1、新陈代谢的概念,概念：生物体内全部有序的化学变化的总称。场所：活细胞（主要在细胞质基质）内容：同化作用和异化作用（同时、对立） 物质代谢和能量代谢（同时、伴随）,新陈代谢的内容,新 陈 代 谢,同化作用,把从外界环境中获取的营养物质，转变成自身的组成物质,储存能量,异化作用,分解自身的一部分组成物质，把分解的最终产物排出体外,释放能量,实质：自我更新,新陈代谢的内容,同化作用：合成物质，储存能量 异化作用：分解物质，释放能量,物质代谢：合成、分解物质 能量代谢：储存、释放能量,新陈代谢类型,同化作用类型,异化作用类型,第五章 第一节 降低化学反应活化能的酶,思考：,我们吃的食物中含有哪些 营养
2、物质？,食物中的营养物质,水,无机盐,蛋白质,维生素,糖类,脂类,小分子物质,大分子物质,食物进入人体内发生了怎样的变化？,在消化道内将食物分解成为可吸收的成分的过程,消 化,物理性消化：,化学性消化：,牙齿的咀嚼、舌的搅拌和胃肠的蠕动,消化酶的作用,消化的概念：,斯帕兰札尼鹰的消化作用实验,1.斯帕兰札尼设计的实验要解 决什么问题？实验设计的巧妙 之处在哪里？2.根据肉块消失的现象你能作出怎样的假设？3.怎样才能证明你的推测？,鸟类的胃是否只有物理性消化、没有化学性消化？,胃液中含有某种物质，该物质能将肉块分解（消化）,收集该物质，验证其是否能将肉块分解。,问题探讨（教材P78）,对于细胞来
3、说，能量的获得和利用都必须通过化学反应，细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的基础。,一、酶在细胞代谢中的作用,那么，细胞代谢中起关键作用的酶是怎样的物质呢？,细胞内的化学反应大都需要在一种特殊的催化剂酶的催化下才能顺利地进行，因此，细胞代谢实质上是细胞内高度有序的酶促反应的总称。,比较过氧化氢在不同条件下的分解,实验探究：,实验介绍：动植物在代谢中产生的过氧化氢，对机体是有毒的。机体通过过氧化氢酶，催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。铁离子也可催化这一反应,实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解,实验原理：过氧化氢在高温或铁离子或过氧化氢酶的作用下都可分
4、解成水和氧气。,1.根据原理,你认为该实验至少需要几组试管?,2.该实验以什么现象作为实验观察的指标?,3.该实验的主要步骤有哪些?,少,较多,发亮,很多,复燃,实验操作、现象和结论,极少,控制变量,想一想,1、为什么要选用新鲜的猪肝？,2、为什么要将猪肝制成研磨液？,3、滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能否共用一个吸管？为什么？,4、氧气的多少可以通过哪些途径观察？,在本实验中应该注意哪些事项？,1.实验时肝脏必须要新鲜;2.要使用肝脏的研磨液; 3.滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合用一支滴管;4.要注意观察实验的现象;5.不要让过氧化氢接触皮肤。,2.该实验中的变量有哪些?,3.自变量是什么?,
5、4.因变量是什么?,5.无关变量是什么?,1.该实验中为何要设置1号试管?,阅读课本79页,思考下列问题,控 制 变 量,对 照 实 验,加入生物催化剂（酶）相当于给汽车找到了一条穿山隧道,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。,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，因而催化效率更高。,资料分析：关于酶本质的探索,5、 20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼又发现,关于酶的本质的探索,1、1857年，巴斯德在研究葡萄酒的发酵时认为： 同时代的李比希则认为：,酒精发酵是活酵母菌代谢活动的结果。,酒精发
6、酵是酵母菌裂解释放中某种物质参与所致。,2、1897年，德国的毕希纳实验证明促使酒精发酵 的是酵母中的某种物质,3、1926年，美国的萨姆纳从刀豆中提取出脲酶的结 晶，并证明-,4、从20世纪30年代起，许多科学家提取多种酶的蛋 白质结晶，因此人们认为：,酿酶。,脲酶是蛋白质,酶是蛋白质。,少数RNA也具有生物催化作用,讨论（教材P82）,1.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？,认为发酵与活细胞有关,引起发酵的是细胞中的某些物质,发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用,这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用,2.巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么，这一争论
7、对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？,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的争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。,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。,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,过程：,现象：冒出气泡,3.请分析一下毕希纳的研究过程，从毕希纳的实验可以得出什么结论？,4.你认为萨姆纳成功的主要原因是什么？,萨姆纳历时九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
8、于不畏艰苦的人。,5.请给酶下个较完整的定义？,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。,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。,一类,大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。,二、酶的本质,什么是酶？,酶化学本质的实验验证,知识归纳,酶的基本单位、合成场所、检测酶的试剂；,酶也可以被蛋白酶催化水解而失去活性；,凡是能使蛋白质变性的因素都可使酶失活；,酶不可通过半透膜；,酶在活细胞产生，但可分布在细胞内（如呼吸酶）或细胞外（如唾液淀粉酶）。,同一个体内各类细胞所含酶的种类、数量 ， 是 的结果。,都不同,基因选择性表达,1、大多数酶在水
9、解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明（ ）A.大多数酶石油或细胞产生的B.大多数酶是生物催化剂C.大多数酶的化学本质是蛋白质D.大多数酶的基本组成单位是多肽 2、酶的基本组成单位是（ ）A.氨基酸 B.核苷酸C.核糖核苷酸 D.A或C,练习反馈,C,D,3. 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,4.细胞内合成酶的主要的场所是（ ）A.细胞质 B. 线粒体 C.核糖体 D. 内质网,C,5.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,B,？
10、当皮肤上出现小伤口时，用双氧水消毒时，能观察到什么现象？你能解释这一现象的原因吗？,当皮肤上出现小伤口时，常用双氧水消毒，消毒时常能观察到有气泡产生。这是因为人体细胞中的过氧化氢酶能将过氧化氢分解成水和氧气。这气泡就是氧气。,三、酶的特性,说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。,比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率,为什么2号试管的反应速率比1号试管快得多？,酶具有高效性,酶具有高效性的意义：,上述实验说明了：,酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行和能量供应的稳定,现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解，应该如何设计这个实验？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？,淀粉和蔗糖都是
11、非还原性糖，在酶的催化作用下都能水解为还原性糖。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。,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5min,2号试管中加入2mL 蔗糖溶液,加入斐林试剂,振荡,约60水浴2min,1号试管中加入2mL 淀粉溶液,蓝色,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,4000,专一性,目前发现的酶有 多种,它们分别催化不同 的化学反应。,从上面进行的实验我们看出进行实
12、验需要一定的 条件，比如淀粉酶60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。,在最适宜温度下，酶的活性最高，温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。,1号试管,2号试管,3号试管,试管各加入1mL淀粉酶溶液,无变化,探究pH对淀粉酶活性的影响,加入蒸馏水,加入NaOH溶液,加入HCl,试管各加入2mL可溶性淀粉溶液，振荡，试管下半部浸入60左右的热水中,加入2mL斐林试剂,振荡,沸水水浴1min,无变化,蓝色,棕色,砖红色沉淀,只有在适合的pH下酶的催化效率最好,在最适宜pH下，酶的活性最高， pH偏高或偏低酶的活性都会明显降低。,你能否设计实验证明
13、酶的最适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？,设置对照实验。,1号试管,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,各加入几滴过氧化氢酶溶液，23min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,加入蒸馏水,加入NaOH溶液,加入
14、HCl,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。,1酶的催化作用的表示方法 酶的催化活性的强弱以单位时间内(每分钟)底物的减少量或产物的生成量来表示。,补充难点,2.作用机理 (1)酶在代谢中的作用 在新陈代谢中，酶的作用仅是催化化学反应的进行，并不为反应提供物质和能量。,一、酶的作用机理,(2)催化机理 能降低化学反应的活化能，如图分析：,(3)作用特点：,二、与酶相关的曲线解读 1表示酶高效性的曲线,(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效
15、率更高。 (2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。 (3)酶只能催化自然条件下能发生的化学反应。,2表示酶专一性的曲线加入酶B的反应速率与无酶A条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用。进而说明酶具有专一性。,3影响酶活性的曲线,(1)在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用逐渐减弱。 (2)过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。 (3)溶液酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。,4底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
16、,(1)在其他条件适宜，酶量一定条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。 (2)在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。,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,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
17、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,C,A,3.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,C,D,5.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？,B D,脂肪酶,
