第1節 降低化學反應活化能的酶
在學習酶的特性時,學生對于酶已經有了一定的認識基礎了,在這個基礎上讓學生判斷酶作為生物催化劑催化化學反應時應具備哪些特點。這里需要提醒學生的是,絕大多數的酶是蛋白質,從蛋白質的特性上去思考酶的特性。通過前面的實驗,學生已經對酶的催化效率有了感性認識,讓學生接著思考酶催化反應是否應在其分子結構上有特定的活性部位,而這個活性部位恰恰就是酶具有專一性的原因。酶與底物之間具有鎖匙關系,一種酶只能催化一種或一類化學反應,這種高度的專一性保證了生命活動有條不紊地進行。
在學習影響酶活性的條件時,教師要重視教材上提供的探究活動,要讓學生親自獲得酶的活性受到溫度和酸堿度影響的實驗證據,還可以通過定量化的探究實驗認識酶活性的范圍,當然,這是較高層次的要求。
四、答案和提示
(一)問題探討
1.這個實驗要解決的問題是:鳥類的胃是否只有物理性消化,沒有化學性消化?
2.是胃內的化學物質將肉塊分解了。
3.提示:收集胃內的化學物質,看看這些物質在體外是否也能將肉塊分解。
(二)實驗
1.2號試管放出的氣泡多。這一現象說明加熱能促進過氧化氫的分解,提高反應速率。
2.不能。
3.說明fecl3中的fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。
4.4號試管的反應速率比3號試管快得多。說明過氧化氫酶比fe3+的催化效率高得多。細胞內每時每刻都在進行著成千上萬種化學反應,這些化學反應需要在常溫、常壓下高效率地進行,只有酶能夠滿足這樣的要求,所以說酶對于細胞內化學反應的順利進行至關重要。
(三)資料分析
1.巴斯德認為發酵與活細胞有關是合理的,但是認為發酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質在起作用是不正確的;李比希認為引起發酵的是細胞中的某些物質是合理的,但是認為這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發揮作用是不正確的。
2.提示:巴斯德是微生物學家,特別強調生物體或細胞的作用;李比希是化學家,傾向于從化學的角度考慮問題。他們的爭論促使后人把對酶的研究的目標集中在他們爭論的焦點上,使科學研究更加有的放矢。
3.畢希納的實驗說明,酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎后繼續起催化作用,就像在活酵母細胞中一樣。
4.薩姆納歷時9年用正確的科學方法,堅持不懈、百折不撓的科學精神,將酶提純出來。成功屬于不畏艱苦的人。
(四)旁欄思考題
絕大多數酶是蛋白質,強酸、強堿、高溫等劇烈條件都會影響到蛋白質的結構,所以酶比較“嬌氣”。
(五)第一小節練習
基礎題
1.巴斯德:發酵與活細胞有關,發酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質在起作用。
李比希:引起發酵的是細胞中的某些物質,但是這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發揮作用。
畢希納:酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎后繼續起催化作用,就像在活酵母細胞中一樣。
薩姆納:酶是蛋白質。
2.提示:(1)細胞內每時每刻都在進行著成千上萬種化學反應,這些化學反應需要高效率地進行,酶的催化效率比無機催化劑高得多。
(2)細胞內的化學反應需要在常溫、常壓、酸堿度適中等溫和條件下進行,無機催化劑常常需要輔助以高溫、高壓、強酸、強堿等劇烈條件才能有較高的催化效率。