1、1,第5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,一、酶的作用和本质,1,知道细胞代谢的概念。说明酶在细胞代谢中的作用,酶的本质。知道酶降低化学反应活化能的原理。4.进行有关的实验和探究时，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。,学习目标:,1,问题探讨,斯帕兰札尼对鹰的消化研究,1783年，意大利科学家斯帕兰札尼设计了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。,1,1.这个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？,鸟类的胃是否只有物理
2、性消化，没有化学性消化。,是胃内的化学物质将肉块分解了。,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。,1,细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。,1,组成生物体的细胞内外环境是很温和的：常温、常压、水溶液环境、pH接近中性。而细胞内每时每刻都进行着各种生化反应，为什么这些生化反应能迅速有序地完成的呢？,酶,问题质疑：,？,在生物体外，许多化学反应的顺利进行需要一些条件，如高温、高压、强酸、强碱、催化剂等。细胞内是否具备这些条件呢？,1,1,细胞代谢是生命活动的基础，但代谢过程中也会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发（包括头发）变
3、白 ，会加速人体衰老，损害细胞。细胞中的过氧化氢酶能将过氧化氢及时分解.过氧化氢酶在肝脏里含量较多。,资料：,过氧化氢在体外能分解吗？需要什么条件？ 在体内分解和在外界分解情况有什么不一样吗？,1,9,2 H2O2 2 H2O + O2,1、常温下反应 2、加热 3、Fe3+做催化剂 4、过氧化氢酶,1,1.实验原理,（1）新鲜猪肝或萝卜细胞等活细胞中均含有过氧化氢酶， Fe3+是一种无机催化剂，以及加热都可以催化过氧化氢分解成水和氧.分别用一定数量的过氧化氢酶和Fe3+催化过氧化氢分解成水和氧，可以比较两者催化效率。 （2）经计算，用质量分数为3.5%的氯化铁溶液和质量分数为20%的肝脏研磨
4、液做实验，每滴氯化铁溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。,1,3.材料用具,新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液.量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计。,新配制的体积分数为3%的H2O2溶液，质量分数为3.5%的氯化铁溶液。,2.目的要求：通过比较过氧化氢在不同的条件下分解的 快 慢，了解过氧化氢酶的作用和意义。,1,4、方法步骤: （1）.取4支洁净试管，分别编上序号1、2、3、4，向各注入2mL过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。 （2）.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1号试管作
5、比较。 （3）.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，仔细观察哪支试管产生的气泡多。 （4）.23min后，将点燃的卫生香分别放入3、4号试管内液面的上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。,1,过氧化氢在不同条件下的分解,1,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,3%,3%,3%,常温,90,FeCl3,肝脏研磨液,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 过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快,反应条件,H2O2 浓度,剂量,剂量,气泡产生,带火星的木条,对照组,实验组,1,控 制 变 量,上述实验中的氯化铁溶
6、液和肝脏研磨液，都属自变量。,实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量称为自变量。,针对实验目的确立可行性措施,自变量直接达到预期效果。,随着自变量的变化而变化的变量称为因变量。,上述实验中酶活性（以过氧化氢分解速率来表示）就是因变量。,是实际发生的实验现象，能直观呈现出实验结果。,除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。,上述实验中的温度、反应物的量等就是无关变量。,对预期结果产生干扰即产生误差，并有对误差产生校正的效果。,1,对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不 变的实验叫做对照实验。 空白对照：不给对照组任何处理因素。
7、条件对照：给对照组施以部分实验因素。自身对照：对照和实验都在同一研究对象上进行。相互对照：不单独设立对照组，而是几个实验组相互对照。,1,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称为活化能,1,酶降低化学反应活化能的图解,20摄氏度测得过氧化氢分解的活化能,条件,活化能 kj/mol,没有催化剂催化,用胶态铂催化,过氧化氢酶催化,75,54,29,催化剂催化作用的本质是什么？,降低化学反应活化能,同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高,1,(二)、酶的本质,资料分析：关于酶本质的探索,1,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
8、，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,脲酶是蛋白质,李比希,切赫、奥特曼,少数RNA也具有生物催化功能,1,酶的本质,酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。,其中绝大多数酶是蛋白质 少数是RNA。,酶的来源,酶的作用,酶的化学成分,降低活化能,酶是活细胞产生的，只能在活细胞中发挥作用吗？,酶在细胞内外都能发挥作用,1,本节课小结：,1、酶在细胞代谢中的作用，降低化学反应活化能，是生物催化剂，同无机催化剂相比，催
9、化效率更高。,2、酶的本质绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。,3、酶的定义酶是活细胞产生的具有催化效率的有机物。,1,1、大多数酶在水解过程中，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,练一练,C,D,1,3.关于酶的叙述中,正确的是( ). A酶只有在生物体内才能起催化作用 B酶都有消化作用 C酶是活细胞产生的具有催化效率的有机物。 D酶都是在核糖体上合成的 4在过氧化氢酶和Fe3+的催化效率比较的实验中，把肝脏制成研磨液的目的是（ ）。 A有利于过氧化氢酶的释放 B保护过氧化氢酶 C提高过氧化氢酶的活性 D以上说法都不正确,c,A,1,520世纪80年代初，Cech 和Altman分别发现了具有催化功能的核酶，打破了酶只是蛋白质的传统观念，为此双双获得了1989年的诺贝尔化学奖。“核酶”是指某些（ ）。 ADNA BRNA C染色体 DATP,B,
