第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用體外

2H2O22H2O+O2過(guò)氧化氫酶2H2O2

2H2O

+

O2

2H2O2

2H2O

+

O2

Fe3+2H2O2

2H2O

+

O2

體內(nèi)一、酶在細(xì)胞代謝中的作用（一）細(xì)胞代謝7/21/202322H2O22H2O+O2Fe3+常溫加熱2H2O2H2O2酶過(guò)氧化氫在不同條件下的分解常溫90℃H2O2酶FeCl3試管編號(hào)1234第一步每支試管加2ml過(guò)氧化氫溶液第二步不處理90℃水浴滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝臟研磨液實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)步驟：

①對(duì)照原則:設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn),既要有對(duì)照組又要有實(shí)驗(yàn)組。

②單一變量原則：在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中,除了要觀察的變量發(fā)生變化外,其他變量都應(yīng)保持相同。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則:變量自變量：人為改變的變量因變量：隨著自變量的變化而變化的變量無(wú)關(guān)變量：除自變量外，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能還會(huì)存在一些可變因素，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，這些變量稱(chēng)為無(wú)關(guān)變量控制變量自變量：H2O2的分解速率反應(yīng)條件（H2O2分解的條件）因變量：觀察指標(biāo)：氣泡產(chǎn)生多少或帶火星木條的復(fù)燃的程度比較過(guò)氧化氫不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)結(jié)論1.酶可以在常溫常壓下高效地完成對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化。2.酶有催化作用：同無(wú)機(jī)催化劑一樣，都可加快化學(xué)反應(yīng)速率。3.酶有高效性：同無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。步驟試管編號(hào)說(shuō)明1234一二

觀察結(jié)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(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過(guò)氧化氫在過(guò)氧化氫酶的作用下分解速率最快反應(yīng)條件自變量因變量無(wú)關(guān)變量變量

H2O2

濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生帶火星的木條對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)

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。H2O2常態(tài)H2O2活躍態(tài)什么是活化能？

正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和的條件下快速進(jìn)行。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)的活化能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,因而催化效率更高歸納：酶在細(xì)胞代謝中的作用巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)巴斯德發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個(gè)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)胞中一樣薩姆納脲酶是蛋白質(zhì)李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能兩者出現(xiàn)爭(zhēng)論的原因是什么？這一爭(zhēng)論對(duì)后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？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(wèn)題。他們的爭(zhēng)論促使后人把對(duì)酶的研究的目標(biāo)集中在他們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)上，使科學(xué)研究更加有的放矢。請(qǐng)給酶下一個(gè)較完整的定義。

正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和的條件下快速進(jìn)行。7/21/202315二、酶的本質(zhì)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機(jī)物。其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA。酶的來(lái)源酶的作用酶的化學(xué)成分顯著降低活化能酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，只能在活細(xì)胞中發(fā)揮作用嗎？酶在細(xì)胞內(nèi)外都能發(fā)揮作用化學(xué)本質(zhì)合成原料合成場(chǎng)所來(lái)源生理功能作用原理酶多數(shù)蛋白質(zhì)少數(shù)RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體細(xì)胞核（真核生物）活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶生物催化作用顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)多種多樣，由酶的

，可推出酶的種類(lèi)具有

。

酶有高效性酶有專(zhuān)一性三、酶的特性酶的催化效率大約是無(wú)機(jī)催化劑的107—1013倍。每一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)。專(zhuān)一性多樣性(1)加酶洗衣粉的包裝袋上往往注明這種洗衣粉的適用溫度。人患感冒發(fā)燒時(shí)，常常會(huì)食欲不振。你由以上現(xiàn)象可以提出什么問(wèn)題呢？資料：(2)唾液淀粉酶、胃蛋白酶等消化酶都是在消化道中起作用的。不同部位體溫差不多，但消化液的pH不一樣。唾液的pH為6.2～7.4，胃液的pH為0.9～1.5，小腸液的pH為7.6。

唾液淀粉酶會(huì)隨唾液流入胃，入胃后，卻發(fā)現(xiàn)，唾液不再具有催化淀粉分解的功能。胃蛋白酶會(huì)隨食糜進(jìn)入小腸，但這時(shí)胃蛋白酶也不會(huì)起作用。探究：？溫度是否影響酶的活性？假設(shè)：溫度影響酶的活性實(shí)驗(yàn)思路1、選擇淀粉酶還是H2O2酶作為實(shí)驗(yàn)材料？淀粉酶，H2O2受溫度影響也會(huì)分解2、自變量是什么？設(shè)計(jì)幾組溫度？因變量是什么？因變量的觀察指標(biāo)怎么確定，選擇什么樣的鑒定試劑？碘液，看是否變藍(lán)材料用具：唾液淀粉酶、淀粉溶液等自變量：酶活性溫度因變量：淀粉→麥芽糖觀察指標(biāo)：實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容123456一只試管加淀粉溶液另一只試管加淀粉酶控制不同溫度條件同一溫度內(nèi)的淀粉酶與淀粉溶液混合加入碘液觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論第1組第2組第3組2ml2ml2ml1ml1ml1ml370C水（5min）沸水（5min）冰塊（5min）兩物質(zhì)混合保持370C（5min）兩物質(zhì)混合沸水（5min）兩物質(zhì)混合冰塊（5min）1滴1滴1滴不變藍(lán)變藍(lán)變藍(lán)370C為該酶的適宜溫度，活性較高，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響酶的活性1.用淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)步驟：淀粉+淀粉酶

+在不同溫度下保溫+檢驗(yàn)，步驟合理嗎?

思考酶的催化反應(yīng)應(yīng)在預(yù)設(shè)的溫度下進(jìn)行不能，因?yàn)殪沉衷噭┬杷〖訜幔緦?shí)驗(yàn)需嚴(yán)格控制溫度。2.能否用斐林試劑來(lái)鑒定?探究：pH是否影響酶的活性？實(shí)驗(yàn)假設(shè)：pH影響酶的活性實(shí)驗(yàn)思路1、自變量是什么？設(shè)計(jì)幾組pH？因變量是什么？以什么作為觀察指標(biāo)？2、怎樣排除溫度和其他因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾？材料用具：過(guò)氧化氫溶液、肝臟研磨液等自變量：酶活性因變量：觀察指標(biāo)：氣泡產(chǎn)生多少或點(diǎn)燃的衛(wèi)生香的燃燒的程度2H2O2

2H2O+O2

H2O2酶pH實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容1234加H2O2酶溶液加H2O2溶液控制不同pH條件觀察氣泡產(chǎn)生量得出結(jié)論試管1試管2試管31ml1ml1ml注入蒸餾水

1ml注入NaOH1ml注入HCl1ml2ml2ml2ml大量氣泡無(wú)氣泡無(wú)氣泡過(guò)氧化氫酶在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿環(huán)境中不起作用，在中性環(huán)境中能催化過(guò)氧化氫快速分解高溫、低溫、過(guò)酸和過(guò)堿對(duì)酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？不同，過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高，會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；低溫不會(huì)使酶結(jié)構(gòu)破壞，只使活性受抑制，但在適宜溫度下其活性可以恢復(fù)。酶適于在0－4℃保存。思考酶為什么這么“嬌氣”？因?yàn)榻^大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫等劇烈條件都會(huì)影響到蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，所以酶比較嬌氣。酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行。★影響酶促反應(yīng)速率的因素：1、溫度3、酶的濃度：反應(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快。4、底物濃度：在一定濃度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快，但達(dá)到一定濃度，反應(yīng)速率不再變化2、pH影響酶的活性酶促反應(yīng)速率酶的濃度底物充足、其他條件適宜不變酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定、其他條件適宜不變酶的專(zhuān)一性每一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的107

～1013倍酶的特性酶的高效性酶的作用條件較溫和1）需要適宜pH值2）需要適宜的溫度酶的本質(zhì)活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機(jī)物，大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA小結(jié)降低活化能影響酶促反應(yīng)速率的因素：溫度、pH、酶的濃度、底物濃度資料、下圖表示的是某類(lèi)酶作用的模型。（1）圖中的哪個(gè)英文字母代表酶？其它字母代表什么？（2）這個(gè)模型的含義是什么？酶A與底物B專(zhuān)一性結(jié)合，催化反應(yīng)的發(fā)生，產(chǎn)生了產(chǎn)物C和D。這個(gè)模型揭示了酶的專(zhuān)一性。練習(xí)與拓展：1、現(xiàn)將胃蛋白酶置于PH值為10的溶液中一段時(shí)間后，把溶液的PH值逐漸降低，下列有關(guān)該酶活性變化的圖正確的是（）PH值降低酶的活性10BPH值降低酶的活性10CPH值降低酶的活性10APH值降低酶的活性10DC

2、將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液