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第5章 细胞的能量供应和利用
细胞中每时每刻进行的化学反应，统称为细胞代谢。
5.1 降低化学反应活化能的酶
“酶”好生活
溶解酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效作用1果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮作用加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更强的去污能力，能把衣物清洗得更干净，加酶洗衣粉中的酶是经过酶工程改造的产品，比一般酶稳定性强含酶牙膏可以分解细菌，使我们牙齿亮洁，口气清新作用多酶片含有消化酶，从而促进消化利用脂肪酶处理油脂，制造生物柴油青霉素酰化酶能将易形成抗药性的青霉素改造成杀菌力更强的氨苄青霉素胰蛋白酶可用于促进伤口愈合和溶解血凝块，以及去除坏死组织，抑制污染微生物的繁殖总结自然界中的酶并不完全适于生活与生产中应用，科学家利用酶工程技术对酶进行改造，使之符合人们的要求2酶为我们的生活添姿彩，创造我们的“酶”好生活【探究-实践】
比较过氧化氢不同条件下的分解
目的要求
通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用
实验原理
过氧化氢酶可以催化H2O2分解为水和氧气，过氧化氢酶在不同温度下的催化效率不同，FeCl3溶液中的Fe3+也对过氧化氢具有催化作用，但催化效率会低很多
材料用具
质量分数为20%的过氧化氢酶溶液
量筒，试管，滴管，试管架，卫生香，火柴，酒精灯，试管夹，大烧杯，三脚架，石棉网，温度计
新配置的体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为3.5%的FeCl3的溶液
比较过氧化氢不同条件下的分解
【探究-实践】 比较过氧化氢不同条件下的分解
方法步骤
1.取4支洁净的试管，分别编上序号1,2,3,4,向各试管内分别加入2ml过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。
2.将2号试管放在90℃左右的水浴中加热，观察气泡冒出的情况，并与1号试管作比较。
3.向3号试管内滴入2滴FeCl3溶液，向4号试管内滴入两滴过氧化氢酶溶液，仔细观察，并记录实验结果。
4.立即将点燃的卫生香分别放入3号和4号试管内液面的上方，仔细观察，并记录实验结果。
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
步骤 1 2 3 4 结论
3%的H2O2溶液 2ml 2ml 2ml 2ml
水浴 90℃ 3.5%FeCl3溶液 2滴 20%的过氧化氢酶溶液 2滴 点燃的卫生香 现象 90℃
H2O2酶
FeCl3
【分析现象】
1. 1号试管与2号相比，现象说明了什么？
3. 3、4号试管有大量气泡产生，说明了什么？
4. 3号试管和4号试管相比，这说明了什么？为什么说酶对细胞反应至关重要？
加热能促进H2O2的分解,提高反应速率；
2.在细胞内，能够通过加热来提高反应速率吗？
不能；因为加热会杀死细胞。
Fe3+ 和过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率，有催化作用
说明酶的催化效率比无机催化剂高；酶使细胞内的化学反应在温和的条件下快速有序地进行。
(1)加酶→未加酶相比，说明酶具有 作用。
(2)加酶→加无极催化剂相比：
共同点都是：
不同点是与无机催化剂相比，酶的催化效率：
更高
加快反应速率，缩短反应时间，不改变反应平衡点
催化
步骤 试管编号
1 2 3 4
结 论 2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃ 热水浴
FeCl3
肝脏研磨液
不明显
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
H2O2在不同条件下的分解速率不一样
在过氧化氢酶的作用下分解速率最快
反应条件
自变量
因变量
无关变量
变量
H2O2 浓度
剂 量
气 泡
卫 生 香
对照组
实验组
对照实验
实验设计的基本原则：
对照性原则；单一变量原则
等量性原则；科学性原则
【分析现象，总结结论】
酶到底是什么物质呢？
【酶本质的探索】
19世纪，酿酒行业在欧洲经济占着重要地位。但是，酿出的葡萄酒经常莫名其妙的变酸，受到这一困扰，科学界非常重视对发酵过程的研究。
当时人们已经知道，酿酒就是让糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳
1857年，法国微生物学家巴斯德通过显微镜观察，提出酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所至，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。
巴斯德在显微镜下观察到酵母细胞
VS
巴斯德（法国微生物家）：发酵过程并非与生命活动无关，需酵母活细胞的参与才能进行
李比希（德国化学家）：坚持认为引起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。
【不同的声音】
有人结束了这一争论！！！
德国化学家毕希纳，他把酵母细胞放在石英砂中用力研磨，加水搅拌，在进行加压过滤，得到不含酵母菌细胞的提取液，在这些汁液中加入葡萄糖，一段时间后就冒出气泡，糖液居然变成了酒。这一结果与糖液中含有活酵母菌细胞是一样的。他将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶。
毕希纳虽然从细胞中获得了含有酶的提取液，但提取液中含有其他物质，无法对酶直接进行鉴定。有些科学家推测酶是蛋白质，并试图将酶从提取液中分离出来，得到纯酶，但由于技术上的困难都未成功。因此酶究竟是什么物质，仍然是未解之谜。
美国科学家萨姆纳认为酶是蛋白质。1917年，他得知刀豆种子中脲酶的含量相当高，他决定从刀豆种子中提取纯酶，经过一次又一次的失败，在一天清晨惊喜发现，再用丙酮作溶剂的提取液中出现了结晶，这说明提取物达到了一定的纯度，这种结晶溶于水后能够催化尿素分解成氨和二氧化碳。然后他又用多种方法证明脲酶是蛋白质。
刀豆种子
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
与酵母活细胞有关
细胞中的某些物质
巴斯德
李比希
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，该物质称为酿酶
毕希纳
脲酶是蛋白质
萨姆纳
少数RNA也具有生物催化功能
切赫、奥特曼
总结：
酶大多数是蛋白质，也有少量RNA酶

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