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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新世纪中学高一生物组11.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2.是什么物质使肉块消失了？鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学消化?胃内的化学物质将肉块分解了。1一般化学反应的条件MnO22KClO32KCl+3O2一般化学反应的条件（1）高温（2）高压（3）强酸（4）强碱（5）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1细胞内的环境是很温和的1.常温2.常压3.水溶液环境4.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，应该有适宜的催化剂————酶.11.细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应的统称。第一节降低化学反应活化能的酶一酶的作用和本质(一)酶在细胞代谢中的作用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？12.实验探究：比较过氧化氢在不同条件下的分解（1）实验原理①新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶，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，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液，每滴FeCl3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（2）实验材料用具•新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液•质量分数为3.5%的氯化铁溶液•量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计2H2O22H2O＋O22H2O22H2O＋O22H2O22H2O＋O2加热酶三氯化铁1⑶实验步骤试管编号1234第一步每支试管加2ml过氧化氢溶液第二步不处理90℃水浴滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝脏研磨液1⑤对照实验：除了一个因素以外，其他因素都保持不变的实验。3.控制变量⑴概念：①变量：实验过程中可以变化的因素。②自变量：人为改变的变量③因变量：随着自变量的变化而变化。④无关变量：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，这些变量成为无关变量①对照原则:设计对照实验,一般既要设置对照组又要设置实验组。②单一变量原则：在对照实验中,除了要观察的变量发生变化外,其他变量都应保持相同。⑵实验设计原则:1步骤试管编号说明1234一二观察结论2ml2ml2ml2ml3%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自变量因变量无关变量变量H2O2浓度剂量剂量气泡产生带火星的木条对照实验对照组实验组实验步骤：1与1号试管相比，为什么2号试管加热后过氧化氢就能分解？加热使反应加快的本质：使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。FeCl3中Fe3+和猪肝研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的原因与2号试管的相同吗？问题质疑3.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不同Fe3+和过氧化氢酶是降低了过氧化氢分解反应的活化能催化剂催化作用的本质是什么？降低化学反应活化能问题质疑11120摄氏度测得过氧化氢分解的活化能4.结论：同无机催化剂相比较，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。条件活化能kj/mol没有催化剂催化75用胶态铂催化54过氧化氢酶催化291(二)酶的本质(1)巴斯德以前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。(2)巴斯德：通过显微镜观察提出酿酒中的发酵是由于有酵母细胞的存在，没有活细胞的参与糖类不可能变成酒精1.探索历程1⑶李比希引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，这些物质只有在细胞死亡并裂解后才能发挥作用。⑷毕希纳将酵母细胞中引起发酵的物质成为酿酶⑸萨姆纳从刀豆中提取出脲酶的结晶，并证明脲酶是蛋白质⑹切赫、奥特曼少数RNA也具有生物催化功能1降低活化能㈡酶的本质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是RNA。酶的来源酶的作用酶的化学成分酶是活细胞产生的，只能在活细胞中发挥作用吗？酶在细胞内外都能发挥作用问题质疑1．概念２.酶的本质绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA1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作用的有机物。11、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CD13.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cA15．20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（）。A．DNAB．RNAC．染色体D．ATPB酶与一般催化剂的共同点：1.改变化学反应速率，本身不被消耗。2.只能催化已存在的化学反应。3.降低活化能，使反应速率加快底物酶产物降解反应1二、酶的特性1221少量肝脏研磨液比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率事实上，酶的催化效率是一般无机催化剂的倍将唾液稀释10倍与用唾液原液催化淀粉水解的效果相同。107～1013（一）酶具有高效性1每一种酶只能催化一种或一类化学反应。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的。（二）酶具有专一性目前发现的酶有4000多种,它们分别催化不同的化学反应。实验：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用原理：淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在淀粉酶的催化作用下能水解为麦芽糖。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反应，生成砖红色的沉淀。1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？淀粉溶液蔗糖溶液实验步骤一二三实验现象结论试管下半部浸入60℃左右的热水中,分别加入淀粉酶2滴，振荡，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。1⒈酶活性：酶对化学反应的催化效率⒉主要影响因素：温度和pH㈢酶的作用条件较温和过酸、过碱或温度过高都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实验：探究温度对淀粉酶活性的影响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1号试管试管各加入2mL淀粉溶液加热至60℃，保温约5min保持0℃冰水中保温约5min加热至100℃，保温约5min各加入两滴碘液振荡加入淀粉酶2滴，振荡，反应约5min无明显现象蓝色蓝色只有在一定温度下酶的催化效率最好1过氧化氢溶液实验步骤一二三四实验现象结论实验：探究pH对过氧化氢酶活性的影响2号试管1号试管3号试管试管各加入2mL过氧化氢溶液蒸馏水2mL质量分数为5%的盐酸2mL质量分数为5%的NaOH2mL加入过氧化氢酶2滴，振荡2—3min后将带火星的卫生香分别放入试管中无明显变化无明显变化复燃只有在适合的pH下酶的催化效率最高1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。1三、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2pH16.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？BD脂肪酶