1、第5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 第二节 细胞的能量通货ATP 第三节 ATP的主要来源细胞呼吸 第四节 能量之源光与光合作用,第1节 降低化学反应活化能的酶,本节聚集： 1.细胞代谢为什么离不开酶？ 2.酶是什么？ 3.科学家是怎样研究酶的本质的？,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？,教材 P78,用简单的实验证明酶的催化效率：,1.常温 2.加热 3.FeCl3 4.加肝脏研磨液,气泡少,气泡较多,气泡很多,有气泡,启示： 1、加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率； 2、Fe
2、Cl3中的Fe3+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； 3、过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多；细胞内每时每刻进行着的成千上万种化学反应叫细胞代谢，这些化学反应需要多种酶在常温、常压下高效率地进行，,1、细胞代谢：细胞中所有化学反应的总称2、酶是生物催化剂，能提高化学反应速率,第五章 细胞的能量供应与应用第一节 降低化学反应活化能的酶一.酶在细胞代谢中的作用,思考：,1mol H2O2由常态变为活跃的状态时需要吸收75 KJ的热量，这75 KJ就是每mol H2O2的活化能。 但加入过氧化氢酶时，H2O2只要吸收29 KJ的热量就可以转变为活跃的状态。少了的46 KJ的热量是
3、不是由过氧化氢酶提供的呢？ 如果不是由过氧化氢酶提供的，那么如何解释为何少了46 KJ的热量呢？,二.酶的作用机理：,酶的催化机理是降低活化能,降低的活化能,1、细胞代谢：细胞中所有化学反应的总称2、酶是生物催化剂，能提高化学反应速率,第五章 细胞的能量供应与应用第一节 降低化学反应活化能的酶一.酶在细胞代谢中的作用,二.酶的作用机理：降低反应的活化能,巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的；李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的，但是认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的。,1、巴斯德和李比希的观点，各
4、有什么积极意义？各有什么局限？,巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。,2、他们之间的争论对于后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？,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，就像在活酵母细胞中一样。,3、从毕希纳的实验可以得出什么结论？,4、萨姆纳历时9年证明脲酶是蛋白质，并获诺贝尔奖。你认为他成功的原因是什么？萨姆纳历时9年用正确的科学方法，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。,5.上世纪80
5、年代美国科学家切赫和奥特曼发现了具有催化作用的RNA核酶。,酶的发现过程,活酵母菌与酒精发酵有关,发酵与整个细 胞的活动有关,发酵与细胞中 某种物质有关,酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用,酶是蛋白质,巴 斯 德,巴斯德,李比希,毕希纳,萨姆纳,斯帕兰札尼,发现了能消化肉的物质,切赫和奥特曼,RNA核酶,1、细胞代谢：细胞中所有化学反应的总称2、酶是生物催化剂，能提高化学反应速率,第五章 细胞的能量供应与应用 第一节 降低化学反应活化能的酶 一.酶在细胞代谢中的作用,二.酶的作用机理：降低反应的活化能,三、酶的实质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白质，少数是RNA。,相
6、同点： 改变化学反应速率，本身不被消耗。 加快化学反应速率，缩短达到化学反应平衡的时间，但不改变平衡点。 降低活化能，使速率加快。 不同点酶的催化效率远远高于无机催化剂,酶的催化作用和无机催化剂的比较,1、酶所催化的反应叫酶促反应。 2、酶促反应中被酶作用的物质叫底物 3、经反应生产的物质叫产物。,相同点： 改变化学反应速率，本身不被消耗。 加快化学反应速率的实质是降低了反应的活化能； 3.缩短达到化学反应平衡的时间，但不改变平衡点。 不同点酶的催化效率远远高于无机催化剂,酶的催化作用和无机催化剂的比较,四、酶的特性,1、高效性：酶的催化效率是无机催化剂的107-1013倍 2、专一性：任何一
7、种酶只作用于一种或几种相关 的化合物。 3、多样性：种类繁多。 4、易变性：容易被高温、强酸、强碱等破坏。 5、反应条件较温和：常温、常圧。,对照组,实验组,实验结论：,自变量,因变量,酶具有专一性,酶的专一性假说钥匙与锁假说,蔗糖酶,蔗糖,蔗糖酶,果糖,葡萄糖,比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,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，酶催化效率最高,反应条件,无关变量,对照组,实验组,四、酶的特性：,1、高效性：催化
8、效率很高，大大提高反应速率 2、专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应多样性：种类繁多易变性：容易被高温、强酸、强碱等破坏反应条件较温和,五、探究：温度影响酶活性的条件,实验材料：2 新鲜-淀粉酶溶液、3可溶性淀粉溶液、5 HCl、5 NaOH、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂 实验用具：试管、量筒、小烧杯、大烧杯、滴管、试管夹、酒精灯、三角架、石棉网、温度计、PH试纸、火柴,1、温度对酶活性的影响,蓝 色,浅蓝色,橙黄 色,蓝 色,不同温度下酶的活性不同,橙黄色,橙黄色,橙黄色,蓝 色,高温破坏酶的活性，低温抑制酶的活性,60最适温度,对照组,（1）酶的活性最大时的环境温度称为该酶促反应
9、的最适温度,一般地，动物体内的酶最适温度在35-40之间；植物体内的酶最适温度在40-50之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。,(2) 低温使酶的活性明显降低，但酶的活性未被破坏，适宜的温度下可以恢复； 高温使酶变性失去活，且不能恢复。,A,B,C,注意：A-B； B； B-C；温度变化与酶活性的关系,例如：胃蛋白酶的最适温度为37，在测定其活性时， （1）将溶液从0 37 过程中，胃蛋白酶的活性将( )； （2）将溶液从100 37 过程中，胃蛋白酶的活性将( )。A.不断上升 B.没有变化 C.先升后降 D.不断下降,B,A,五、探究： pH影响酶活性的条件,实验材料：2 新鲜-淀粉
10、酶溶液、3可溶性淀粉溶液、5 HCl、5 NaOH、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂 实验用具：试管、量筒、小烧杯、大烧杯、滴管、试管夹、酒精灯、三角架、石棉网、温度计、PH试纸、火柴,2、pH对酶活性的影响,不变色,浅黄色,红黄色,浅黄色,不变色,pH值的变化影响酶的活性,对照组,一般动物体内的酶最适pH在6.5-8.0之间；植物体内的酶最适最适pH在4.5-6.5之间；细菌和真菌体内的酶最适pH差别较大,（1）酶的活性最大时的pH称为该酶的最适pH,（2）pH过高过低都会使酶变性失活,B,A,C,注意: B-A； B； B-C；PH变化与酶活性的关系,pH对人体酶活性的影响,酶的种类不同
11、，最适温度不同，最适PH值不同。,3、底物浓度对酶催化反应速度的影响,底物,a,b,c,当其他条件适宜，酶的量一定时，随底物浓度增加，酶的反应速率逐渐增大，最终达到饱和。,反应速率,底物,a,b,c,反应速率,4、酶浓度对酶催化反应速度的影响：,当其他条件适宜，底物的量足够时，随酶浓度增加，反应速率与酶的浓度成正比。,酶的量,5、抑制剂与激活剂酶催化反应速度的影响抑制剂抑制酶的活性，反应不能进行；促进剂促进酶的活性，加快反应速度。,五、影响酶活性的条件,1、温度对酶活性的影响(1)酶的活性最大时的环境温度称为该酶促反应的最适温度(2)低温使酶的活性明显降低，但酶的活性未被破坏，适宜的度下可以恢
12、复；高温使酶变性失去活，且不能恢复。 2、pH对酶活性的影响 （1）酶的活性最大时的pH称为该酶的最适pH （2）pH过高过低都会使酶变性失活 3、底物浓度对酶催化反应速度的影响 4、酶浓度对酶催化反应速度的影响： 5、抑制剂与激活剂酶催化反应速度的影响,例1、通常胃液的pH约为1.4左右，在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH由10降到1的过程中，胃蛋白酶的活性将（ ）A、不断上升 B、没有变化C、先升后降 D、先降后升,B,例2： 将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH值至2.0，保存于37的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是( ) A淀粉、胃蛋白酶、多
13、肽、水 B唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水 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、多肽、水,A,例3活细胞内酶合成的主要场所是（ ）。A细胞核 B线粒体 C核糖体 D高尔基体,C,例4在过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂，其结果应是（ ）。A产生气泡 B溶液呈蓝色C溶液呈紫色 D产生砖红色沉淀,C,例6在煮过的和没煮过的马铃薯片上分别滴几滴过氧化氢。在马铃薯片X上出现泡沫，在马铃薯片Y上没有泡沫，以下哪一项是正确的解释？（ ）A马铃薯片X是煮过的，因为过氧化氢只影响碳水化合物分解成单糖B马铃薯片Y是煮过的，因为在没煮过的马铃薯片中的酶能使过氧化氢不起作用C马铃薯片X是没煮过的，因为马铃薯中含有酶，促使过氧化氢分解， D马铃薯片X是没煮过的，因为过氧化氢分解马铃薯片中的酶,C,
