第五章細胞的能量供應和利用5.1降低化學反應活化能的酶第五章細胞的能量供應和利用5.1降低化學反應活化能的酶11.為什么要將肉塊放在金屬籠內？2.是什么物質使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的推測？便于取出肉塊，排除物理性消化對肉塊的影響胃內的化學物質收集胃內的化學物質，看看這些物質在體外是否能將肉塊分解。問題探討1.為什么要將肉塊放在金屬籠內？便于取出肉塊，排除物理性消化2葉綠體：CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶線粒體:C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧氣酶核糖體：氨基酸多肽縮合脫水酶細胞代謝：細胞中每時每刻都進行著的許多化學反應，統稱為細胞代謝。思考：化學中如何提高化學反應速率？加熱、催化劑酶細胞代謝中的催化劑又是什么呢？細胞代謝葉綠體：CO2+H2O（CH2O)+3比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗目的：了解過氧化氫酶的作用和意義酶在細胞代謝中的作用實驗原理：2H2O22H2O+O21、常溫下反應2、加熱3、Fe3+做催化劑4、過氧化氫酶豬肝研磨液加入試管直接觀察酒精燈、水浴加熱滴加FeCl3溶液比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗目的：了解過氧化氫酶的作用41、為什么要選用新鮮的豬肝？2、為什么要將豬肝制成研磨液？3、滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時，能否共用一個吸管？4、氧氣的多少可以通過哪些途徑觀察？新鮮肝臟中有較多的過氧化氫酶使肝細胞破裂從而釋放出過氧化氫酶不能，影響實驗的準確性氣泡的數量、帶火星木條復燃情況比較過氧化氫在不同條件下的分解酶在細胞代謝中的作用1、為什么要選用新鮮的豬肝？2、為什么要將豬肝制成研磨液？35步驟試管編號1234

一H2O2濃度

劑量二

劑量結果氣泡產生衛生香燃燒結論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明顯少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃反應條件比較過氧化氫在不同條件下的分解步驟試管編號1234一H2O2濃度劑量6酶在細胞代謝中的作用P77討論：1、2號試管放出的氣泡多，說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應速率；2、不能；3、說明FeCl3和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解速率；4、4號，說明過氧化氫酶的催化效率高得多；細胞內每時每刻都在進行中多種化學反應，這些化學反應都在常溫、常壓下高效進行，只有酶能滿足需求。酶在細胞代謝中的作用P77討論：細胞內每時每刻都在進行中多7酶在細胞代謝中的作用1、通過剛才的實驗中1號和2號管現象的比較，發現加熱可以加速化學反應速率，為什么呢？活化能：分子從常態變為易發生化學反應的活躍狀態所需的能量。常溫下反應速率較慢，這是因為反應物分子的能量較低，溫度升高后，部分分子獲得了能量，所以較易發生化學反應。2號管就是因為加熱使H2O2分子獲得了能量，所以容易分解產生氧氣。酶在細胞代謝中的作用1、通過剛才的實驗中1號和2號管現象的比8酶在細胞代謝中的作用2、3號和4號并未加熱，為什么反應速率也會提高呢？條件活化能/kJ·mol-沒有催化劑催化75用無機催化劑催化54用過氧化氫酶催化291、從表格所示數據推測出催化劑的作用原理？2、為什么酶比無機催化劑催化效率更高？降低化學反應的活化能降低化學反應活化能的作用更顯著酶在細胞代謝中的作用2、3號和4號并未加熱，為什么反應速率也9各條件使反應加快的本質：酶在細胞代謝中的作用加熱：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化學反應的活化能顯著地降低化學反應的活化能，催化效率更高。正是由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和條件下快速有序地進行。各條件使反應加快的本質：酶在細胞代謝中的作用加熱：提高分子10酶在細胞代謝中的作用自變量：因變量：對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗。對照組：實驗組：不同的催化條件過氧化氫的分解速率無關變量：過氧化氫的濃度、用量等（相同且適宜）變量控制變量和設計對照實驗過氧化氫在常溫條件下分解過氧化氫分別在加肝臟研磨液、加FeCl3溶液、加熱條件下分解酶在細胞代謝中的作用自變量：因變量：對照實驗：除了一個因素以11發酵是純化學反應，與生命活動無關巴斯德李比希引起發酵的是細胞中的某些物質，但這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發揮作用發酵是整個細胞而不是細胞中某些物質起作用畢希納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，就像在活酵母細胞中一樣薩姆納脲酶是蛋白質切赫、奧特曼少數RNA也具有生物催化功能酶的本質發酵是純化學反應，與生命活動無關巴斯德李比希引起發酵的是細胞12酶是活細胞產生的具有生物催化作用的有機物。其中絕大多數酶是蛋白質，少數是RNA。酶的來源酶的功能酶的化學成分酶的本質具有分泌功能的細胞才能產生酶。酶都是蛋白質。酶只在細胞內有催化作用。酶具有調節、催化等多種功能。酶可以從食物中獲取。？酶是活細胞產生的具有生物催化作用的有機物。其中絕大多數酶是蛋13化學本質合成原料合成場所來源生理功能作用原理多數是蛋白質少數是RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體細胞核（真核生物）活細胞都能產生酶（不考慮成熟紅細胞）生物催化作用顯著降低化學反應的活化能酶的本質化學本質合成原料合成場所來源生理功能作用原理多數是蛋白質少數14酶的特性-高效性過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。1、酶的催化效率一般是無機催化劑的

倍。107～10132、上述實驗說明了：酶的具有高效性3、酶具有高效性的意義：

（1）、保證了細胞內化學反應的順利進行；（2）、保證了細胞內能量供應的穩定。酶的特性-高效性過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。151、無機催化劑既能催化蛋白質的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。2、蛋白酶只能催化蛋白質水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。3、口腔里有唾液淀粉酶，可塞進牙縫里的肉絲兩天后還沒被消化。由上述資料大膽的提出問題，作出你的假設。酶的特性-專一性一種酶是否只催化一種或一類化學反應？1、無機催化劑既能催化蛋白質的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。16酶的特性-專一性探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用

現有實驗材料：淀粉酶溶液

淀粉溶液

蔗糖溶液1.如何設計實驗探究淀粉酶催化哪一種糖分解？2.如何確定淀粉酶催化了淀粉的水解呢？酶的特性-專一性探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用現有實17酶的特性-專一性1號試管2號試管實驗步驟一二三實驗現象結論加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反應5min2mL蔗糖溶液加入斐林試劑振蕩約60℃水浴2min2mL淀粉溶液無明顯變化磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解酶的特性-專一性1號試管2號試管一二三實驗現象結論加入淀粉酶18酶的特性-專一性每一種酶只能催化

化學反應。細胞代謝能夠有條不紊地進行，與酶的

是分不開的。專一性（例如，二肽酶可以水解由任意兩種氨基酸組成的二肽。）一種或一類酶的特性-專一性每一種酶只能催化19酶的特性-專一性從上面進行的實驗我們看出實驗需要一定的條件，比如淀粉酶60℃左右最好。能不能設計一個實驗，來探究溫度如何影響酶的活性？酶的特性-專一性從上面進行的實驗我們看出實驗需要一定的條件，20探究溫度對酶活性的影響實驗設計思路：各自在所控制的溫度下處理一段時間淀粉淀粉酶淀粉與相應溫度的淀粉酶混合并保溫一段時間滴加碘液，觀察顏色變化淀粉t1溫度+淀粉酶t1溫度淀粉t2溫度+淀粉酶t2溫度淀粉tn溫度+淀粉酶tn溫度……本實驗能否用過氧化氫的分解來探究？檢測能否用斐林試劑？酶的特性-作用條件溫和探究溫度對酶活性的影響實驗設計思路：各自在所控制的溫度下處理21實驗操作內容試管1試管2試管3試管1′試管2′試管3′1注入可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml2注入新鮮淀粉酶溶液1ml1ml1ml3放置溫度60℃100℃0℃60℃100℃0℃4保溫時間5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5混合試管1′試管2′試管3′探究溫度對酶活性的影響酶的特性-作用條件溫和淀粉、淀粉酶各自在所控制的溫度下處理一段時間實驗操作內容試管1試管2試管3試管試管試管1注入可溶性淀粉溶22探究溫度對酶活性的影響0最適溫度υ/mmol.s-1酶活性受溫度影響示意圖t/℃1.在一定范圍內，隨著溫度的升高，酶的活性逐漸增強；2.達到最適溫度時，酶的活性最高；3.超過最適溫度時，隨著溫度的繼續升高，酶的活性逐漸下降。4.溫度過高會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活酶的特性-作用條件溫和探究溫度對酶活性的影響0最適溫度υ/mmol.s-1酶活性23探究pH對過氧化氫酶活性的影響實驗步驟一二三實驗現象結論2號試管3號試管試管各加入2mL過氧化氫溶液，一段時間后將點燃的衛生香分別放入試管中無明顯變化蒸餾水1mL2-3min5%NaOH溶液1mL2-3min5%HCL溶液1mL2-3min加入等量的過氧化氫酶溶液在適合的pH下酶的催化效率最好復燃無明顯變化1號試管酶的特性-作用條件溫和探究pH對過氧化氫酶活性的影響一二三實驗現象結論2號試管3號24υ/mmol.s-1最適pH0pH酶活性受pH影響示意圖1.在一定范圍內，隨著pH的升高，酶的活性逐漸增強；2.達到最適pH時，酶的活性最高；3.超過最適pH時，隨著pH的繼續升高，酶的活性逐漸下降。4.過酸、過堿會都使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活探究pH對過氧化氫酶活性的影響酶的特性-作用條件溫和υ/mmol.s-1最適pH0pH酶活性受pH影響示意圖125酶的最適pH一般都接近中性，但有少數例外，如胃蛋白酶酶的名稱最適pH過氧化氫酶（肝）6.8唾液淀粉酶6.8脂肪酶8.3胰蛋白酶8.0~8.9胃蛋白酶1.5~2.2探究pH對過氧化氫酶活性的影響酶的特性-作用條件溫和酶的最適pH一般都接近中性，但有少數例外，如胃蛋白酶酶的26酶的特性小結酶的高效性酶的專一性每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學反應酶的催化效率是無機催化劑的107~1013倍酶的作用條件較溫和需要適宜的溫度和pH酶的特性小結酶的高效性酶的專一性每一種酶只能催化一種化合物或27

高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性的影響其本質相同嗎？過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活；低溫使酶活性明顯下降，但在適宜溫度下其活性可以恢復。酶的特性小結高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性的影響其本質相同嗎？28影響酶促反應速率的因素：溫度pH酶抑制劑酶激活劑酶濃度底物濃度等通過影響酶活性來影響影響酶促反應速率酶的特性小結影響酶促反應速率的因素：溫度通過影響酶活性來影響酶的特性小結29酶濃度反應速率反應速率與酶濃度關系在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度成正比。（底物充足）酶濃度反應速率反應速率與酶濃度關系在底物充足、其他條件適宜的30底物濃度反應速率反應速率與底物濃度關系A1.A點前：2.A點：反應速率不再隨底物濃度增加而增加反應速率隨底物濃度增加而增加限制因素：底物濃度3.A點后：最適底物濃度限制因素：酶濃度（酶量一定）底物濃度反應速率反應速率與底物濃度關系A1.A點前：2.A點31時間生成物量生成物量與時間的關系A1.A點前：2.A點：生成量不再隨時間增加而增加生成量隨時間增加而增加限制因素：時間3.A點后：反應完成限制因素：底物濃度（底物已經消耗完）時間生成物量生成物量與時間的關系A1.A點前：2.A點：生成321.酶的概念（來源、功能、化學本質）2.酶的特點3.影響酶促反應速率的因素③酶的作用條件較溫和②

酶具有專一性①酶具有高效性酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質,少數酶是RNA。①溫度②pH③酶的濃度④底物濃度⑤抑制劑、激活劑酶-小結1.酶的概念（來源、功能、化學本質）③酶的作用條件較溫和②33Theend,thankyou!Theend,thankyou!34第五章細胞的能量供應和利用5.1降低化學反應活化能的酶第五章細胞的能量供應和利用5.1降低化學反應活化能的酶351.為什么要將肉塊放在金屬籠內？2.是什么物質使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的推測？便于取出肉塊，排除物理性消化對肉塊的影響胃內的化學物質收集胃內的化學物質，看看這些物質在體外是否能將肉塊分解。問題探討1.為什么要將肉塊放在金屬籠內？便于取出肉塊，排除物理性消化36葉綠體：CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶線粒體:C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧氣酶核糖體：氨基酸多肽縮合脫水酶細胞代謝：細胞中每時每刻都進行著的許多化學反應，統稱為細胞代謝。思考：化學中如何提高化學反應速率？加熱、催化劑酶細胞代謝中的催化劑又是什么呢？細胞代謝葉綠體：CO2+H2O（CH2O)+37比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗目的：了解過氧化氫酶的作用和意義酶在細胞代謝中的作用實驗原理：2H2O22H2O+O21、常溫下反應2、加熱3、Fe3+做催化劑4、過氧化氫酶豬肝研磨液加入試管直接觀察酒精燈、水浴加熱滴加FeCl3溶液比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗目的：了解過氧化氫酶的作用381、為什么要選用新鮮的豬肝？2、為什么要將豬肝制成研磨液？3、滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時，能否共用一個吸管？4、氧氣的多少可以通過哪些途徑觀察？新鮮肝臟中有較多的過氧化氫酶使肝細胞破裂從而釋放出過氧化氫酶不能，影響實驗的準確性氣泡的數量、帶火星木條復燃情況比較過氧化氫在不同條件下的分解酶在細胞代謝中的作用1、為什么要選用新鮮的豬肝？2、為什么要將豬肝制成研磨液？339步驟試管編號1234

一H2O2濃度

劑量二

劑量結果氣泡產生衛生香燃燒結論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明顯少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃反應條件比較過氧化氫在不同條件下的分解步驟試管編號1234一H2O2濃度劑量40酶在細胞代謝中的作用P77討論：1、2號試管放出的氣泡多，說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應速率；2、不能；3、說明FeCl3和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解速率；4、4號，說明過氧化氫酶的催化效率高得多；細胞內每時每刻都在進行中多種化學反應，這些化學反應都在常溫、常壓下高效進行，只有酶能滿足需求。酶在細胞代謝中的作用P77討論：細胞內每時每刻都在進行中多41酶在細胞代謝中的作用1、通過剛才的實驗中1號和2號管現象的比較，發現加熱可以加速化學反應速率，為什么呢？活化能：分子從常態變為易發生化學反應的活躍狀態所需的能量。常溫下反應速率較慢，這是因為反應物分子的能量較低，溫度升高后，部分分子獲得了能量，所以較易發生化學反應。2號管就是因為加熱使H2O2分子獲得了能量，所以容易分解產生氧氣。酶在細胞代謝中的作用1、通過剛才的實驗中1號和2號管現象的比42酶在細胞代謝中的作用2、3號和4號并未加熱，為什么反應速率也會提高呢？條件活化能/kJ·mol-沒有催化劑催化75用無機催化劑催化54用過氧化氫酶催化291、從表格所示數據推測出催化劑的作用原理？2、為什么酶比無機催化劑催化效率更高？降低化學反應的活化能降低化學反應活化能的作用更顯著酶在細胞代謝中的作用2、3號和4號并未加熱，為什么反應速率也43各條件使反應加快的本質：酶在細胞代謝中的作用加熱：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化學反應的活化能顯著地降低化學反應的活化能，催化效率更高。正是由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和條件下快速有序地進行。各條件使反應加快的本質：酶在細胞代謝中的作用加熱：提高分子44酶在細胞代謝中的作用自變量：因變量：對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗。對照組：實驗組：不同的催化條件過氧化氫的分解速率無關變量：過氧化氫的濃度、用量等（相同且適宜）變量控制變量和設計對照實驗過氧化氫在常溫條件下分解過氧化氫分別在加肝臟研磨液、加FeCl3溶液、加熱條件下分解酶在細胞代謝中的作用自變量：因變量：對照實驗：除了一個因素以45發酵是純化學反應，與生命活動無關巴斯德李比希引起發酵的是細胞中的某些物質，但這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發揮作用發酵是整個細胞而不是細胞中某些物質起作用畢希納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，就像在活酵母細胞中一樣薩姆納脲酶是蛋白質切赫、奧特曼少數RNA也具有生物催化功能酶的本質發酵是純化學反應，與生命活動無關巴斯德李比希引起發酵的是細胞46酶是活細胞產生的具有生物催化作用的有機物。其中絕大多數酶是蛋白質，少數是RNA。酶的來源酶的功能酶的化學成分酶的本質具有分泌功能的細胞才能產生酶。酶都是蛋白質。酶只在細胞內有催化作用。酶具有調節、催化等多種功能。酶可以從食物中獲取。？酶是活細胞產生的具有生物催化作用的有機物。其中絕大多數酶是蛋47化學本質合成原料合成場所來源生理功能作用原理多數是蛋白質少數是RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體細胞核（真核生物）活細胞都能產生酶（不考慮成熟紅細胞）生物催化作用顯著降低化學反應的活化能酶的本質化學本質合成原料合成場所來源生理功能作用原理多數是蛋白質少數48酶的特性-高效性過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。1、酶的催化效率一般是無機催化劑的

倍。107～10132、上述實驗說明了：酶的具有高效性3、酶具有高效性的意義：

（1）、保證了細胞內化學反應的順利進行；（2）、保證了細胞內能量供應的穩定。酶的特性-高效性過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。491、無機催化劑既能催化蛋白質的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。2、蛋白酶只能催化蛋白質水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。3、口腔里有唾液淀粉酶，可塞進牙縫里的肉絲兩天后還沒被消化。由上述資料大膽的提出問題，作出你的假設。酶的特性-專一性一種酶是否只催化一種或一類化學反應？1、無機催化劑既能催化蛋白質的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。50酶的特性-專一性探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用

現有實驗材料：淀粉酶溶液

淀粉溶液

蔗糖溶液1.如何設計實驗探究淀粉酶催化哪一種糖分解？2.如何確定淀粉酶催化了淀粉的水解呢？酶的特性-專一性探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用現有實51酶的特性-專一性1號試管2號試管實驗步驟一二三實驗現象結論加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反應5min2mL蔗糖溶液加入斐林試劑振蕩約60℃水浴2min2mL淀粉溶液無明顯變化磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解酶的特性-專一性1號試管2號試管一二三實驗現象結論加入淀粉酶52酶的特性-專一性每一種酶只能催化

化學反應。細胞代謝能夠有條不紊地進行，與酶的

是分不開的。專一性（例如，二肽酶可以水解由任意兩種氨基酸組成的二肽。）一種或一類酶的特性-專一性每一種酶只能催化53酶的特性-專一性從上面進行的實驗我們看出實驗需要一定的條件，比如淀粉酶60℃左右最好。能不能設計一個實驗，來探究溫度如何影響酶的活性？酶的特性-專一性從上面進行的實驗我們看出實驗需要一定的條件，54探究溫度對酶活性的影響實驗設計思路：各自在所控制的溫度下處理一段時間淀粉淀粉酶淀粉與相應溫度的淀粉酶混合并保溫一段時間滴加碘液，觀察顏色變化淀粉t1溫度+淀粉酶t1溫度淀粉t2溫度+淀粉酶t2溫度淀粉tn溫度+淀粉酶tn溫度……本實驗能否用過氧化氫的分解來探究？檢測能否用斐林試劑？酶的特性-作用條件溫和探究溫度對酶活性的影響實驗設計思路：各自在所控制的溫度下處理55實驗操作內容試管1試管2試管3試管1′試管2′試管3′1注入可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml2注入新鮮淀粉酶溶液1ml1ml1ml3放置溫度60℃100℃0℃60℃100℃0℃4保溫時間5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5混合試管1′試管2′試管3′探究溫度對酶活性的影響酶的特性-作用條件溫和淀粉、淀粉酶各自在所控制的溫度下處理一段時間實驗操作內容試管1試管2試管3試管試管試管1注入可溶性淀粉溶56探究溫度對酶活性的影響0最適溫度υ/mmol.s-1酶活性受溫度影響示意圖t/℃1.在一定范圍內，隨著溫度的升高，酶的活性逐漸增強；2.達到最適溫度時，酶的活性最高；3.超過最適溫度時，隨著溫度的繼續升高，酶的活性逐漸下降。4.溫度過高會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活酶的特性-作用條件溫和探究溫度對酶活性的影響0最適溫度υ/mmol.s-1酶活性57探究pH對過氧化氫酶活性的影響實驗步驟一二三實驗現象結論2號試管3號試管試管各加入2mL過氧化氫溶液，一段時間后將點燃的衛生香分別放入試管中無明顯變化蒸餾水1mL2-3min5%NaOH溶液1mL2-3min5%HCL溶液1mL2-3min加入等量的過氧化氫酶溶液在適合的pH下酶的催化效率最好復燃無明顯變化1號試管酶的特性-作用條件溫和探究pH對過氧化氫酶活性的影響一二三實驗現象結論2號試管3號58υ/mmol.s-1最適pH0pH酶活性受pH影響示意圖1.在一定范圍內，隨著pH的升高，酶的活性逐漸增強；2.達到最適pH時，酶的活性最高；3.超過最適pH時，隨著pH的繼續升高，酶的活性逐漸下降。4.過酸、過堿會都使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活探究pH對過氧化氫酶活性的影響酶的特性-作用條件溫和υ/mmol.s-1最適pH0pH酶