1、新葉伸向和煦的陽光新葉伸向和煦的陽光蚱蜢覬覦綠葉的芬芳蚱蜢覬覦綠葉的芬芳我一定要好好地飽餐一頓！我一定要好好地飽餐一頓！我就要抓住你了！我就要抓住你了！他們都在為生存而獲取他們都在為生存而獲取？ 生物要生存必須要獲取能量，植物吸收光能，動物（植食，肉食）攝取有機物中的能量第5章 細胞的能量供應和利用 什么是能量？ 很抽象，看不見，摸不著，它要以物質作為載體，能量變化伴隨著物質變化。赫拉克里特：赫拉克里特：人不可能兩次踏進同一條河流人不可能兩次踏進同一條河流 細胞中每時每刻都在進行著細胞中每時每刻都在進行著的的化學反應。化學反應。 CO2+H2O 有機物有機物 +O2光能光能葉綠體葉綠體: :

2、氨基酸氨基酸 多肽多肽( (蛋白質）蛋白質）脫水縮合脫水縮合核糖體：核糖體：線粒體線粒體: :有機物有機物 +O2 CO2+H2O+能量能量酶酶酶酶酶酶細胞內的化學反應的環境條件：細胞內的化學反應的環境條件：條件溫和條件溫和: 常溫常壓，酸堿度適中，有適合的常溫常壓，酸堿度適中，有適合的生物催化劑生物催化劑酶酶（儲存能量）（儲存能量）（釋放能量）酶為生酶為生活添姿活添姿彩彩第第1 1節節 降低化學反應活化能的酶降低化學反應活化能的酶 問問 題題 探探 討：討：1.這個實驗要解決什么問題？這個實驗要解決什么問題？討論：討論： 斯帕蘭札尼在研斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用究鷹的消化作用2.是什么物質

3、使肉塊消失了？是什么物質使肉塊消失了？一些化學反應的條件一些化學反應的條件MnO2濃濃H2SO4CH3CH2OH + CH3COOH CH3COOCH2CH3 + H2O2KClO3 2KCl + 3O2一般化學反應的條件一般化學反應的條件 ：FeBr2BrHBr 在化學反應里能改變其它物質的化學反應在化學反應里能改變其它物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有變化的物質叫做都沒有變化的物質叫做 。催化劑催化劑（1）高溫（）高溫（2）高壓）高壓（3）強酸（）強酸（4）強堿（）強堿（5）催化劑）催化劑催化劑只是改變反應速率催化劑只是改變反應

4、速率,并不改變化學平衡并不改變化學平衡細胞內外的環境：細胞內外的環境： 1.常溫常溫2.常壓常壓3.水溶液環境水溶液環境4.pH接近中性接近中性 細胞內會發生一系列的化學反應，這些細胞內會發生一系列的化學反應，這些化學反應發生的環境條件是什么？化學反應發生的環境條件是什么？ 在這種環境狀態下發生的化學反應，應該在這種環境狀態下發生的化學反應，應該有適合的生物催化劑有適合的生物催化劑 酶酶很溫和很溫和一一 酶的作用和本質酶的作用和本質 細胞代謝：細胞代謝：細胞中每時每刻都進行著細胞中每時每刻都進行著許多化學反應。許多化學反應。1 1、酶在細胞代謝中的作用、酶在細胞代謝中的作用2H2O22H2O+

5、O2？1 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3%的H2O2水浴FeCl3肝臟研磨液2mL2mL2mL2mL902滴2滴現象2H2O2 2H2O+O2？試管內液面的上方點燃的衛生香對照實驗單一變量原則對照組實驗組實驗組實驗組步驟無關變量1 2 3 4變量自變量因變量增大酶與過氧化氫的面積加FeCl3和過氧化氫酶不能用同一只滴管等量原則 分子從常態轉變為容易發生化學反應的分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量稱為活躍狀態所需要的能量稱為加熱使過氧化氫分子得到能量，容易分解。但加Fe和過氧化氫酶時并沒有加

6、熱，但反應比加熱更快，為什么？ 分子從常態變為容易發生化學反應的活躍分子從常態變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量。狀態所需要的能量。 催化劑可以降低化學反應的活化能，而且催化劑可以降低化學反應的活化能，而且與無機催化劑相比較，生物催化劑酶有突出的與無機催化劑相比較，生物催化劑酶有突出的優越性優越性酶降低活化能的作用更顯著，因而酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。催化效率更高。 條件活化能/kJ?mol沒有催化劑催化75用膠態鉑催化54用過氧化氫酶催化29在在20度測得的過氧化氫分解的活化能度測得的過氧化氫分解的活化能作用：作用：催化作用催化作用 原理：原理：降低化學反應的活化能

7、降低化學反應的活化能2 2、酶的本質、酶的本質資料分析資料分析18221895（法國）（法國）微生物學家微生物學家通過顯微鏡觀察發現發通過顯微鏡觀察發現發酵的過程中有酵母菌酵的過程中有酵母菌結論：沒有活細胞糖類結論：沒有活細胞糖類不可能變成酒精不可能變成酒精18031873（德國）（德國）化學家化學家通過對化學變化的研究認通過對化學變化的研究認為糖類變成酒精就是一個為糖類變成酒精就是一個化學反應化學反應結論結論: 在這個變化過程中，在這個變化過程中，只有細胞死之后放出了某只有細胞死之后放出了某些物質起了作用些物質起了作用結論：結論：人物人物巴斯德巴斯德李比希李比希合理性合理性 認為發酵與活細認

8、為發酵與活細胞有關胞有關引起發酵的是細胞引起發酵的是細胞中的某些物質中的某些物質局限性局限性 發酵是整個細胞發酵是整個細胞而不是細胞中的而不是細胞中的某些物質在起作某些物質在起作用用這些物質只有在酵這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解母細胞死亡并裂解后才能發揮作用后才能發揮作用 畢希納的實驗說明，酵母細胞中的某些物質畢希納的實驗說明，酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎后繼續起催化作用，就像在能夠在酵母細胞破碎后繼續起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣。活酵母細胞中一樣。酵母細胞研磨酵母細胞研磨加水攪拌加水攪拌加壓過濾加壓過濾不含酵母細胞的提取液不含酵母細胞的提取液加入葡萄糖加入葡萄糖過程過程：現

9、象現象：冒出氣泡：冒出氣泡1836年法國科學家施旺提取胃液實驗年法國科學家施旺提取胃液實驗1926年美國科學家薩姆納從刀豆中提年美國科學家薩姆納從刀豆中提取脲酶實驗，并證明脲酶是蛋白質取脲酶實驗，并證明脲酶是蛋白質20世紀世紀80年代美國科學家切赫和奧特年代美國科學家切赫和奧特曼發現少數曼發現少數RNA也有催化功能也有催化功能關于酶本質的探究關于酶本質的探究小結酶的化學成分酶的化學成分 酶的來源酶的來源 酶的功能酶的功能酶是一類生物催化劑酶是一類生物催化劑大部分酶是蛋白質，也有少數是大部分酶是蛋白質，也有少數是RNARNA。2 2、酶的本質、酶的本質 （板書）（板書）少量肝臟少量肝臟研磨液研磨

10、液為什么為什么4 4號試管的反應速率比號試管的反應速率比3 3號試管快得多？號試管快得多？二二 酶的特性酶的特性說明過氧化氫酶比說明過氧化氫酶比FeFe3+3+的催化效率高得多。的催化效率高得多。 比較過氧化氫酶和比較過氧化氫酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率 事實上，酶的催化效率一般是無機催化劑事實上，酶的催化效率一般是無機催化劑的的 倍。倍。107 1013上述實驗說明了：上述實驗說明了： 酶的高效性保證了細胞內化學反應的順利進酶的高效性保證了細胞內化學反應的順利進行能量供應的穩定。行能量供應的穩定。是細胞內的化學反應能在常是細胞內的化學反應能在常溫、常壓、中性水溶液環境中進行的關鍵

11、因素。溫、常壓、中性水溶液環境中進行的關鍵因素。 酶具有高效性的意義：酶具有高效性的意義：酶只縮短到達化學平衡的時間，但不改變化學反應的平衡點生成物產量只與反應物的量有關淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液實實驗驗步步驟驟一一二二三三實驗實驗現象現象結論結論加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振蕩，試管下半部浸入滴，振蕩，試管下半部浸入6060左右的熱水中，反應左右的熱水中，反應5min5min2號試管中加入號試管中加入2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林試劑加入斐林試劑 振蕩振蕩約約60水浴水浴2min1號試管中加入號試管中加入2mL淀粉溶液淀粉溶液白色白色無變化無變化棕色棕色磚紅色沉淀磚紅色沉淀v每一種酶

12、只能催化每一種酶只能催化 化學反應。化學反應。v細胞代謝能夠有條不紊地進行，與酶的細胞代謝能夠有條不紊地進行，與酶的 是是分不開的。分不開的。一種或一類一種或一類 4000專一性專一性v目前發現的酶有目前發現的酶有 多種多種, ,它們分別催化不同它們分別催化不同的化學反應。的化學反應。 （例如，二肽酶可以水解由任意兩種氨基酸組（例如，二肽酶可以水解由任意兩種氨基酸組成的二肽。）成的二肽。） 從上面進行的實驗我們看出進行實驗需要一從上面進行的實驗我們看出進行實驗需要一定的條件，比如淀粉酶定的條件，比如淀粉酶60左右最好。左右最好。能不能設計能不能設計一個實驗，來證明溫度會影響酶的活性？一個實驗，

13、來證明溫度會影響酶的活性？1號試管號試管淀粉溶液淀粉溶液實驗實驗步驟步驟一一二二三三四四實驗現象實驗現象結論結論2號試管號試管3號試管號試管加入淀粉酶加入淀粉酶2滴，振蕩滴，振蕩試管各加入試管各加入2mL淀粉溶液淀粉溶液藍色藍色保持保持0冰水中冰水中反應約反應約5min加熱至加熱至100，反應約反應約5min加熱至加熱至60，反應約反應約5min各加入兩滴碘液各加入兩滴碘液振蕩振蕩無明顯現象無明顯現象藍色藍色在最適溫度的兩側，反應速率都比較在最適溫度的兩側，反應速率都比較較高的溫度容易使酶的較高的溫度容易使酶的 遭到破壞而遭到破壞而失去失去 較低的溫度則較低的溫度則 了酶的活性了酶的活性每種酶

14、都有自己的每種酶都有自己的低低活性活性最適溫度最適溫度空間結構空間結構抑制抑制1號試管號試管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象實驗現象結論結論2號試管號試管3號試管號試管加入加入2ml水水試管各加入試管各加入1mL淀粉酶溶液淀粉酶溶液磚紅色沉淀磚紅色沉淀加入加入2ml淀粉溶液，并在淀粉溶液，并在60度下水浴度下水浴3支試管分別加入支試管分別加入2ml斐林試劑，邊加入斐林試劑，邊加入邊振蕩，沸水浴邊振蕩，沸水浴1min，觀察顏色變化，觀察顏色變化無明顯變化無明顯變化無明顯變化無明顯變化加入加入2mlHCl加入加入2mlNaOH過氧化氫酶過氧化氫酶在最適合的在最適合的

15、pH下，下，酶的活性酶的活性 最高最高空間結構空間結構在過酸過堿的條件下，都會使酶的在過酸過堿的條件下，都會使酶的 遭到破壞而失去遭到破壞而失去 。活性活性 高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性的影響其本質相同嗎？的影響其本質相同嗎？酶的特性：酶的特性：具有高效性具有高效性具有專一性具有專一性作用條件較溫和作用條件較溫和酶促反應速率酶促反應速率酶的濃度酶的濃度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1. 同一個體內的各類活細胞所含有的酶（同一個體內的各類活細胞所含有的酶（ ） A、種類有差異，數量相同、種類有差異，數量相同 B、種類有差異，數量不同、種類

16、有差異，數量不同 C、種類無差異，數量相同、種類無差異，數量相同 D、種類無差異，數量不同、種類無差異，數量不同B B2.細胞內合成酶的主要的場所是（細胞內合成酶的主要的場所是（ ） A.細胞質細胞質 B. 線粒體線粒體 C.核糖體核糖體 D. 內質網內質網C C課堂練習課堂練習:3.人在發高燒時，常常食欲大減，最根本的原因是人在發高燒時，常常食欲大減，最根本的原因是 A.A.所吃食物不能消化所吃食物不能消化 （ ） B.B.胃沒有排空胃沒有排空C.C.體溫超過合適溫度，消化酶的活性下降體溫超過合適溫度，消化酶的活性下降D.D.吃藥使人沒有了胃口吃藥使人沒有了胃口 4.胃蛋白酶在進入小腸后就幾乎沒有了催化作用，胃蛋白酶在進入小腸后就幾乎沒有了催化作用，主要原因是（主要原因是（ ）A.pHA.pH不適合不適合B.B.胃中已經起了消化作用，不能再起作用了胃中已經起了消化作用，不能再起作用了C.C.被小腸中的物質包裹起來，所以起不到催化作用被小腸中的物質包裹起來，所以起不到催化作用D.D.小腸中沒有蛋白質可被消化小腸中沒有蛋白質可被消化CA5.能夠使唾液淀粉酶水解的是（能夠使唾液淀