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第一节降低化学反应活化能的酶一酶的作用和本质斯帕兰扎尼实验过程：现象：推测：证明：本实验能证明：问题探讨肉块放入小金属笼内，让鹰吞下肉块消失了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胃具有化学消化的作用一、酶的作用和本质1.细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢是生命活动的基础。2.酶在代谢中的作用合成代谢（同化作用）分解代谢（异化作用）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加热滴加FeCl3溶液步骤试管编号说明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y=k·xy=kx+z8滴大量复燃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酶在细胞代谢中的作用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反应物产物………………活化能反应进程能量加热主要特点参与反应，不提供能量降低反应所需的活化能本身的量与化学性质不变催化剂在化学反应中的作用反应物产物………………活化能反应进程能量75无催化剂催化29过氧化氢酶54用胶态铂催化活化能/kJ.mol-1条件..…………无机催化剂酶的作用：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。3.酶的本质A.酶本质的探索：（1）1857年，法国巴斯德通过显微镜观察，提出酿酒中发酵是由于酵母细胞的存在结论：没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的(2)德国李比希结论：发酵是酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用（3）德国毕希纳过程：结论：将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶（4）美国萨姆纳1926年，从刀豆种子中提出脲酶结晶，脲酶是一种蛋白酶20世纪30年代,相继提出了多种酶的蛋白结晶结论：酶是一类具有催化作用的蛋白质（5）20世纪80年代切赫、奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用结论：酶是具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNAB.酶的定义：酶：是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA怎样验证酶的存在？与双缩脲反应催化脂肪酶水解的酶是？主要的合成部位？判断：酶是蛋白质所有的细胞都能产生酶酶在细胞代谢中的作用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为了验证加酶洗衣粉是否比普通洗衣粉有更强的去污力，有一个生物实验小组把同样的脏布条放在不同的烧杯内浸泡烧杯条件水量水温浸泡时间1加酶洗衣粉500mL40℃20min2普通洗衣粉500mL60℃20min课堂练习1.请设计实验来验证加酶洗衣粉对何种污渍起作用。2.请设计一则加酶洗衣粉的商业广告，广告时间为一分钟。设计广告时要注意用语的科学性和艺术性，既反映产品的科技含量，又有浓郁的生活气息，还要符合广告法。第一节降低化学反应活化能的酶一酶的特性1.高效性（意义）2.专一性一中酶只能催化一种或一类化学反应3.多样性4.作用条件比较温和二、酶的特性酶活性：酶对化学反应的催化效率最适的温度和PH条件下，酶的活性最高不同的酶具有不同的最适的温度和最适PH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。（不可逆）低温，不破坏酶的空间结构，只是降低酶的活性。（可恢复）总结酶1.产生部位和作用部位：所有的活细胞细胞内、细胞外、体外2.作用：催化作用降低活化能3.本质：有机物（绝大多数、少数）具备蛋白质的性质（合成受遗传物质的控制、与双缩脲反应为紫色、可水解为氨基酸）4.同无机催化剂一样，只改变反应速率，不能改变反应方向和终产物的浓度，在化学反应前后本身不发生改变。高效性专一性多样性作用条件比较温和5.酶的特性（1）细胞中主要是由什么细胞器来产生能量的？（2）细胞中有哪些生理过程在不断地消耗着能量？（3）细胞内存在有糖类、脂肪等有机物，这些有机物含有大量且稳定的能量，但某项生命活动可能不用大量的能量就足以进行，而且糖类、脂肪中储存的能量又过于稳定，不易被生物体利用，细胞又是怎样解决这一矛盾的呢？1.萤火虫发光的生物学意义是什么？2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？3.萤火虫发光的过程有能量的转换吗？讨论：用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取三等份分别装入三支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟荧光消失萤火虫发光器AB医用葡萄糖溶液2mlATP注射液2ml蒸馏水2mlCBA萤火虫发光器的经典实验C问题思考：1.选择萤火虫的发光器为实验材料的优点。（参考答案：主要是它发光的现象容易观察等）2.将发光器捣碎的目的：（参考答案：增大发光细胞与溶液接触面积，加快化学反应速度。）3.本实验的原理是：（参考答案：蒸馏水不是能源物质，葡萄糖不是直接的能源物质，他们都不会使熄灭的离体发光器重新发光，而ATP能使离体的发光器重新发光）具有改善肌体代谢的作用，同时又是体内能量的主要来源。目前普遍用于心力衰竭、心肌梗塞、脑动脉硬化、冠状动脉硬化等等，并发现其具有抗癌作用，可望成为有前景的抑癌剂。功能:二、ATP的结构简式H—N—HCNNCC—HCCHOOOHNNOHCOPO～PO～POHCHHCOHOHOHHCCHOHOHPPPPPPA—P～P～P腺嘌呤高能磷酸键核糖腺苷(A)ATP分子结构简式三个磷酸基团三磷酸腺苷～～ATP分子中具有高能磷酸键A—P~P~P～高能磷酸键:30.54KJ/molATP是细胞内的一种高能磷酸化合物+A-P~PA-P~PP~PATPADPPi(磷酸)能量+酶资料分析1.一个成年人在平静状态下，24小时将有40kg的ATP发生转化，而细胞内ATP、ADP的总量仅有2mg～10mg。2.用32P标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分离出ATP，ATP的总量变化不大，但是大部分ATP末端磷酸基团却已经带有放射性标记。ATP与ADP的相互转化：能量的储存能量的释放ATP酶ADP+Pi+能量ADP+Pi+能量酶ATP2.ATP的含量处在动态平衡之中，保证了稳定供能。1.伴随能量的储存和释放ATP酶ADP+Pi+能量（能量“通货”）ATP与ADP的相互转化：ATP与ADP的相互转化动物和人绿色植物ADP+Pi能量ATP酶ADP转化成ATP时所需能量的主要来源光合作用光能ATP有机物呼吸作用ATPATP是细胞各项生命活动的直接能源比较：有机物ATP—是新陈代谢所需能量的来源糖类是生命活动的主要物质脂肪是生物体的物质光能—是生命活动的最终能量来源直接能源储能讨论：（1）众多能源物质中，ATP这种绝对含量极少的物质为什么成为直接能源？（2）为什么ATP是细胞内能量释放、储存、转移和利用的中心物质，成为生物的直接能源呢？（3）ATP对生命的维持是极其重要的，试想：当产生ATP的过程停止时，会发生什么？（4）ATP在生物体中的绝对含量是极小的，但生物体中的每一个细胞每时每刻都在消耗着ATP，但在正常情况下，生物体内的ATP量可满足机体的要求，奥妙何在呢？讨论：ATP主动运输发光发电肌肉收缩大脑思考物质合成ADPPi能量酶光合呼吸Pi能量酶呼吸ATP是生物体新陈代谢所需能量的直接来源物质可循环利用能量是不可循环利用反应不可逆ATP酶ADP+Pi+能量ADP+Pi+能量酶ATP动动脑筋上面两个反应式可逆的吗？2.在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2870kJ的能量。计算：1分子葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量是1分子ATP水解所释放能量的多少倍？1.ATP的结构式可以简写成（）A.A-P-P～PB.A-P～P～PC.A～P～P-PD.A～P～P～PB（94）巩固练习3.ATP分子中大量的化学能储存在_________内。2分子ADP中含有的腺苷、磷酸基团、高能磷酸键的数目依次是__、__、__个。高能磷酸键242作业：设计出新实验方案并设计出实验步骤对结果进行预测。注意设计实验的思路是怎样的？怎样选材？怎样设计对照？萤火虫发光器的经典实验第5章细胞的能量供应和利用实验成果展示：取干种子（玉米或小麦）１００克平均分成两份装入两个相同容器中：Ａ容器中：干种子Ｂ容器中：干种子＋水一段时间后一段时间后无明显变化有发热现象有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成CO2或其他产物，并且释放出能量的总过程。细胞呼吸的概念：细胞内氧化分解生成CO2释放出能量其他产物又叫生物氧化。实质：氧化分解有机物释放能量1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程；都能产生CO2等产物，并且都释放出能量。262.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化分解，能量会迅速地全部释放出来，细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。问题探讨在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。但是，无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多。3.在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗？呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程。细胞呼吸也称呼吸作用是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他物质，释放出能量并生成ATP的过程。对比4.呼吸和呼吸作用的区别一、有氧细胞呼吸的过程示意图有氧呼吸的三个阶段葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+2ATP（丙酮酸）场所：细胞质基质①丙酮酸彻底分解酶6CO2+20[H]+2ATP场所：线粒体基质②2CH3COCOOH（丙酮酸）[H]的氧化酶12H2O+34ATP场所：线粒体内膜③24[H]+6O2+6H2O有氧呼吸场所反应物产物释能第一阶段第二阶段第三阶段有氧呼吸三个阶段的比较细胞质基质主要是葡萄糖丙酮酸[H]少量丙酮酸CO2、[H]少量[H]、O2H2O大量线粒体线粒体对比①主要场所：线粒体②能量去向：一部分以热能形式散失另一部分转移到ATP中③总反应式：④有氧呼吸概念：细胞在____的参与下，通过_______的催化作用，把_______等有机物_______________，产生_____和_____，释放______,生成_________的过程。C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量酶有氧呼吸小结(1709kJ/mol,约60%)(1161kJ/mol,约40%)氧多种酶葡萄糖CO2H2O能量彻底氧化分解许多ATP38个ATP无氧呼吸：一般是指细胞在缺氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底氧化的产物，同时释放出少量能量的过程。葡萄糖丙酮酸无O2过程：酒精+CO2+少量能量酶（大部分高等植物、酵母菌）乳酸+少量能量酶（马铃薯块茎、玉米胚、脊椎动物肌细胞、乳酸菌）二、无氧呼吸主要场所：细胞质基质无氧呼吸总反应式C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）例：大多数植物、酵母菌同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？发酵微生物的无氧呼吸