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第1节降低化学反应活化能的酶一酶的作用和本质第5章细胞的能量供应和利用斯帕兰札尼的实验讨论：1、这个实验要解决什么问题？2、据现象推测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了（一）细胞代谢细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。CCOOHHNR1R2OHHCNH2COHH+→R1CNH2CHOCOOHCHNR2H一酶的作用和本质（二）酶在细胞代谢中的作用2H2O2→2H2O+O21、常温下反应2、加热3、Fe3+做催化剂4、过氧化氢酶猪肝研磨液加入试管直接观察酒精灯水浴加热滴加FeCl3溶液（一）细胞代谢步骤试管编号说明1234一H2O2浓度剂量二剂量结果气泡产生卫生香燃烧结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率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比较过氧化氢在不同条件下的分解速率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组实验组对照实验变量：实验过程中可以变化的因素。自变量：因变量：对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。对照组：实验组：人为改变的变量。随着自变量的变化而变化的变量。无关变量：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催化剂降低了反应物分子活化时所需的能量非催化反应和酶催化反应活化能的比较Ea，活化能；ΔG，自由能变化正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。各条件使反应加快的本质：加热：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能（二）酶在细胞代谢中的作用（一）细胞代谢（三）酶的本质讨论：1、巴斯德和李比希的观点各是什么？有什么积极意义？各有什么局限性？2、巴斯德和李比希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？毕希纳实验3、从毕希纳实验可以得出什么结论？4、萨姆纳研究哪种酶？你认为他成功的主要原因是什么？5、切赫和奥特曼有什么新发现？6、酶的本质是什么？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,少数酶是RNA。降低化学反应活化能的酶二酶的特性复习：1、人体细胞内时刻进行上百万次的化学反应，这些化学反应在常温常压下为何能如此快速、高效、有序、顺利进行的呢？2、化学反应需要提供能量，使参加化学反应的分子从常态变为活跃状态，那么酶是否提供了能量而加快了反应速率呢？3、酶的本质？酶是由活细胞产生的具有催化能力的有机物无机催化剂和酶都可以降低化学反应的活化能，都可以提高化学反应速率，那么哪个作用更显著呢？如何用实验来验证？请大家回忆上节课H2O2在不同条件下的分解的实验！实验设计原则：①对照原则②单一变量(单因子）原则友情提示3443少量肝脏研磨液说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率(活性)高得多。比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多？事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的倍。107～1013酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行。酶具有高效性的意义：上述实验说明了：一、酶具有高效性你能用其他更简捷的方法来验证酶的高效性吗？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。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？探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉溶液蔗糖溶液实验步骤一二三实验现象结论分别加入淀粉酶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，互不干扰地进行，与酶的是分不开的。二、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。一、酶具有高效性淀粉溶液蔗糖溶液实验步骤一二三分别加入淀粉酶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淀粉溶液探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用从上面进行的实验我们看出进行实验需要比较温和的条件，比如淀粉酶在60℃左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的催化效率（活性）？又该你动脑筋了！问题聚焦1、选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料？三组，高温，低温和常温！2、我要设计几组实验？选择几个温度？淀粉酶。因为H2O2受温度影响也会分解3、观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定试剂？碘液，看是否变蓝序号项目试管1231α－淀粉溶液1ml2ml1ml2淀粉酶1ml1ml1ml3温度60℃沸水冰水4碘液1－2滴1－2滴1－2滴5实验现象以上设计有两点错误:一是加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则;二是试剂加入的顺序错误2、3步应互换。以上设计是否有错误？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℃冰水中约5min加热至100℃，约5min加热至60℃，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蓝色探究温度对淀粉酶活性的影响除了注意对照实验设计，还要注意实验的顺序，如果有时间，实验组可等梯度多做几组，得出的结果更准确。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，蛋白质变性，而失去。每种酶都有自己的低活性最适温度空间结构动物：35---40摄氏度植物40--50摄氏度细菌、真菌差别较大在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起疑问：60℃时，为什么肉块长时间不能被分解？如何找到酶活性最高时的温度？通过以上实验可以知道，酶在最适温度下，活性最高。那么PH值不同，对酶的活性有没有影响呢？你要动脑筋了！设计一个实验，来探究pH会影响酶的催化效率（活性）？以上设计缺少对照组。以上设计是否科学？序号项目试管121α－淀粉酶溶液1ml1ml2PHNaOH1mlHcl1ml3可溶性淀粉溶液2ml2ml4温度60℃60℃5斐林试剂2ml2ml6实验现象1号试管过氧化氢溶液实验步骤一二三四实验现象结论2号试管3号试管加入过氧化氢酶2滴，振荡2—3min试管各加入2mL过氧化氢溶液无明显变化pH＝7pH=12pH＝2将带火星的卫生香分别放入试管中在适合的pH下酶的催化效率好复燃无明显变化探究pH对过氧化氢酶活性的影响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,蛋白质变性，酶去。活性动物体里的酶最适PH大多在6.5---8.0之间，（但胃蛋白酶为1.5，胰液中的酶为8---9）植物体里的酶最适PH大多在4.5-----6.5之间★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再见！