2014年 高三生物第一轮复习 第九讲 酶和ATP.ppt

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1、降低化学反应活化能的酶第九讲细胞的能量“通货”—ATP一、降低化学反应活化能的酶（一）酶的探究历程（二）酶的催化特性（四）影响酶活性的因素（三）关于实验设计的基础知识（五）与酶有关的曲线细胞代谢特点：复杂、有序、温和、高效细胞中每时每刻都进行各种各样的化学反应，是细胞生命活动的基础。（一）酶的发现历程酶在希腊语里，就是存在于酵母中的意思。在19世纪，酿酒业在欧洲经济中占有重要地位。但是，酿出的葡萄酒经常莫名其妙的变酸。受到这一问题的困扰，科学界非常重视对发酵过程的研究。酶的发现和酵母的酒精发酵密切相关。在19世纪初，当时的人们已经知道，酿酒就是让糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳的过程，当时很多化

2、学家都相信这是一个纯化学过程，与生命活动无关。1857年，德国微生物学家巴斯德（L.Pasteur，1822—1895）通过显微镜观察，发现发酵液中有酵母，而且还发现酒精的产量与酵母菌的繁殖量成正比。巴斯德认为：酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。即：发酵离不开酵母菌的生命活动，发酵的动力蕴藏于活细胞中，具生命活动。同时代的的德国化学家李比希（J.V.Liebig，1803—1873）则认为发酵是纯的化学反应，发酵的是酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。两者争论的焦点是：发酵是否与生命活动有关？德国科学家毕希纳（E.B

3、uchner1860—1917）发现无细胞的酵母液可以完成发酵。酵母细胞石英砂研磨葡萄糖酵母菌滤液气泡发酵可以在无细胞条件下进行。发酵所需要的物质是由活细胞产生的，叫酿酶。发酵过程中，细胞内的生命活动和细胞外的化学反应得到完美的统一。此后，利用无细胞的酵母液进行研究开始盛行，一系列的发现路线出现。1904年，英国科学家，哈登用透析袋对酵母提取液进行了分析，发现透析后的酵母提取液仍然可以完成发酵。哈登推测：对发酵起关键作用的是一种大分子物质，可能是蛋白质。美国科学家哦萨姆纳（J.B.Sumner，1887—1955）也认为酶是蛋白质。从刀豆种子中提取到酶的结晶，并用多种方法证明，这种结晶是蛋白质

4、。此后又有多位科学家用萨姆纳的办法结晶出其他的酶，而且都证明这些酶都是蛋白质。此后相当长的一段时间，学术界都普遍认为酶的本质是蛋白质，但是生物学总是有很多意外。20世纪80年代，美国人切赫和奥特曼研究发现：少数RNA也具有催化功能，称之为核酶。巴斯德之前巴斯德李比希毕希纳萨姆纳切赫和奥特曼发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡后才能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催化作用，就象在活酵母细胞中一样酶是蛋白质少数的RNA具有催化作用2.酶的概念酶是活细胞产生的具

5、有催化作用的有机物，其中绝大多数酶都是蛋白质3.酶的本质绝大多数的酶都是蛋白质少量的酶是RNA化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体主要是细胞核(真核生物)（1）酶的本质及生理功能（2）（二）酶的催化特性1.探究实验一：比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）2H2O22H2O+O2过氧化氢酶Fe3+（1）原理：新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。经计算，质量分数为3.5％的FeCl3溶液和质量分数为20％的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。（2）目的要求：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧

6、化氢酶的作用和意义（3）材料用具（必修一教材p78-79）（4）方法步骤无处理水浴加热加FeCl3溶液两滴加研磨液两滴12342mlH2O2溶液2mlH2O2溶液2mlH2O2溶液2mlH2O2溶液1234（5）实验结果无处理水浴加热加FeCl3溶液两滴加研磨液两滴结果：无气泡产生有少量气泡有较多气泡有大量气泡2mlH2O2溶液2mlH2O2溶液2mlH2O2溶液2mlH2O2溶液得知要使H2O2分解需要一定的热量（能量）1234（6）结果分析比较1号和3号试管：Fe3+能促进H2O2的分解，具有催化作用比较1号和4号试管：H2O2酶能促进H2O2的分解，具有催化作用比较3号和4号试管：H2O

7、2酶比Fe3+的催化效率更高比较1号和2号试管：从以上实验中可以看出，4号试管最先产生气泡，并且产生的气泡多。由于放出的气泡是过氧化氢分解产生的氧气，所以4号试管中的卫生香燃烧得更猛烈，由此可以证明，与无机催化剂Fe3＋相比，过氧化氢酶的催化效率要高得多。也就是说，酶的催化作用具有高效性的特点。事实上，酶的催化效率是无机催化剂的107倍～1013倍。（7）结论酶的催化具有高效性FeCl3不仅仅能催