第五章第一节 降低化学反应活化能的酶

1、第五章 细胞的能量供应和利用第一节 降低化学反应活化能的酶学习目标1.说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。2.通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。3.进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。细胞代谢：细胞中每时每刻进行的化学反应称为细胞代谢一、酶的本质酶在希腊语里，就是存在于酵母中的意思。 酶的发现和酵母的酒精发酵密切相关。在19世纪初，当时的人们已经知道，酿酒就是让糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳的过程，当时很多化学家都相信这是一个纯化学过程，与生命活动无关。1857年，法国微生物学家巴斯德通过显微镜观

2、察，提出酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。德国化学家李比希却坚持认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。两种观点争执不下。一、酶的本质结束这一争论的是德国化学家毕希纳。他把酵母细胞放在石英砂中用力研磨，加水搅拌，再进行加压过滤，得到不含酵母细胞的提取液。在这些汁液中加入葡萄糖，一段时问后就冒出气泡，糖液居然变成了酒。这一结果跟糖液中含有活酵母细胞是一样的。他将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。一、酶的本质发酵确实可以在无细胞的条件下进行。发酵确实可以在无细胞的条件下进行。发酵所需要的物质是活细发酵所需要的

3、物质是活细胞产生的，称之为胞产生的，称之为酿酶酿酶。那么酿酶的化学本质是什么呢？ 19041904年，英国人年，英国人哈登哈登用用透析袋透析袋对酵母提取液进行了分析，发对酵母提取液进行了分析，发现透析后的酵母提取液仍然可以完成发酵。哈登推测：现透析后的酵母提取液仍然可以完成发酵。哈登推测：对发酵对发酵起关键作用的是一种大分子物质，可能是蛋白质。起关键作用的是一种大分子物质，可能是蛋白质。 19261926年美国人年美国人萨姆纳萨姆纳从刀豆种子中提取到酶的结晶，并用多从刀豆种子中提取到酶的结晶，并用多种方法证明，这种结晶是蛋白质。此后又有多位科学家用萨姆种方法证明，这种结晶是蛋白质。此后又有多位

4、科学家用萨姆纳的方法结晶出其它的酶，而且都是蛋白质。纳的方法结晶出其它的酶，而且都是蛋白质。 此后相当长一段时间，学术界都普遍认为酶的本质是蛋白质，此后相当长一段时间，学术界都普遍认为酶的本质是蛋白质，但是但是生物学总是有很多的意外。生物学总是有很多的意外。2020世纪世纪8080年代，美国人年代，美国人切赫和奥切赫和奥特曼特曼发现：发现：少数少数RNARNA也具有生物催化功能，称之为也具有生物催化功能，称之为核酶核酶。二、酶的概念酶活细胞产生具催化作用有机物的绝大多数都是蛋白质，少部分是RNA酶是生物催化剂思考：酶作为生物催化剂和大家在初中接触到的无机催化剂如FeCl3 相比有什么不同呢？三

5、、酶的特性探究过氧化氢在不同条件下分解的实验实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶与无机催化剂相比的特性实验原理：过氧化氢在升温或催化剂的作用下分解成水和氧气注意：肝脏研磨液必须是新鲜的，否则其中的过氧化氢酶会失去活性影响实验效果酶具有高效性（相对于无机催化剂）剂量剂量2ml2ml3%3%常温常温90少量少量 反应反应条件条件因变量因变量无关变量无关变量变量变量 2 22 2 浓度浓度剂量剂量气泡产生气泡产生不明显不明显自变量自变量3%3%2ml2mlFeCl3肝脏研磨液肝脏研磨液2 2滴滴大量大量迅速迅速 复燃复燃较多较多复燃复燃 不不明显明显 变量：实验过程中可以

6、变化的因素称为变量 自变量：实验中人为改变的变量 因变量：实验中随着自变量的变化而引起的变化和结果 无关变量：实验中除自变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。在实验中，无关变量要保持一致。（单一变量原则）（单一变量原则）等量原则对照原则你能提出什么假设？你能提出什么假设？根据假设，将有怎样的预期结果？根据假设，将有怎样的预期结果？如何用实验来验证预期结果？如何用实验来验证预期结果？探究实验二：探究实验二：淀粉的分解实验淀粉的分解实验 34+2ml+2ml淀粉酶液淀粉酶液2ml蔗糖液蔗糖液2ml淀粉液淀粉液+2ml+2ml淀粉酶液淀粉酶液探究实验二：探究实验二：淀粉的分解实验淀粉的分解实验

7、将上述四支试管在将上述四支试管在6060水浴中保温一水浴中保温一段时间；段时间；向上述四支试管中加入等量向上述四支试管中加入等量斐林试剂斐林试剂; ;将上述四支试管在将上述四支试管在6060水浴水浴中加热。中加热。34+2ml+2ml淀粉酶液淀粉酶液2ml蔗糖液蔗糖液2ml淀粉液淀粉液+2ml+2ml淀粉酶液淀粉酶液3 3和和4 4对比：对比：淀粉酶只能催化淀粉分解，不能催化淀粉酶只能催化淀粉分解，不能催化蔗糖分解，蔗糖分解，淀粉酶具有专一性淀粉酶具有专一性。1 1号试管说明：号试管说明：淀粉不与斐林试剂发生颜色反应，而且加热也淀粉不与斐林试剂发生颜色反应，而且加热也没有使淀粉分解。没有使淀粉分解。2 2号试管说明号试管说明：淀粉酶不与斐林试剂发生颜色反应。淀粉酶不与斐林试剂发生颜色反应。思考：思考：酶为什么能催化生物化学反应呢？酶为什么能催化生物化学反应呢？分子分子从从常态常态转变为容易发生化学反应的转变为容易发生化学反应的活活跃状态跃状态所需要的能量称为活化能。