細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞的分裂

問題探討第一頁，共48頁。第一頁，共48頁。細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)。

CO2+H2O

有機(jī)物

+O2光能葉綠體

氨基酸

多肽(蛋白質(zhì)）脫水縮合核糖體：線粒體:有機(jī)物

+O2CO2+H2O+能量酶酶酶細(xì)胞代謝第二頁，共48頁。第二頁，共48頁。常溫常態(tài)的狀態(tài)下，有適合的生物催化劑———酶這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境條件是什么？第三頁，共48頁。第三頁，共48頁?！飳嶒炦^程的變量及對照實驗變量：①自變量：②因變量：③無關(guān)變量：對照實驗：實驗過程中可以變化的因素稱為變量。人為改變的變量。隨著自變量的變化而變化的變量。除自變量外，實驗過程中可能存在的一些對實驗結(jié)果造成影響的可變因素。除了一個因素外，其余因素都保持不變的實驗。★生物實驗設(shè)計的基本原則：科學(xué)性原則；單一變量原則；對照性原則；重復(fù)性原則一、酶的作用和本質(zhì)第四頁，共48頁。第四頁，共48頁。H2O2H2O+O2常溫H2O2H2O+O2加熱H2O2H2O+O2FeCL3H2O2H2O+O2H2O2酶實驗原理：通過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。實驗?zāi)康模簩嶒灒罕容^過氧化氫在不同條件下的分解第五頁，共48頁。第五頁，共48頁。實驗步驟不做任何處理放在90℃熱水處理2滴3.5%Fe3+溶液處理2滴H2O2酶催化處理1234第六頁，共48頁。第六頁，共48頁。試管編號說明12343%的

H2O2溶液2ml2ml2ml2ml反應(yīng)條件常溫90℃2滴FeCl32滴肝臟研磨液結(jié)果

無關(guān)變量自變量因變量對照組實驗組實驗組實驗組第七頁，共48頁。第七頁，共48頁。實驗前不做任何處理放在90℃熱水處理2滴3.5%Fe3+溶液處理2滴H2O2酶催化處理帶火星衛(wèi)生香帶火星衛(wèi)生香？？1234第八頁，共48頁。第八頁，共48頁。試管號3%H2O2

控制變量點(diǎn)燃的衛(wèi)生香檢測

實驗處理（自變量）H2O2分解速度(氣泡多少)12ml22ml900C水浴加熱32ml滴加3.5%氯化鐵2滴42ml滴加20%肝臟研磨液2滴無較多發(fā)亮較多發(fā)亮很多復(fù)燃實驗結(jié)果沒有變化第九頁，共48頁。第九頁，共48頁。肝臟離開活體時間過長，酶的數(shù)量和活性會下降。思考1、為什么要選用新鮮的豬肝？2、為什么要將豬肝制成研磨液？3、滴入肝臟研磨液和FeCl3溶液時，能否共用一個吸管？為什么？使用肝臟時,要充分研磨,使肝臟細(xì)胞內(nèi)的酶能與底物接觸,使酶發(fā)揮正常催化作用。不能，否則滴的FeCl3溶液中會含少量肝臟研磨液，而研磨液中H2O2具有高效性，會使兩個試管中氣泡一樣多，從而影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。第十頁，共48頁。第十頁，共48頁。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。活化能：第十一頁，共48頁。第十一頁，共48頁。各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)提高分子的能量1、加熱：反應(yīng)物產(chǎn)物………………活化能反應(yīng)進(jìn)程能量

加熱實驗分析第十二頁，共48頁。第十二頁，共48頁。2、Fe3+：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能反應(yīng)物產(chǎn)物………………活化能反應(yīng)進(jìn)程能量..…………

無機(jī)催化劑第十三頁，共48頁。第十三頁，共48頁。3、酶：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，催化效率更高。反應(yīng)物產(chǎn)物………………活化能反應(yīng)進(jìn)程能量..…………

無機(jī)催化劑……..酶第十四頁，共48頁。第十四頁，共48頁。酶使活化能降低能量反應(yīng)過程沒有酶催化有酶的催化第十五頁，共48頁。第十五頁，共48頁。酶的作用及原理第十六頁，共48頁。第十六頁，共48頁。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。酶的本質(zhì)第十七頁，共48頁。第十七頁，共48頁。二、酶的本質(zhì)第十八頁，共48頁。第十八頁，共48頁。⑴巴斯德以前：發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)。第十九頁，共48頁。第十九頁，共48頁。（2）巴斯德[微生物學(xué)家]:（3）李比希[化學(xué)家]:

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)胞中的某些物質(zhì)在起作用.引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì),但是這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。存在爭論第二十頁，共48頁。第二十頁，共48頁。（4）畢希納[化學(xué)家]過程：酵母細(xì)胞研磨加水?dāng)嚢?/p>

加壓過濾含酵母細(xì)胞的提取液加入葡萄糖現(xiàn)象：冒出氣泡結(jié)論：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。第二十一頁，共48頁。第二十一頁，共48頁。（5）

薩姆納[美國]1926年從刀豆中提取脲酶實驗。結(jié)論:酶為蛋白質(zhì)。尿素氨＋二氧化碳脲酶第二十二頁，共48頁。第二十二頁，共48頁。共獲1989年諾貝爾化學(xué)獎切赫奧特曼少數(shù)RNA也有催化作用（6）切赫和奧特曼（美國）20C80th:第二十三頁，共48頁。第二十三頁，共48頁?，F(xiàn)象或?qū)嶒炌普摶蚪Y(jié)論斯帕蘭扎尼實驗巴斯德實驗李比希實驗畢西納實驗薩姆納實驗切赫和奧特曼實驗小結(jié)探索酶的發(fā)現(xiàn)歷程發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但是這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡后才能發(fā)揮作用

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，就象在活酵母細(xì)胞中一樣酶是蛋白質(zhì)少數(shù)的RNA具有催化作用酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。鳥類的胃是既有物理性消化，也有化學(xué)性消化探究——爭論——繼承——創(chuàng)新——完善酶的發(fā)現(xiàn)：第二十四頁，共48頁。第二十四頁，共48頁。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。酶的來源酶的作用酶的化學(xué)成分降低活化能第二十五頁，共48頁。第二十五頁，共48頁。酶的催化功能和無機(jī)催化劑有什么不同呢？第二十六頁，共48頁。第二十六頁，共48頁。一些化學(xué)反應(yīng)的條件MnO2濃H2SO4CH3CH2OH+CH3COOH

CH3COOCH2CH3+H2O2KClO3

2KCl+3O2乙醇醋酸乙酸乙酯第二十七頁，共48頁。第二十七頁，共48頁。一般化學(xué)反應(yīng)的條件：FeBr2BrHBr水?、俑邷丌诟邏孩蹚?qiáng)酸④強(qiáng)堿⑤催化劑在化學(xué)反應(yīng)里能改變其它物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有變化的物質(zhì)叫做

。催化劑只是改變反應(yīng)速率,并不改變化學(xué)平衡。催化劑第二十八頁，共48頁。第二十八頁，共48頁。細(xì)胞內(nèi)外的環(huán)境：溫和①常溫②常壓③水溶液環(huán)境④pH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。——酶二、酶的特性第二十九頁，共48頁。第二十九頁，共48頁。1、酶具有高效性3443少量肝臟研磨液因為過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。

比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率為什么4號試管的反應(yīng)速率比3號試管快得多？酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的107-1013倍。第三十頁，共48頁。第三十頁，共48頁。

酶具有高效性的意義保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行和能量供應(yīng)的穩(wěn)定。第三十一頁，共48頁。第三十一頁，共48頁。每一種酶只能催化

化學(xué)反應(yīng)。意義：保證細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行。2、酶具有專一性一種或一類

第三十二頁，共48頁。第三十二頁，共48頁。淀粉溶液(1號試管)蔗糖溶液(2號試管)實驗原理實驗步驟一二三實驗現(xiàn)象結(jié)論

探究酶的專一性淀粉酶能讓淀粉水解成還原性糖，還原性糖能與斐林試劑反應(yīng)生成磚紅色沉淀淀粉酶不能讓蔗糖水解，所以與斐林試劑反應(yīng)不能生成磚紅色沉淀加入2ml淀粉溶液加入2ml蔗糖溶液加入淀粉酶2滴，振蕩，放在60℃的左右，反應(yīng)約5min加斐林試劑→振蕩→水浴加熱煮沸藍(lán)色→棕色→磚紅色沉淀無變化酶具有專一性第三十三頁，共48頁。第三十三頁，共48頁。1、在不同的溫度下，同一種酶的活性是否會受到影響？2、在不同的pH下，同一種酶其活性是否會改變？哪些因素會影響酶的活性？酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率為酶的活性。第三十四頁，共48頁。第三十四頁，共48頁。提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進(jìn)行實驗分析結(jié)果表達(dá)與交流（溫度/pH會影響酶的活性嗎？）（溫度/pH會影響酶的活性）（設(shè)計方案、預(yù)期結(jié)果…）（按預(yù)定方案進(jìn)行實驗）（分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論：……）（總結(jié)，寫實驗報告并適當(dāng)交流）影響酶活性的條件第三十五頁，共48頁。第三十五頁，共48頁。溫度對酶活性的影響

1

2

33％可溶性淀粉

2ml

2ml

2ml溫度

2％淀粉酶

碘液顏色結(jié)論冰水中60℃水浴沸水浴放置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)淀粉酶在60℃中活性最強(qiáng)自變量因變量第三十六頁，共48頁。第三十六頁，共48頁。酶促反應(yīng)速率最快時的環(huán)境溫度稱為該酶促反應(yīng)的最適溫度。一般地，動物體內(nèi)的酶最適溫度在35-40℃之間；植物體內(nèi)的酶最適溫度在40-50℃之間；細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別較大。溫度對酶活性的影響第三十七頁，共48頁。第三十七頁，共48頁。pH對酶活性的影響

1

2

3

2％淀粉酶

1ml

1ml

1ml

pH3％可溶性淀粉

斐林試劑顏色結(jié)論蒸餾水1mLNaOH1mLHCL1mL2ml2ml2ml2mL搖勻混合，放置在60℃水浴中反應(yīng)5min磚紅色沉淀無磚紅色沉淀無磚紅色沉淀淀粉酶在中性條件中活性最強(qiáng)2mL2mL搖勻混合，沸水浴1min第三十八頁，共48頁。第三十八頁，共48頁。一般地，動物體內(nèi)的酶最適pH在6.5-8.0之間；植物體內(nèi)的酶最適溫度在4.5-6.5之間；細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別較大。pH對酶活性的影響酶促反應(yīng)速率最快時的環(huán)境pH稱為該酶促反應(yīng)的最適pH。第三十九頁，共48頁。第三十九頁，共48頁。高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？不同，過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；低溫使酶活性明顯下降，但在適宜溫度下其活性可以恢復(fù)。第四十頁，共48頁。第四十頁，共48頁。由此可看出酶的作用條件有什么特點(diǎn)？作用條件溫和第四十一頁，共48頁。第四十一頁，共48頁。

酶的特性1、具有高效性2、具有專一性3、作用條件較溫和①要有合適的溫度

②要有合