第5章细胞的能量供应和利用

降低化学反应活化能的酶细胞的能量通货——ATPATP的主要来源——细胞呼吸能量之源——光与光合作用本节聚集：1.细胞代谢为什么离不开酶？2.酶是什么？3.科学家是怎样研究酶的本质的？讨论：1.1783年斯巴兰让尼的实验要解决什么问题？2.是什么物质使肉块消失了？3.怎样才能证明你的推测？一、酶的作用和本质：1.酶在细胞代谢中的作用：用简单的实验证明酶的催化效率：2H2O22H2O+O21.常温2.加热3.FeCl34.加肝液说明：1、加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率；2、FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率；3、过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多；细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。酶凭什么能担此大任？提高化学反应速率的途径：(1)用加热或光照给反应体系提供能量。(2)使用催化剂。那么，为什么使用催化剂可以提高反应速率呢？思考：*1molH2O2由常态变为活跃的状态时需要吸收75KJ的热量，这75KJ就是每molH2O2的活化能。*但加入过氧化氢酶时，H2O2只要吸收29KJ的热量就可以转变为活跃的状态。少了的46KJ的热量是不是由过氧化氢酶提供的呢？*如果不是由过氧化氢提供的，那么如何解释为何少了46KJ的热量呢？活化能：在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子的平均能量水平较低，为“初态”。在反应的任何一瞬间反应物中都有一部分分子具有了比初态更高一些的能量，高出的这一部分能量称为“活化能”在一定温度下，1mol反应底物全部进入活化态所需要的自由能就是该反应底物的活化能。单位J/mol酶和一般催化剂的作用就是降低化学反应所需的活化能，从而使活化分子数增多，反应速度加快。讨论：1、巴斯德他李比希的观点，各有什么积极意义？各有什么局限？2、他们之间的争论对于后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？3、从毕希纳的实验可以得出什么结论？4、萨姆纳历时9年证明脲酶是蛋白质，并获诺贝尔奖。你认为他成功的原因是什么？5、请给酶下一个完整的定义。1.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后才能发挥作用是不正确的。2.巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；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他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。3.毕希纳的实验说明，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，就像在活酵母细胞中一样。4.萨姆纳历时9年用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。正由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。相同点：1.改变化学反应速率，本身不被消耗。2.加快化学反应速率，缩短达到化学反应平衡的时间，但不改变平衡点。3.降低活化能，使速率加快。酶的催化作用和无机催化剂的比较酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做底物，经反应生产的物质叫做产物。酶的特性♫高效性：催化效率很高，大大提高反应速率♫专一性：任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物♫多样性：种类繁多♫易变性：容易被高温、强酸、强碱等破坏♫反应条件较温和：探究：影响酶活性的条件实验材料：2％淀粉酶溶液、20％肝脏研磨液、3％可溶性淀粉溶液、体积分数为30％的过氧化氢溶液、5％HCl、5％NaOH、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂实验用具：试管、量筒、小烧杯、大烧杯、滴管、试管夹、酒精灯、三角架、石棉网、温度计、PH试纸、火柴影响酶促反应的因素常有：♫温度♫PH值♫酶的浓度♫底物浓度♫抑制剂♫激活剂