试验，来探究设计一个试验，来探究pHpH会影响酶催化效会影响酶催化效率（活性）？率（活性）？第33页以上设计缺乏对照组。以上设计缺乏对照组。以上设计是否科学？以上设计是否科学？序号项目试管121淀粉酶溶液 1ml1ml2PH NaOH 1ml Hcl 1ml 3可溶性淀粉溶液 2ml 2ml 4温度 60 60 5斐林试剂 2ml 2ml 6试验现象 第34
19、页1 1号试管号试管过氧化氢过氧化氢溶液溶液试验步骤一一二二三三四四试验现象结论结论2 2号试管号试管3 3号试管号试管加入过氧化氢酶加入过氧化氢酶2 2滴，振荡滴，振荡23min23min试管各加入试管各加入2mL2mL过氧化氢溶液过氧化氢溶液无显著改变无显著改变pHpH7 7pH=12pH=12pHpH2 2将带火星卫生香分别放入试管中将带火星卫生香分别放入试管中在适合在适合pHpH下酶催化效率好下酶催化效率好复燃复燃无显著改变无显著改变探究探究pHpH对过氧化氢酶活性影响对过氧化氢酶活性影响第35页过氧化氢酶在最适合pH下，酶活性最高空间结构在过酸过碱条件下，都会使酶 遭到破坏,蛋白质变性，酶去 。活性动物体里酶最适PH大多在6.5-8.0之间，（但胃蛋白酶为1.5，胰液中酶为8-9）植物体里酶最适PH大多在4.5-6.5之间第36页影响酶促反应速率原因：1、温度3、酶浓度：反应速率随 酶浓度升高而加紧。4、底物浓度：在一定浓度 范围内，反应速率随浓 度升高而加紧，但达 到一定浓度，反应速率 不再改变酶促反应速率酶浓度酶促反应速率底物浓度酶量一定2、pH第37页再见！再见！第38页