细胞的能量供应和利用2

第五章细胞的能量供应和利用第1节：降低化学反应活化能的酶教学目标：1、说明酶在细胞代谢中的作用、本质及特性。2、通过进行有关实验，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。3、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。 问题探讨讨论：1.1783年斯帕兰札尼的实验要解决什么问题？2.是什么物质使肉块消失了？3.怎样才能证明你的推测？是否只有物理性消化，没有化学性消化胃内的化学物质收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否能将肉块分解。回顾：叶绿体：CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶线粒体:

C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧气酶核糖体：

氨基酸多肽缩合脱水酶细胞代谢：细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应，统称为细胞代谢。思考：化学中要想使一个化学反应顺利进行，一般怎样处理（反应条件)？

加热、催化剂细胞代谢中的又是什么呢？催化剂酶一、酶在细胞代谢中的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验目的：了解过氧化氢酶的作用和意义实验原理：H2O2H2O+O2探究实验体外

2H2O22H2O+O2过氧化氢酶2H2O2

2H2O

+

O2

2H2O2

2H2O

+

O2

Fe3+2H2O2

2H2O

+

O2

MnO22H2O2

2H2O

+

O2

体内步骤试管编号说明1234

一

H2O2浓度

剂量

二

剂量

结果气泡产生卫生香燃烧结论2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样反应条件自变量因变量无关变量对照实验对照组实验组实验操作：对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。人为改变的变量随着自变量的变化而变化的变量。指与自变量同时影响因变量的变化、但与研究目的无关的变量。常态：：在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子平均能量水平较低，称为“常态”。激发态：当反应物分子获得能量参与反应时，其内部能量高于常态能量时所处的状态称为激发态。当分子获得能量的时候，便由常态转变为容易分解的活跃状态，即处于激发态。常态激发态加热活化能：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。结论：酶能催化生物化学反应，催化效率比无机催化剂高得多。研究发现，酶的催化效率是无机催化剂催化效率的107~1013倍。因此，。酶具有高效性表在20℃测得的过氧化氢分解的活化能条件活化能/kJ·mol-1没有催化剂催化

用Fe3+催化

用过氧化氢酶催化75

43

29加热：提高分子的能量Fe3+：降低化学反应的活化能酶：更显著地降低化学反应的活化能关于酶本质的探索巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用毕希纳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，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳酶是蛋白质李比希切赫、奥特曼少数RNA也具有生物催化功能酶来源功能化学本质多数是蛋白质类化合物，少数是RNA。活细胞产生的催化作用酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物二、酶的本质2、酶的其他特性？

蛋白酶，淀粉酶，蔗糖酶，肽酶，麦芽糖酶

……由这些酶的名字你能想到什么吗？设计一个实验来验证一下你的推测1、酶具有高效性酶的催化效率是无机催化剂的107－1013

倍三、酶的特性探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用

原理：淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化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生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。三、酶的特性提出问题做出假设设计实验进行实验分析结果、得出结论。淀粉溶液蔗糖溶液实验步骤一二三实验现象结论加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60℃左右的热水中，反应5min2号试管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林试剂振荡约60℃水浴2min1号试管中加入2mL淀粉溶液白色无变化棕色砖红色沉淀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的水解作用每一种酶只能催化

化学反应。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的

是分不开的。酶具有专一性一种或一类

专一性锁和钥匙学说从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件，比如唾液淀粉酶37℃左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的活性？酶活性：酶对化学反应的催化效率。请你来探究1号试管淀粉溶液实验步骤一二三四实验现象结论2号试管3号试管加入淀粉酶2滴，振荡试管各加入2mL淀粉溶液蓝色保持0℃冰水中反应约5min水浴37℃5min水浴60℃，反应约5min各加入两滴碘液振荡无明显现象只有在一定温度下酶的催化效率最好不变蓝探究温度对唾液淀粉酶活性的影响自变量因变量在最适温度的两侧，反应速率都比较较高的温度容易使酶的遭到破坏而失去。每种酶都有自己的低活性最适温度空间结构最适温度时，酶的活性最高；温度：一般而言，温度越高化学反应越快，但酶是蛋白质，若温度过高会发生变性而失去活性，因而酶促反应一般是随着温度升高反应加快，直至某一温度活性达到最大，超过这一最适温度，由于酶的变性，反应速度会迅速降低。

大多数酶，在30-40℃范围内显示最高活性。低温不会使酶失去活性，低温时酶活性降低，但若再给予适宜的温度，酶活性又增强。高温可导致酶失去活性，绝大多数酶在70℃以上，其空间结构即被破坏。

热对酶活性的影响对食品很重要，如，绿茶是通过把新鲜茶叶热蒸处理而得，经过热处理，使酚酶、脂氧化酶、抗坏血酸氧化酶等失活，以阻止儿茶酚的氧化来保持绿色。红茶的情况正相反，是利用这些酶进行发酵来制备的。1号试管过氧化氢溶液实验步骤一二三实验现象结论2号试管3号试管试管各加入2mL过氧化氢溶液无明显变化蒸馏水1mL5%NaOH溶液1mL5%HCL溶液1mL各加入几滴过氧化氢酶溶液，2—3min后将点燃的卫生香分别放入试管中只有在适合的pH下酶的催化效率最好复燃无明显变化探究pH对过氧化氢酶活性的影响自变量因变量过氧化氢酶在最适合的pH下，酶的活性

最高空间结构在过酸过碱的条件下，都会使酶的遭到破坏而失去。活性超过最适pH时，随着pH的继续升高，酶的活性逐渐下降。pH值：在极端的酸性或碱性条件下会变性而完全失去活性，大多数酶的最适PH值为4.5-8.0范围内。（1）动物体内的酶最适宜pH大多在6.5—8之间。唾液pH为6.2—7.4，胃液的pH为0.9—1.5，小肠液的pH为7.6。（2）植物体内的酶最适pH大多在4.5—6.5之间。

高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？不同，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；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。酶的特性：具有高效性具有专一性作用条件较温和要有合适的温度要有合适的pH总结：比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用

温度对淀粉酶活性的影响pH对过氧化氢酶活性的影响

本节小结酶在细胞代谢中的作用酶的本质酶的特性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白质，少数酶是RNA。降低化学反应的活化能高效性比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率专一性淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用作用条件温和：适宜的温度和PH值3.如果实验失败了，应该怎样做？检查实验步骤是否出错，重复实验。思考：1.课本建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，为什么？因为温度对唾液淀粉酶活性的影响较大，pH对过氧化氢酶的影响较大。这样做实验的现象才明显。2.在测定淀粉酶的专一性时，为什么要用到蔗糖溶液？7设置对照实验。★影响酶促反应速率的因素：1、温度3、酶的浓度：反应速率随酶浓度的升高而加快。4、底物浓度：在一定浓度范围内，反应速率随底物浓度的升高而加快，但达到一定浓度，反应速率不再变化酶促反应速率酶的浓度酶促反应速率底物浓度酶量一定2、pH课堂练习：1.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是A.所吃食物不能消化（）B.胃没有排空C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降D.吃药使人没有了胃口

2.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是（）A.pH不适合B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用D.小肠中没有蛋白质可被消化CA3.能够使唾液淀粉酶水解的是（）A.淀粉酶B.脂肪酶C.蛋白酶D.肽酶

4.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（）A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力CD5.加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：（1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍？（2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？（3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些衣料？（）

A.化纤B.纯毛C.纯棉D.真丝（4）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？BD脂肪酶

1、将乳清蛋白，淀粉，胃蛋白酶，唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器内，调整PH至2.0，保存在37摄氏度的温水内，过一段时间后，容器内剩余的物质是（）

A淀粉、胃蛋白酶、多肽、水

B唾液淀粉酶、麦芽酶、胃蛋白酶、多肽

C唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水

D唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、