高中生物酶的本质和作用.ppt

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1、第五章第五章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第第1 1节节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶肉块消失不见了肉块消失不见了对此，你会作出怎对此，你会作出怎样的推测样的推测讨论：讨论：CO CO2 2+H+H2 2O O （CHCH2 2O)+OO)+O2 2光能光能 C C6 6H H1212O O6 6+6H6H2 2O O+O O2 2 6CO 6CO2 2+12H12H2 2O O+能量能量氧气氧气 氨基酸氨基酸 多肽多肽细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。一、酶的作用和本质一、酶的作用和本质叶绿体叶绿体线粒体线粒体核糖

2、体核糖体脱水缩合脱水缩合一些化学反应的条件一些化学反应的条件MnOMnO2 22KClO2KClO3 3 2KCl2KCl +3O 3O2 2在化学反应里能改变其它物质的化学反在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫做应前后都没有变化的物质叫做 。催化剂催化剂催化剂只是改变反应速率催化剂只是改变反应速率一般化学反应的条件一般化学反应的条件 FeFeBrBr2 2BrBrHBrHBr水浴水浴高温高温 高压高压 强酸强酸 强碱强碱 催化剂催化剂 细胞内外的环境：细胞内外的环境：是很温和的是很温和的常温常温 常压常

3、压 水溶液环境水溶液环境 pHpH接近中性接近中性 细胞内发生着一系列的化学反应，细胞内发生着一系列的化学反应，细胞内的环境条件是怎样的？细胞内的环境条件是怎样的？1 1、酶在细胞代谢中的作用、酶在细胞代谢中的作用2 H2 H2 2OO2 2 2 2 H2 2O +O2 21 1、常温下反应、常温下反应2 2、加热、加热3 3、FeFe3+3+做催化剂做催化剂4 4、过氧化氢酶、过氧化氢酶猪肝研磨液（过氧化氢酶）猪肝研磨液（过氧化氢酶）加入试管直接观察加入试管直接观察9090o oC C水浴加热水浴加热滴加滴加FeCl3溶液溶液高温高温/Fe3/过氧化氢酶过氧化氢酶实验目的：通过比较过氧化氢在

4、实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件不同条件下分解下分解的快慢，了解酶的作用和意义。的快慢，了解酶的作用和意义。过氧化氢在过氧化氢在高温高温或或铁离子铁离子或或过氧化氢酶过氧化氢酶的作用下的作用下都可分解成水和氧气。都可分解成水和氧气。比较过氧化氢酶在不同条件下的分解比较过氧化氢酶在不同条件下的分解 方法步骤方法步骤:取取4 4支洁净试管，编上序号，并且各注入支洁净试管，编上序号，并且各注入2mL2mL过氧过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。将将2 2号试管放在号试管放在9090左右的水浴中加热，观察气泡左右的水浴中加热，观察气泡冒出的情况，并与冒出的情

5、况，并与2 2号试管作比较。号试管作比较。向向3 3号试管内滴入号试管内滴入2 2滴氯化铁溶液，向滴氯化铁溶液，向4 4号试管内滴号试管内滴入入2 2滴肝脏研磨液。轻轻地振荡两只试管，使试管内滴肝脏研磨液。轻轻地振荡两只试管，使试管内的物质混合均匀。仔细观察哪支试管产生的气泡多。的物质混合均匀。仔细观察哪支试管产生的气泡多。将点燃但无火焰的卫生香分别放入将点燃但无火焰的卫生香分别放入3 3、4 4号试管内号试管内液面的上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。液面的上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。步骤步骤试管编号试管编号 1 12 23 34 4 一一二二 现现象象结论结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率

6、比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温90FeCl3肝脏研磨液肝脏研磨液2 2 2 2滴滴滴滴2 2滴滴不明显不明显少量少量较多较多大量大量不复燃不复燃不复燃不复燃变亮变亮复燃复燃过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样，过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样，过氧化氢过氧化氢酶催化过氧化氢分解效率比酶催化过氧化氢分解效率比Fe3+高得多，说明酶是一高得多，说明酶是一种高效的生物催化剂。种高效的生物催化剂。反应条件反应条件 H HH H2 2OOOO2 2 浓度浓度剂量剂量剂量剂量气泡产生气泡产生卫生香燃烧卫生香燃烧1 1、与、与1 1号试管相比，号试管相

7、比，2 2号试管出现什么不同的现号试管出现什么不同的现象？这一现象说明了什么？象？这一现象说明了什么？2 2、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？3 3、3 3号和号和4 4号试管未经加热，也有大量气泡产生，号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？这说明什么？4 4、3 3号与号与4 4号相比，哪支试管中的反应速率快？号相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？顺利进行至关重要？加热能促进过氧化氢的分解加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率提高反应速率FeC

8、l3中中Fe3+和和猪肝研磨液的猪肝研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率速率变量：实验过程中可以变化的因素。变量：实验过程中可以变化的因素。自变量：人为改变的变量。因变量：随着自变量的变化而变化的变量。对照实验：除了一个因素以外，其余因对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。素都保持不变的实验。对照组：实验组：步骤步骤试管编号试管编号 说明说明1 12 23 34 4 一一二二 现现象象结论结论过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样，过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样，过氧化氢酶催化过氧化氢分解效率比过氧化氢酶催化过氧化氢分解效率比Fe3+

9、高得多，说明酶是一种高效的生物催化剂。高得多，说明酶是一种高效的生物催化剂。比较过氧化氢在不同条件下的分解速率比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温90FeCl3肝脏研肝脏研磨液磨液2 2 2 2滴滴滴滴2 2滴滴不明显不明显少量少量较多较多大量大量不复燃不复燃 不复燃不复燃变亮变亮复燃复燃反应条件反应条件自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量变量变量 H HH H2 2OOOO2 2 浓度浓度剂量剂量剂量剂量气泡产生气泡产生卫生香燃烧卫生香燃烧对照实验对照实验对照组对照组实验组实验组酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用 分子从分子从常态常态转

10、变为容易发生化学转变为容易发生化学反应的反应的活跃状态活跃状态所需要的能量。所需要的能量。各条件使反应加快的本质：各条件使反应加快的本质：加热：加热：FeFe3+3+：酶：酶：提高分子的能量提高分子的能量降低化学反应的降低化学反应的活化能活化能同无机催化相比，酶能同无机催化相比，酶能更显著地更显著地降低化学降低化学反应的反应的活化能活化能，因而催化效率，因而催化效率更高更高。说一说：说一说：汽车可以通过哪些途径穿过一座山？汽车可以通过哪些途径穿过一座山？谈一谈：谈一谈：你对降低化学反应活化能的认识。你对降低化学反应活化能的认识。条件活化能(kj/mol)没有催化剂催化75用胶态铂催化54用过氧

11、化氢酶催化29右表：右表：20测得的过氧测得的过氧化氢分解的化氢分解的活化能活化能二、酶的本质二、酶的本质资料分析：关于酶本质的探索资料分析：关于酶本质的探索2.2.酶的本质酶的本质一一 酶的作用和本质酶的作用和本质 巴斯德以前：巴斯德以前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。发酵是纯化学反应，与生命活动无关。2.2.酶的本质酶的本质一一 酶的作用和本质酶的作用和本质 巴斯德：巴斯德：1822189518221895（法国）：微生物学家（法国）：微生物学家 通过显微镜观察发现发酵的过程中有酵母菌通过显微镜观察发现发酵的过程中有酵母菌 结论：没有活细胞糖类不可能变成酒精结论：没有活细胞糖类不可能变

12、成酒精2.2.酶的本质酶的本质一一 酶的作用和本质酶的作用和本质 李比希：李比希：1803187318031873（德国）：化学家（德国）：化学家 通过对化学变化的研究认为糖类变成酒精就通过对化学变化的研究认为糖类变成酒精就 是一个化学反应是一个化学反应 结论结论:在这个变化过程中，只有细胞死之后在这个变化过程中，只有细胞死之后 放出了某些物质起了作用放出了某些物质起了作用思考思考巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？限性？科学发展过程中出现争论是正常的。试分析巴斯德和李比科学发展过程中出现争论是正常的。试分析巴斯德和李比希之间出

13、现争论的原因是什么，这一争论对后人进一步研究希之间出现争论的原因是什么，这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？酶的本质起到了什么作用？巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的；李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是正确的；李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的，但是认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解合理的，但是认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的。后才能发挥作用是不正确的。巴斯德是微生物学家，他主要强

14、调生物体或细胞的巴斯德是微生物学家，他主要强调生物体或细胞的整体作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑整体作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在问题。他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。2.2.酶的本质酶的本质一一 酶的作用和本质酶的作用和本质 毕希纳：毕希纳：1860191718601917（德国）：化学家（德国）：化学家 过程：过程：酵母细胞研磨酵母细胞研磨加水搅拌加水搅拌 加压过滤加压过滤含酵母细胞的提取液含酵母细胞的提取液加入葡萄糖加入葡

15、萄糖 现象：现象：冒出气泡冒出气泡 结论：结论：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细酵母细胞中的某些物质能够在酵母细 胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母 细胞中一样。细胞中一样。（1）巴斯德和李比希的观点争论的）巴斯德和李比希的观点争论的焦点在哪里？焦点在哪里？（2）他们出现争论的原因是什么？）他们出现争论的原因是什么？这一争论对后人进一步研究酶的本质这一争论对后人进一步研究酶的本质有什么意义？有什么意义？（3）你认为萨纳姆成功的主要原因）你认为萨纳姆成功的主要原因是什么？是什么？讨论：讨论：2.2.酶的本质酶的本质一一 酶的作用和本质酶的作用和本质 切赫和奥

16、特曼：切赫和奥特曼：（美国）（美国）20C80th20C80th 发现发现:少数少数RNARNA也是酶。也是酶。发酵与活细胞有关，发酵与活细胞有关，是整个细胞在起作用是整个细胞在起作用引起发酵的是细胞中的某些物质，引起发酵的是细胞中的某些物质，这些物质只有在细胞死亡并裂解这些物质只有在细胞死亡并裂解后才发挥作用。后才发挥作用。酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起作用，酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起作用，就像在或酵母细胞中一样。就像在或酵母细胞中一样。酶是蛋白质酶是蛋白质酶的化学成分酶的化学成分 酶的来源酶的来源 酶的功能酶的功能酶是一类生物催化剂酶是一类生物催化剂活细

17、胞活细胞产生的产生的具有生物催化作用具有生物催化作用的的是是有机物有机物。思考：蛋白质是酶吗？思考：蛋白质是酶吗？一类一类大部分酶是蛋白质，也有少数是大部分酶是蛋白质，也有少数是RNARNA。酶的本质酶的本质什么是酶？什么是酶？一一 酶的作用和本质酶的作用和本质试一试：根据本节课的学习，给酶下一个定义。根据本节课的学习，给酶下一个定义。酶是活细胞产生的具有酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。催化作用的有机物。本节课小结：1、酶在细胞代谢中的作用、酶在细胞代谢中的作用降低化学反应活化能。同无机催降低化学反应活化能。同无机催化剂相比，催化效率更高。化剂相比，催化效率更高。2、酶的本质、酶的本质绝

18、大多数酶是蛋绝大多数酶是蛋白质，少数酶是白质，少数酶是RNA。3、酶的定义、酶的定义酶是活细胞产生酶是活细胞产生的具有催化效率的有机物。的具有催化效率的有机物。1、大多数酶在水解过程中，通常能得到多、大多数酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明（肽，最后能得到氨基酸，这说明（）A.大多数酶石油或细胞产生的大多数酶石油或细胞产生的 B.大多数酶是生物催化剂大多数酶是生物催化剂 C.大多数酶的化学本质是蛋白质大多数酶的化学本质是蛋白质 D.大多数酶的基本组成单位是多肽大多数酶的基本组成单位是多肽2、酶的基本组成单位是（、酶的基本组成单位是（）A.氨基酸氨基酸 B.核苷酸核苷酸 C

19、.核糖核苷酸核糖核苷酸 D.A或或CCD3、在编号为、在编号为14的的4支试管内各注支试管内各注10ml3%过氧化氢溶液，过氧化氢溶液，1号试管作为对照，在号试管作为对照，在2号试号试管内迅速放入新鲜猪肝管内迅速放入新鲜猪肝12小块，小块，3号试管放号试管放入一枚锈铁钉，入一枚锈铁钉，4号试管内放入煮熟的猪肝号试管内放入煮熟的猪肝12小块。根据实验过程回答下列问题：小块。根据实验过程回答下列问题：（1）立即出现大量气泡的试管是）立即出现大量气泡的试管是 号，号，这种气泡是什么气体？这种气泡是什么气体？。产生大量气。产生大量气泡的原因泡的原因 。（2）4号试管内有什么变化？号试管内有什么变化？。

20、理由。理由是是 。（3）2号试管和号试管和3号试管内都能产生气体，号试管内都能产生气体，就产生气体的速度和数量不同说就产生气体的速度和数量不同说 明明 。2氧气氧气新鲜猪肝内的过氧化氢酶催化过氧化氢分解产生氧气新鲜猪肝内的过氧化氢酶催化过氧化氢分解产生氧气没有没有煮熟猪肝内的过氧化氢酶被高温破坏，失去活性煮熟猪肝内的过氧化氢酶被高温破坏，失去活性酶的作用具有高效性酶的作用具有高效性4、当皮肤上出现小伤口时，用双氧、当皮肤上出现小伤口时，用双氧水消毒时，能观察到什么现象？你能水消毒时，能观察到什么现象？你能解释这一现象的原因吗？解释这一现象的原因吗？当皮肤上出现小伤口时，常用双氧水消毒，当皮肤上出现小伤口时，常用双氧水消毒，消毒时常能观察到有气泡产生。这是因为人体消毒时常能观察到有气泡产生。这是因为人体细胞中的过氧化氢酶能将过氧化氢分解成水和细胞中的过氧化氢酶能将过氧化氢分解成水和氧气。这气泡就是氧气。氧气。这气泡就是氧气。