1、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,这个实验要解决什么问题？,问题探讨:斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用,是什么物质使肉块消失了？,鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学性消化。,是胃内的化学物质将肉块分解了。,怎样才能证明你的推测？,收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。,一些化学反应的条件,MnO2,浓H2SO4,乙醇,醋酸,乙酸乙酯,一般化学反应的条件,Fe,水浴,高温 高压 强酸 强碱 催化剂,在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫做 。,催化剂只是改变反应速率,并不改变化学平衡,催化剂,细胞内
2、外的环境：是很温和的常温 常压 水溶液环境 pH接近中性,细胞内会发生一系列的化学反应，这些化学反应发生的环境条件是什么？,在这种环境状态下发生的化学反应，应该有适合的生物催化剂 酶,一 酶的作用和本质, 细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应。,细胞代谢离不开降低化学反应活化能的酶。, 活化能分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。,常态：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。活跃状态就是激发态。激发态：微观粒子其内部能量高于基态能量时所处的能量状态。当原子获得能量的时候，便由基态跃迁到激发态。,常态与激发
3、态,一 酶的作用和本质,酶在细胞代谢中的作用:阅读教材P78-79,思考下列三个问题 实验中比较过氧化氢在不同条件下的分 解,这里的“不同条件”指哪些? 为什么要设计四组实验,1号组有什么作用? 实验变量(自变量)、反应变量(因变量)、无关变量各是什么?, 实验原理：过氧化氢（H2O2）在 Fe3+的催化下，可分解成H2O和O2，动物新鲜肝脏中含有的过氧化氢酶也能催化这个反应。据测算，每滴氯化铁中的Fe3+数，大约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。 H2O2 H2O+O2,比较过氧化氢在不同条件下的分解,过氧化氢酶,Fe3+,酶在细胞代谢中的作用:,一 酶的作用和本质, 实验的关键
4、：实验材料是否新鲜。过氧化氢放置时间过长会分解；肝脏离开活体时间过长，酶的数量和活性会下降。 判断依据：溶液中冒出气泡的速度、数量、点燃卫生香的燃烧情况。思考分析：为什么要研磨肝脏？使用过氧化氢溶液应注意什么？,一 酶的作用和本质,酶在细胞代谢中的作用:,比较过氧化氢酶在不同条件下的分解 方法步骤: 取4支洁净试管，编上序号，并且各注入2mL过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。 将2号试管放在90左右的水浴中加热，观察气泡冒出的情况，并与2号试管作比较。 向3号试管内滴入2滴氯化铁溶液，向4号试管内滴入2滴肝脏研磨液。轻轻地振荡两只试管，使试管内的物质混合均匀。仔细观察哪支试管产生的气泡多
5、。 将点燃但无火焰的卫生香分别放入3、4号试管内液面的上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。,1.酶在细胞代谢中的作用:,无,较多,发亮,较多,发亮,很多,复燃, 实验结果（注意自变量与因变量）,没有变化,讨论: 1.与1号试管相比,2号出现不同的现象?这一现象说明什么? 2.在细胞内能通过加热提高反应速率吗? 3.3号和4号未经加热,也有大量气泡产生,这说明什么? 4.3号与4号相比,4号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顺利进行至关重要?, 实验结论：催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越性酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更
6、高。,无机催化剂,2.酶的本质,阅读教材P8182,“关于酶本质的探索”思考：,一 酶的作用和本质,巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？ 科学发展过程中出现争论是正常的。试分析巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么，这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？ 从毕希纳的实验可以得出什么结论？ 萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原因是什么？ 5.请给酶下一个较完整的定义。,2.酶的本质,一 酶的作用和本质, 巴斯德以前：,发酵是纯化学反应，与生命活动无关。,2.酶的本质,一 酶的作用和本质, 巴斯德：, 18221895（法国）：
7、微生物学家, 通过显微镜观察发现发酵的过程中有酵母菌, 结论：没有活细胞糖类不可能变成酒精,2.酶的本质,一 酶的作用和本质, 李比希：, 18031873（德国）：化学家, 通过对化学变化的研究认为糖类变成酒精就是一个化学反应, 结论: 在这个变化过程中，只有细胞死之后放出了某些物质起了作用,思考,巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？,科学发展过程中出现争论是正常的。试分析巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么，这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？,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
8、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。,巴斯德是微生物学家，他主要强调生物体或细胞的整体作用；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.酶的本质,一 酶的作用和本质, 毕希纳：, 18601917（德国）：化学家, 过程：,酵母细胞研磨,加水搅拌,加压过滤,含酵母细胞的提取液,加入葡萄糖, 现象：冒出气泡, 结论：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。,2.酶的本质,一 酶的作用和本质, 萨姆纳：,
9、18871955（美国）, 1926年从刀豆中提取脲酶实验, 结论:酶为蛋白质。,思考：萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原因是什么？,2.酶的本质,一 酶的作用和本质, 切赫和奥特曼：（美国） 20C80th,发现:少数RNA也是酶。,2.酶的本质小结,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,
10、李比希,酶是一类生物催化剂,活细胞产生的,具有生物催化作用的,是,有机物。,思考：蛋白质是酶吗？,一类,大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。,酶的本质,什么是酶？,一 酶的作用和本质,酶的作用和本质小结,细胞代谢：细胞内全部的化学反应。,酶的作用：降低活化能更显著，催化效率更高,酶本质的发现过程：,巴斯德,李比希,毕希纳,萨姆纳,切 赫,奥特曼,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数为蛋白质，少数为RNA,酶的本质：,1. 同一个体内的各类活细胞所含有的酶（ ）A、种类有差异，数量相同 B、种类有差异，数量不同C、种类无差异，数量相同 D、种类无差异，数量不同,B,2.细胞内合成酶
11、的主要的场所是（ ）A.细胞质 B. 线粒体 C.核糖体 D. 内质网,C,课堂练习,3.催化脂肪酶水解的酶是（ ）A.肽酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.淀粉酶4.图中是一种酶促 反应P+Q R,曲 线E表示在没有酶时此反 应的过程。在t1时，将催 化此反应的酶加于反应混 合物中。则表示此反应进 程的曲线是 ( ),B,t1,A,E,B,C,D,C,时间,课堂练习,为什么说酶是细胞代谢所必需的？, 细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要高效率地进行，酶的催化效率比无机催化剂高得多。 细胞内的化学反应需要在常温、常压、酸碱度适中等温和条件下进行,无机催化剂常常需要辅助以高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件才能有较高的催化效率。,课堂练习,再 见 ！,
