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1、 第五章第五章 細胞的能量供應和利用細胞的能量供應和利用 第第1 1節(jié)節(jié) 降低化學反應活化能的酶降低化學反應活化能的酶什么是酶？酶的作用是什么？細胞中的化學反應：細胞中的化學反應：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胞代謝：細胞代謝：細胞中每時每刻都進行著許多化細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝合成代謝合成代謝（同化作用）（同化作用）分解代謝分解代謝（異化作用）（異化作用）同時進行同時
2、進行細胞代謝的類型：細胞代謝的類型：細胞代謝細胞代謝是生命活動的基礎是生命活動的基礎酶在細胞代謝中的作用酶在細胞代謝中的作用2 H2 H2 2OO2 2 2 2 H2 2O + O2 21 1、常溫下反應、常溫下反應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 比較過氧化氫在不同條件下的分解比較過氧化氫在不同條件下的分解步驟步驟試管編號試管編號說明說明1 12 23 34 4 一一 H H2 2O O2 2 濃度濃度 劑量劑量二二 劑
3、量劑量結結果果氣泡產(chǎn)生氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒衛(wèi)生香燃燒結論結論2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL3%3%3%3%3%3%3%3%常溫常溫9090FeClFeCl3 3肝臟研肝臟研磨液磨液2 2滴清水滴清水2 2滴清水滴清水2 2滴滴2 2滴滴不明顯不明顯 少量少量較多較多大量大量不復燃不復燃不復燃不復燃 變亮變亮復燃復燃過氧化氫在過氧化氫在不同不同條件下的分條件下的分解速率解速率不不一樣一樣反應條件反應條件對照實驗對照實驗除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗。除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗。原則：原則：對照性原則對照性原則：對照組、實驗組單一變量原則：單一變量原則：
4、其他條件完全相同平行重復原則：平行重復原則：多次相同實驗科學性原則：科學性原則：目的明確、原理正確、材料和手段選擇恰當變量：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：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。隨著自變量的變化而變化的變量。無關變量：無關變量：步驟步驟試管編號試管編號說明說明1 12 23 34 4 一一 H H2 2O O2 2 濃度濃度 劑量劑量二二 劑量劑量結結果果氣泡產(chǎn)生氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒衛(wèi)生香燃燒結論結論2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL3%3%3%3%3%3%3%3%常溫常溫9090FeCl
5、FeCl3 3肝臟研肝臟研磨液磨液2 2滴清水滴清水2 2滴清水滴清水2 2滴滴2 2滴滴不明顯不明顯 少量少量較多較多大量大量不復燃不復燃不復燃不復燃 變亮變亮復燃復燃過氧化氫在過氧化氫在不同不同條件下的分條件下的分解速率解速率不不一樣一樣反應條件反應條件自變量自變量因變量因變量無關變量無關變量y=y=k kx x變量變量對照對照組組 1 1實驗組實驗組對照實驗對照實驗酶在化學反應中的作用：降低化學反應的活化能酶在化學反應中的作用：降低化學反應的活化能 活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為
6、活化能。各條件使反應加快的本質(zhì)：各條件使反應加快的本質(zhì)：加熱：加熱： FeFe3+3+：酶：酶：提高分子的能量提高分子的能量降低化學反應的活化能降低化學反應的活化能更顯著地降低化學反應的活化能更顯著地降低化學反應的活化能（化學反應前后，酶的結構、功能和數(shù)量并沒有發(fā)生改變）（化學反應前后，酶的結構、功能和數(shù)量并沒有發(fā)生改變）酶的本質(zhì)關于酶本質(zhì)的探索巴斯德之前巴斯德李比希畢希納薩姆納切赫和奧特曼發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關 發(fā)酵與活細胞有關，發(fā)酵是發(fā)酵與活細胞有關，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中的某整個細胞而不是細胞中的某些物質(zhì)在起作用些物質(zhì)在起作用 引起發(fā)酵的是細
7、胞中的某些引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，但是這些物質(zhì)只有在物質(zhì)，但是這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡后才能發(fā)揮作用酵母細胞死亡后才能發(fā)揮作用 酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就象在活酵母細胞中一樣催化作用，就象在活酵母細胞中一樣 酶是蛋白質(zhì)酶是蛋白質(zhì)少數(shù)的少數(shù)的RNARNA具有催化作用具有催化作用結論：結論：絕大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶絕大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶的本質(zhì)是的本質(zhì)是RNARNA（核酶）（核酶）酶的特性酶的特性（一）酶的概念（一）酶的概念: : 酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的
8、有機物. .其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。（二）酶的特性（二）酶的特性1 1、高效性、高效性2 2、專一性、專一性3 3、作用條件較溫和、作用條件較溫和1 1、酶的高效性、酶的高效性過氧化氫酶比過氧化氫酶比FeFe3+3+的催化效率的催化效率( (活性活性) )高得多高得多酶的催化效率是無機催化劑的酶的催化效率是無機催化劑的10107 7 10 101313倍倍FeFe3+3+催化催化過氧化氫酶催化過氧化氫酶催化每滴每滴FeClFeCl3 3溶液中的溶液中的FeFe3+3+數(shù)約為每滴研磨液中數(shù)約為每滴研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的過氧化氫酶分子數(shù)的2525萬倍萬倍2 2、酶的專一
9、性、酶的專一性3 3、酶的作用條件較溫和、酶的作用條件較溫和思考：酶的活性可能會受到哪些因素 的影響？溫度、pH1 1號試管號試管淀粉溶液淀粉溶液 1 1號試管號試管實驗實驗步驟步驟一一二二三三四四實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象結論結論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色藍色保持保持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6060，約約5min5min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
10、效率最好藍色藍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人體內(nèi)酶的最適溫度：約37過氧化氫過氧化氫溶液溶液實驗實驗步驟步驟一一二二三三四四實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象結論結論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pHpH7 7pH=12pH=12pHpH2 2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燃復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
11、過氧化氫酶活性的影響1 1號試管號試管人體內(nèi)幾種常見酶的最適PH胰蛋白酶：pH8胃蛋白酶：pH1.5-pH2.5唾液淀粉酶： 約為pH6.8 過酸、過堿過酸、過堿或或溫度過高溫度過高，會使酶的空，會使酶的空間結構遭到破壞，使酶間結構遭到破壞，使酶永久失活永久失活。 （不可逆）不可逆） 低溫低溫，不破壞酶的空間結構，只是降，不破壞酶的空間結構，只是降低酶的活性。低酶的活性。 （可恢復）可恢復） 影響酶促反應速率的因素：影響酶促反應速率的因素：1 1、溫度、溫度3 3、酶的濃度：、酶的濃度：反應速率隨反應速率隨 酶濃度的升高而加快。酶濃度的升高而加快。4 4、底物濃度：、底物濃度：在一定濃度在一定
12、濃度 范圍內(nèi)，反應速率隨濃范圍內(nèi)，反應速率隨濃 度的升高而加快，但達度的升高而加快，但達 到一定濃度，反應速率到一定濃度，反應速率 不再變化不再變化酶促反應速率酶促反應速率底物濃度底物濃度酶量一定酶量一定2 2、pHpH總結總結 1 1、產(chǎn)生部位和作用部位：、產(chǎn)生部位和作用部位： 產(chǎn)生部位產(chǎn)生部位: : 所所有有的活細胞的活細胞 作用部位作用部位: : 細胞內(nèi)、細胞外、體外細胞內(nèi)、細胞外、體外 2 2、作用：、作用：催化作用催化作用（降低活化能降低活化能） 3 3、本質(zhì)、本質(zhì)：絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)、少數(shù)是絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)、少數(shù)是RNARNA 4 4、同無機催化劑一樣，只、同無機催化劑一樣，只改變反應速改變反應速率率，不能改變反應方向和終產(chǎn)物的濃度，不能改變反應方向和終產(chǎn)物的濃度，在化學反應前后在化學反應前后本身不發(fā)生改變本身不發(fā)生改變。 5、酶的特性酶的特性：高效性高效性、專一性專一性、多樣性多樣性、作用條件溫和作用條件溫和
湖南省高中生物 5.1 酶的作用和本質(zhì)課件 新人教版必修1
