第五章第一節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第一頁，共四十三頁，2022年，8月28日斯帕蘭札尼對鷹的消化研究1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼設(shè)計(jì)了一個巧妙的實(shí)驗(yàn)：將肉塊放入入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間他把小籠子取出來發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。問題探討第二頁，共四十三頁，2022年，8月28日討論一：這個實(shí)驗(yàn)要解決什么問題？討論二：是什么物質(zhì)使肉塊消失了？討論三：怎樣才能證明你的推測？答：鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學(xué)性消化。

答：是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。答：收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。

第三頁，共四十三頁，2022年，8月28日一般化學(xué)反應(yīng)的條件（1）高溫（2）高壓（3）強(qiáng)酸（4）強(qiáng)堿（5）催化劑第四頁，共四十三頁，2022年，8月28日細(xì)胞內(nèi)外的環(huán)境1.常溫2.常壓3.水溶液環(huán)境4.pH接近中性細(xì)胞內(nèi)會發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境條件是什么？在這種環(huán)境狀態(tài)下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)該有適合的生物催化劑——

酶（是很溫和的）第五頁，共四十三頁，2022年，8月28日思考葉綠體的生理功能是什么？光合作用葉綠體：CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶第六頁，共四十三頁，2022年，8月28日思考線粒體的生理功能是什么？線粒體:

C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶有氧呼吸作用第七頁，共四十三頁，2022年，8月28日思考核糖體的生理功能是什么？合成蛋白質(zhì)核糖體：

氨基酸

多肽酶縮合脫水核糖體第八頁，共四十三頁，2022年，8月28日葉綠體：CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶線粒體:

C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶核糖體：

氨基酸

多肽酶縮合脫水細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱細(xì)胞代謝第九頁，共四十三頁，2022年，8月28日2H2O22H2O+O2一、酶在細(xì)胞代謝中的作用第十頁，共四十三頁，2022年，8月28日1、常溫下反應(yīng)2、加熱3、Fe3+做催化劑4、過氧化氫酶豬肝研磨液（過氧化氫酶）加入試管直接觀察酒精燈加熱滴加FeCl3溶液常溫/高溫/Fe3＋/過氧化氫酶實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用和意義。實(shí)驗(yàn)原理：2H2O2

2H2O+O2實(shí)驗(yàn)：比較過氧化氫在不同條件下的分解第十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日步驟試管編號

說明1234

一二

結(jié)果結(jié)論比較過氧化氫在不同條件下的分解速率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(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反應(yīng)條件

H2O2

濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒實(shí)驗(yàn)自變量因變量無關(guān)變量變量19//對照實(shí)驗(yàn)對照組實(shí)驗(yàn)組第十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日變量：實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素。18//自變量：因變量：無關(guān)變量：引起實(shí)驗(yàn)變化的原因，如：加熱、加FeCl3溶液、豬肝研磨液等實(shí)驗(yàn)變化的結(jié)果，如：過氧化氫分解的速度。實(shí)驗(yàn)中的其它可變因素，會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，如反應(yīng)物的性質(zhì)和濃度。第十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日思考：1、與1號試管相比，2號試管出現(xiàn)什么現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？10//

加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。2、在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？

不能3、3號和4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？22//

第十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日4、3號試管與4號試管相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說明什么？4號試管反應(yīng)速率較快。3443少量肝臟研磨液說明過氧化氫酶的催化效率比Fe3+的高。第十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日思考：為什么加熱時比常溫下產(chǎn)生的氣泡多？常態(tài)分子活化分子加熱

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、為什么說酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)需要在常溫常壓下進(jìn)行。第十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日各條件使反應(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)的活化能同無機(jī)催化相比，酶能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，因而催化效率更高。第十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日加入催化劑相當(dāng)于給汽車找到了一條穿山隧道4//加熱加壓相當(dāng)于給汽車加大油門如果把化學(xué)反應(yīng)比作駕車翻越一座高山3//第十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日催化劑可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。與無機(jī)催化劑相比較，生物催化劑酶有突出的優(yōu)越性——酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。第十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日第二十頁，共四十三頁，2022年，8月28日

巴斯德

和

李比希

1822——1895（法國）微生物學(xué)家通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)：發(fā)酵的過程中有酵母菌結(jié)論：沒有活細(xì)胞糖類不可能變成酒精1803——1873（德國）化學(xué)家通過對化學(xué)變化的研究認(rèn)為：糖類變成酒精就是一個化學(xué)反應(yīng)結(jié)論:在這個變化過程中，只有細(xì)胞死之后放出了某些物質(zhì)起了作用資料分析關(guān)于酶本質(zhì)的探索11//第二十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日討論1、巴斯德和李比希的觀點(diǎn)各是什么？有什么積極意義？各有什么局限性？2、巴斯德和李比希出現(xiàn)爭論的原因是什么？這一爭論對后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)是合理的，但是認(rèn)為發(fā)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用是不正確的；李比希認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)是合理的，但是認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確的。巴斯德是微生物學(xué)家，特別強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的作用；李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)的角度考慮問題。他們的爭論促使后人把對酶的研究目標(biāo)集中在他們爭論的焦點(diǎn)上，使科學(xué)研究更加有的放矢。第二十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日畢希納將在細(xì)胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶。酵母細(xì)胞研磨加水?dāng)嚢杓訅哼^濾不含活細(xì)胞的提取液加入葡萄糖過程：現(xiàn)象：冒出氣泡

畢希納的研究過程3、從畢希納實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？畢希納實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)證明，酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣。第二十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日薩姆納（1917）從刀豆種子中提取了脲酶結(jié)晶用多種方法證明脲酶是蛋白質(zhì)所有的酶都是蛋白質(zhì)嗎？第二十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日4、薩姆納歷時9年才證明脲酶是蛋白質(zhì)，并因此榮獲諾貝爾化學(xué)獎。你認(rèn)為他成功的主要原因是什么？薩姆納歷時9年用正確的科學(xué)方法，堅(jiān)持不懈、不折不撓的科學(xué)精神，將酶提純出來，成功屬于不畏艱苦的人，討論第二十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日

1982年至1983年美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA

也具有催化作用，這一研究成果的出現(xiàn)榮獲了1984年諾貝爾生理獎。結(jié)論：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，極少數(shù)酶是RNA。奧特曼第二十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣薩姆納酶是蛋白質(zhì)李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能關(guān)于酶本質(zhì)的探索第二十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日二、酶的概念和本質(zhì)4//18//絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)的酶是RNA.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機(jī)物。來源功能本質(zhì)第二十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日3443少量肝臟研磨液

比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率1、酶具有高效性酶的催化效率是無機(jī)催化劑的107－1013

倍三、酶的特性第二十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日2、酶具有專一性每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)例如：二肽酶可以水解由任意兩種氨基酸組成的二肽。例如：蛋白酶，淀粉酶，蔗糖酶，肽酶，麥芽糖酶……由這些酶的名字你能想到什么嗎？設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證一下你的推測3//第三十頁，共四十三頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)步驟一1號試管2號試管二三四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論加入淀粉酶2mL，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，保溫5min2mL蔗糖溶液加斐林試劑振蕩水浴加熱1min2mL淀粉溶液藍(lán)色磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用10//無磚紅色沉淀第三十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日3、酶的作用條件較溫和11//

酶所催化的反應(yīng)叫酶促反應(yīng)。酶促反應(yīng)中被酶作用的物質(zhì)叫做底物，經(jīng)反應(yīng)生產(chǎn)的物質(zhì)叫做產(chǎn)物。第三十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日第三十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日溫度對酶活性的影響1233％可溶性淀粉2ml2ml2ml

溫度

唾液淀粉酶

碘液

顏色

結(jié)論冰水中37℃水浴60℃水浴放置2min1ml1ml1ml1滴1滴1滴搖勻混合，放置反應(yīng)5min變藍(lán)變藍(lán)不變藍(lán)唾液淀粉酶在37℃中活性最強(qiáng)自變量因變量第三十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日pH對酶活性的影響123

肝臟研磨液1ml1ml1mlpH3％過氧化氫溶液

結(jié)果

結(jié)論蒸餾水1mLNaOH1mLHCL1mL2ml2ml2ml搖勻混合，放置在室溫下反應(yīng)5min有較多氣泡不明顯不明顯過氧化氫酶在中性條件中活性最強(qiáng)自變量因變量第三十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，酶的活性逐漸增強(qiáng)；達(dá)到最適溫度時，酶的活性最高；超過最適溫度時，隨著溫度的繼續(xù)升高，酶的活性逐漸下降。酶活性受溫度影響示意圖溫度過高會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活第三十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日在一定范圍內(nèi)，隨著pH的升高，酶的活性逐漸增強(qiáng)；達(dá)到最適pH時，酶的活性最高；超過最適pH時，隨著pH的繼續(xù)升高，酶的活性逐漸下降。過酸、過堿會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活酶活性受pH影響示意圖第三十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日本節(jié)聚焦一、酶在細(xì)胞代謝中的作用

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。作用：催化作用

本質(zhì)：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能活化能第三十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣薩姆納酶是蛋白質(zhì)李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能關(guān)于酶本質(zhì)的探索第三十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日二、酶的概念和本質(zhì)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)的酶是RNA.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用