内容正文:
第5章 细胞的能量供应和利用
5.1.1 酶的作用和本质
一、教材P76问题探讨
1773年,意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验:将肉块放入小巧的金属笼内,然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后,他把小笼子取出来,发现笼内的肉块消失了。
讨论:
1.为什么要将肉块放在金属笼内?
答案: 为了解决鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学性消化这一问题。
2. 是什么物质使肉块消失了?
答案:是胃内的化学物质将肉块分解了。
3. 怎样才能证明你的推测?
答案:收集胃内的化学物质,看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。
二、酶在细胞代谢中的作用
1.细胞代谢
(1)概念:细胞中(场所)各种化学反应的总称(实质)。
(2)意义:细胞生命活动的基础。
细胞在代谢过程中会产生一些有害物质,如H2O2。幸好细胞中含有一种物质,能将H2O2及时分解,变成O2和H2O,这种物质就是H2O2酶。
2.(实验)比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)实验原理:2H2O22H2O+O2↑
H2O2在水浴加热、FeCl3溶液和肝脏研磨液中H2O2酶的作用下加速分解为H2O和O2。
(2)实验过程和现象:[填表]
试管
步骤
相同
处理
向4支试管中分别加入2 mLH2O2溶液
不同
处理
不处理
放在90℃左右的水浴中加热
滴入2滴FeCl3溶液
滴入2滴肝脏研磨液
现象
气泡
基本无
少
较多
很多
带火星卫生香
无复燃
有复燃
复燃性较强
复燃性很强
(3)实验结论:酶具有催化作用,同无机催化剂相比,催化的效率更高。
3.酶的作用原理
(1)活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
(2)作用机制:同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。
(3)结果:由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和条件下快速进行。
三、酶的本质
1.关于酶本质的探索历程[思考·讨论P79]
科学家
主要成就及观点
巴斯德之前
发酵是纯化学过程,与生命活动无关
巴斯德(法)
只有酵母细胞参与才能进行发酵
李比希(德)
酵母细胞裂解释放出某种物质才会引起发酵
毕希纳(德)
获得不含酵母细胞的提取液,但未能分离鉴定出酶
萨姆纳(美)
用丙酮提取出了刀豆种子中的脲酶,并证明了脲酶是蛋白质
切赫和奥特曼(美)
发现少数RNA也具有生物催化功能
2.酶的本质
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,少数是RNA。
1.下列关于酶的作用机理的说法正确的是( )
A.增加了与反应物的接触面
B.提高了反应物分子的活化能
C.降低了化学反应的活化能
D.明显增加了反应物分子的运动速率
2.下列物质中,能将过氧化氢酶水解的是( )
A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.过氧化氢
3.绝大多数酶的本质是蛋白质,其作用机理是酶的活性部位与底物结合后起催化作用,有的抑制剂与底物结构类似,能与酶活性部位结合,但不破坏酶活性部位。下图是某种酶活性部位的形成过程,下列相关说法正确的是( )
A.肽链折叠过程发生在核糖体中 B.酶活性部位具有特异识别功能
C.高温能使必需基团的肽键断裂 D.不破坏活性部位酶就能起作用
4.酶具有极强的催化功能,其原因是( )
A.降低了反应物所需的温度
B.增加了反应物之间的接触面
C.降低了反应的活化能
D.调节反应所需的pH
5.关于酶本质的探索,相关叙述错误的是( )
A.巴斯德证实了引起酒精发酵的是酵母菌所含的酶
B.科学家制取蛋白酶结晶,确立酶是蛋白质的概念
C.毕希纳从细胞中获得了含有酶的提取液
D.萨姆纳证明了脲酶是蛋白质
6.生物学的发展经过了漫长的探索过程,下列有关生物科学史的叙述,正确的是( )
A.德国植物学家施莱登和动物学家施旺首先发现细胞,并创建了细胞学说
B.欧文顿用多种化学物质对植物细胞的通透性进行实验,证明细胞膜由脂质组成
C.丹尼利和戴维森发现细胞的表面张力明显高于油—水界面的表面张力
D.切赫和奥尔特曼发现了少数RNA也具有生物催化功能
7.下列关于酶在生活中的应用,错误的是( )
A.含酶牙膏可分解细菌使得牙齿亮洁、口气清新
B.洗衣粉中的酶经过工程化处理后作用更加持久
C.溶菌酶和抗生素混合使用会降低抗菌治疗效果
D.使用果胶酶分解果肉细胞壁可提高果汁出汁率
8.现有两种淀粉酶A与B,同学甲为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性,设计实验如下:
实验材料:一定浓度的淀粉溶液、相同浓度的淀粉酶A和淀粉酶B溶液、水浴缸、温度计,分光光度计等。
实验过程:如表所示:
1
2