生物 第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶1 新人教版必修1

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1、第第5 5章章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第第1節(jié)節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶能的酶（1）A代表代表分子；分子；B代表代表；（2）從功能上來說，細(xì)胞膜是一層）從功能上來說，細(xì)胞膜是一層膜；膜；（3）在）在ae的五種過程中，代表被動運輸?shù)氖堑奈宸N過程中，代表被動運輸?shù)氖牵唬?）可能代表氧氣運輸過程的是）可能代表氧氣運輸過程的是；葡萄糖從?。黄咸烟菑男∧c腔進入小腸上皮細(xì)胞的過程是腸腔進入小腸上皮細(xì)胞的過程是。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)磷脂雙分子層磷脂雙分子層選擇透過性選擇透過性b、c、dba1789年年,意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼做了一個巧妙的實驗：將肉塊放做了一個

2、巧妙的實驗：將肉塊放入金屬籠內(nèi)入金屬籠內(nèi),然后讓鷹把小籠子吞然后讓鷹把小籠子吞下去下去.過一段時間后過一段時間后,他把小籠子取他把小籠子取出來出來,發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。為什么要將肉塊放入籠子中？為什么要將肉塊放入籠子中？為什么肉塊會消失？為什么肉塊會消失？怎樣才能證明你的推測？怎樣才能證明你的推測？胃具有化學(xué)性消化的功能。胃具有化學(xué)性消化的功能。葉綠體：葉綠體：CO2+H2O （CH2O) +O2光能光能 酶酶線粒體線粒體: C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量能量酶酶核糖體：核糖體： 氨基酸氨基酸 多肽多肽酶酶縮合脫水縮合脫水細(xì)胞中每時每刻都進行

3、著許細(xì)胞中每時每刻都進行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱細(xì)胞代謝細(xì)胞代謝一、細(xì)胞代謝一、細(xì)胞代謝常溫常壓下這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境條件是什么？化學(xué)上的化學(xué)反應(yīng)都很容易順利進行嗎？化學(xué)上采用什么方式解決這一問題的？二、酶在細(xì)胞代謝中的作用二、酶在細(xì)胞代謝中的作用1、2 2 HH2 2OO2 2 2 2 H2 2O + O2 21 1、常溫下反應(yīng)、常溫下反應(yīng)2 2、加熱、加熱3 3、FeFe3+3+做催化劑做催化劑4 4、過氧化氫酶、過氧化氫酶加入試管直接觀察加入試管直接觀察酒精燈水浴加熱酒精燈水浴加熱滴加滴加FeClFeCl3 3溶液溶液豬肝研磨液豬肝研磨液1.常溫常溫 2.加熱加熱 3.Fe

4、Cl3 4.加肝液加肝液22 濃度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3 比較過氧化氫比較過氧化氫在不同條件下的分解在不同條件下的分解1 1、與、與1 1試管相比，試管相比，2 2號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？為什么？這一現(xiàn)象說明什么？為什么？2 2號試管放出的氣泡多，這一現(xiàn)象說明加熱能促進號試管放出的氣泡多，這一現(xiàn)象說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。2 2、細(xì)胞內(nèi)能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？、細(xì)胞內(nèi)能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？不能不能分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能

5、。 比較過氧化氫比較過氧化氫在不同條件下的分解在不同條件下的分解3 3、3 3號和號和4 4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？為什么？什么？為什么？FeFe3+3+和過氧化氫酶促進過氧化氫分解，但它們并未供給和過氧化氫酶促進過氧化氫分解，但它們并未供給過氧化氫能量，而是降低了過氧化氫分解反應(yīng)的活化能。過氧化氫能量，而是降低了過氧化氫分解反應(yīng)的活化能。4、3號試管與號試管與4 4號試管相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？號試管相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？說明什么？為什么？說明什么？為什么？同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，同無機催化劑相比

6、，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率跟高。因而催化效率跟高。各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：加熱： Fe3+：酶：提高分子的能量降低化學(xué)反應(yīng)的活化能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 結(jié)論：結(jié)論：酶具有酶具有催化作用催化作用，同無機催化劑相，同無機催化劑相比較，酶比較，酶降低活化能的作用降低活化能的作用更顯著，因而催化更顯著，因而催化效率更高。使得細(xì)胞代謝才能在溫和條件下進效率更高。使得細(xì)胞代謝才能在溫和條件下進行。行。變量：實驗過程中可以變化的因素。變量：實驗過程中可以變化的因素。自變量：自變量：因變量：因變量：無關(guān)變量：無關(guān)變量：人為改變的變量。人為改變的變量。隨著自變量的變化而變化的變量。隨著自變

7、量的變化而變化的變量。除自變量外，實驗過程中可能還會除自變量外，實驗過程中可能還會存在一些可變因素，對實驗結(jié)果造存在一些可變因素，對實驗結(jié)果造成影響，這些變量稱為無關(guān)變量。成影響，這些變量稱為無關(guān)變量。對照實驗：對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都保持除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗。不變的實驗。對照組：對照組：實驗組：實驗組：22 濃度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90 FeCl3自變量自變量因變量因變量無關(guān)變量無關(guān)變量對照組對照組實驗組實驗組對照實驗對照實驗 1.1.如圖所示為探究如圖所示為探究“酶的特性酶的特性”實驗，屬于該實驗實驗，屬于該實驗 自變量的是自變量的是

8、( () )A A催化劑不同催化劑不同B B環(huán)境溫度不同環(huán)境溫度不同C C試管的大小試管的大小D.D.試管中的過氧化氫溶液的量試管中的過氧化氫溶液的量A對照原則對照原則單一變量原則單一變量原則實驗設(shè)計遵循原則實驗設(shè)計遵循原則: : 等量原則等量原則 平行重復(fù)原平行重復(fù)原則則科學(xué)性原則科學(xué)性原則1、什么叫活化能？、什么叫活化能？2、酶的作用？、酶的作用？3、加熱為什么能促進過氧化氫的分解？、加熱為什么能促進過氧化氫的分解？分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能所需要的能量稱為活化能酶降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能酶降低化學(xué)反應(yīng)所需的活

9、化能加熱促進分子得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸饧訜岽龠M分子得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)。的活躍狀態(tài)。資料資料分析分析p81巴斯德之前巴斯德之前巴斯德巴斯德李比希李比希畢希納畢希納薩姆納薩姆納只與死的酵母菌分只與死的酵母菌分解出的物質(zhì)有關(guān)解出的物質(zhì)有關(guān)活細(xì)胞粉碎后所得的物質(zhì)作用和活的酵母細(xì)胞作用一樣活細(xì)胞粉碎后所得的物質(zhì)作用和活的酵母細(xì)胞作用一樣酶是蛋白質(zhì)酶是蛋白質(zhì)發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命無關(guān)發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命無關(guān)只與活的酵母菌有關(guān)只與活的酵母菌有關(guān)RNARNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物其中絕大多

10、數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNARNA。三、酶的本質(zhì)：三、酶的本質(zhì)：來源來源功能功能化學(xué)本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)活細(xì)胞產(chǎn)生活細(xì)胞產(chǎn)生催化作用催化作用絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)可為少數(shù)可為RNA酶的作用：酶的作用：能降低化學(xué)反應(yīng)所需的能降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能活化能四、酶的特性四、酶的特性資料資料1 11.上節(jié)課實驗中，每滴FeCl3中Fe3+數(shù)是過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍，但過氧化氫酶的催化作用更明顯。2.實驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)酶的催化效率大約是無機催化劑的107-1013倍。 由上述資料可看出酶具有什么特性？ 高效性高效性酶高效的意義：酶高效的意義： 保證了細(xì)胞代謝快速進行

11、。保證了細(xì)胞代謝快速進行。AB BC時間時間生成物量生成物量右側(cè)的三條曲線右側(cè)的三條曲線A、B、C中，有加無機催化劑、中，有加無機催化劑、加酶的和未加酶的，請加酶的和未加酶的，請分別判斷出來。分別判斷出來。A-加酶加酶B-無機催化劑無機催化劑C-未加酶未加酶酶只會縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需要的酶只會縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需要的 ，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點。不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點。時間時間專一性，專一性，一種酶只能催化一種或一類一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)。 由上述資料可看出酶具有什么特性？淀粉酶淀粉酶淀粉淀粉麥芽糖麥芽糖蔗糖蔗糖淀粉酶淀粉酶？資料資料2 2下圖表示的是某類酶作用的模型。這個模

12、型能下圖表示的是某類酶作用的模型。這個模型能解釋酶的什么特性？嘗試用文字描述這個模型。解釋酶的什么特性？嘗試用文字描述這個模型。A代表：代表： B代表：代表：酶酶酶所催化的酶所催化的底物底物酶和被催化的底物都有特定的結(jié)構(gòu)酶和被催化的底物都有特定的結(jié)構(gòu)專一性專一性1. 1.催化脂肪酶水解的酶是（催化脂肪酶水解的酶是（ ） A. A. 肽酶肽酶 B. B. 蛋白酶蛋白酶 C. C. 脂肪酶脂肪酶 D. D. 淀粉酶淀粉酶B B2.加酶洗衣粉中的酶有助于洗去衣物上的血跡和加酶洗衣粉中的酶有助于洗去衣物上的血跡和 奶漬等污物，這說明洗衣粉中的酶主要是（奶漬等污物，這說明洗衣粉中的酶主要是（ ） A.

13、淀粉酶淀粉酶 B.脂肪酶脂肪酶 C.蛋白酶蛋白酶 D.核酸酶核酸酶C C課堂練習(xí)課堂練習(xí):酶的作用條件較溫和先將衣物浸于先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水加有適量洗衣粉的水內(nèi)數(shù)小時，用溫水浸內(nèi)數(shù)小時，用溫水浸泡效果更佳泡效果更佳, ,切勿切勿用用6060以上的水。以上的水。資料資料3淀粉溶液實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論1 1號試管號試管2 2號試管號試管3 3號試管號試管加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振蕩滴，振蕩試管各加入試管各加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液藍(lán)色藍(lán)色保持保持00冰水中冰水中約約5min5min加熱至加熱至100100，約約5min5min加熱至加熱至4040，約約5min5min

14、各加入兩滴碘液各加入兩滴碘液振蕩振蕩無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象只有在一定溫度下酶的催化效率最好只有在一定溫度下酶的催化效率最好藍(lán)色藍(lán)色探究溫度對淀粉酶活性的影響探究溫度對淀粉酶活性的影響較高的溫度容易使酶的較高的溫度容易使酶的 遭到破壞遭到破壞而失去而失去 。低溫只。低溫只 酶的活性酶的活性每種酶都有自己的每種酶都有自己的活性活性最適溫度最適溫度空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)0最適溫度最適溫度t/mmol. s/mmol. s-1 -1酶活性受溫度影響示意圖酶活性受溫度影響示意圖在最適合的溫度下，在最適合的溫度下，酶的活性酶的活性_最高最高動物：動物：35-4035-40攝氏度攝氏度植物：植物：40-5040-5

15、0攝氏度攝氏度細(xì)菌、真菌細(xì)菌、真菌 差別較大差別較大在一定溫度范圍內(nèi)，酶活性隨溫度的升高而增強，若在一定溫度范圍內(nèi)，酶活性隨溫度的升高而增強，若超過最適溫度，酶活性逐漸下降，甚至停止。超過最適溫度，酶活性逐漸下降，甚至停止。抑制抑制過氧化氫溶液實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論1 1號試管號試管2 2號試管號試管3 3號試管號試管加入過氧化氫酶加入過氧化氫酶2 2滴，振蕩滴，振蕩23min23min試管各加入試管各加入2mL2mL過氧化氫溶液過氧化氫溶液無明顯變化無明顯變化2mL2mL水水2mLNaOH2mLNaOH2mLHCl2mLHCl將帶火星的衛(wèi)生香分別放入試管中將帶火星的衛(wèi)生香分別放入試管中

16、只有在適合的只有在適合的pHpH下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好復(fù)燃復(fù)燃無明顯變化無明顯變化探究探究pHpH對過氧化氫酶活性的影響對過氧化氫酶活性的影響過氧化氫酶過氧化氫酶在最適合的在最適合的pHpH下，下，酶的活性酶的活性最高最高動物體里的酶最適動物體里的酶最適PHPH大大多在多在6.5-8.06.5-8.0之間，之間，（但但胃蛋白酶為胃蛋白酶為1.51.5，胰液中的酶為胰液中的酶為8-98-9）植物體里的酶最適植物體里的酶最適PHPH大大多在多在4.5-6.54.5-6.5之間之間 在一定在一定pHpH范圍內(nèi)，酶活性隨范圍內(nèi)，酶活性隨pHpH升高而增強，升高而增強，若超過最適若超過最適

17、pHpH度，酶活性逐漸下降，甚至停止。度，酶活性逐漸下降，甚至停止。注意：過酸和過堿，會使酶的注意：過酸和過堿，會使酶的空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)遭到破壞遭到破壞, ,蛋白質(zhì)變性，使酶永久失活。蛋白質(zhì)變性，使酶永久失活。酶促反應(yīng)速率最快時酶促反應(yīng)速率最快時的的pH稱為酶的稱為酶的_最適最適pH1、人發(fā)燒時，沒有食欲，原因是什么？2、唾液淀粉酶隨食物進入胃內(nèi)，能否繼續(xù)將分解淀粉？其原因是什么？3、胰島素制劑是治療糖尿病的有效藥物，只能注射，不能口服的原因？溫度過高導(dǎo)致消化酶的活性降低溫度過高導(dǎo)致消化酶的活性降低不能。唾液淀粉酶在胃液中強酸的條件不能。唾液淀粉酶在胃液中強酸的條件下失去活性，并會被胃蛋白酶分解。下失去活性，并會被胃蛋白酶分解。胰島素是蛋白質(zhì)，若口服會被消化酶分解胰島素是蛋白質(zhì)，若口服會被消化酶分解總結(jié)：酶的特性1.酶具有高效性2.酶具有專一性3.酶的作用條件溫和在在最適溫度最適溫度和和最適最適pHpH下，酶的活性最高。下，酶的活性最高。溫度和溫度和pHpH偏高或偏低，酶的活性都會明顯偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低。降低。