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(共33张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第1课时 酶的作用和本质
第1节 降低化学反应活化能的酶
核心素养
认同细胞代谢离不开酶。(生命观念)
01
通过分析综合，归纳概括酶的本质。(科学思维)
02
学会设计对照实验，证明酶的作用。(科学探究)
03
1783年，意大利科学家斯帕兰札尼设计了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间他把小笼子取出来发现笼内的肉块消失了。
1．为什么要将肉块放在金属笼内？
2．是什么物质让肉块消失了？
3．怎样才能证明你的推测？
排除物理性消化
消化道内的化学物质将肉块分解了
收集消化道内的化学物质，看看这些化学物质在体外是否也能将肉块分解
问题探讨
1
酶的本质
请阅读教材P79-80“关于酶本质的探索”，同桌之间思考并讨论（1）巴斯德、李毕希、毕希纳、萨姆纳、切赫和奥尔特曼的观点各是什么？
（2）酶的本质是？
“仪狄始作，酒醪，变五味，少康（一作杜康）作秣酒。”
——《世本八种》
酶，酒母也——《康熙字典》
1
酶的本质
19世纪：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。
发酵是由酵母菌细胞的存在所致，需要活细胞的参与
引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用
酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起到催化作用，就像在活酵母细胞中一样。
巴斯德
李比希
毕希纳
1
酶的本质
萨姆纳：从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是蛋白质
发现少数RNA也具有催化功能
萨姆纳之后
科学家们获得胃蛋白酶，胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证明这些酶的化学本质是蛋白质。
切赫、奥尔特曼
结论：酶绝大多数是蛋白质，只有少部分是RNA
酶是活细胞产生的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。
酶的来源
酶的化学本质
1
酶的本质
2
酶在细胞代谢中的作用
1
2H2O2→2H2O＋O2
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
细胞代谢会产生对细胞有害的物质，如H2O2等，细胞依靠过氧化氢酶能快速将过氧化氢分解。
2
酶在细胞代谢中的作用
2
2
酶在细胞代谢中的作用
（1）实验原理：
（2）实验材料：
3%的H2O2溶液；
3.5%的FeCl3溶液；
新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（含过氧化氢酶）。
Fe3+
/过氧化氢酶
H2O2 H2O + O2
加热/
气泡量
衡量反应速率的指标：
常温/
3
比较过氧化氢在不同条件下的分解
试管编号 1 2 3 4
第一步 H2O2浓度 3% 3% 3% 3%
剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
第二步 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3溶液 肝脏研磨液
剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴
结果 气泡产生
卫生香复燃情况
3
比较过氧化氢在不同条件下的分解
（3）
实
验
步
骤
与
结
果
3号
4号
1号
2号
不明显
少量
较多
大量
3
比较过氧化氢在不同条件下的分解
（3）
实
验
步
骤
与
结
果
3号
4号
变亮
复燃
3
比较过氧化氢在不同条件下的分解
（4）实验讨论：
与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？
2号试管比1号试管放出的气泡多。说明加热能促进过氧化氢的分解。
1
2
3
4
3
4
3
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验结论
2号与1号相比
3号与1号相比
4号与1号相比
3号与4号相比
加热能提高H2O2分解的速率
Fe3+能提高H2O2分解的速率
过氧化氢酶能提高H2O2分解的速率
过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高
（4）实验讨论：
3
比较过氧化氢在不同条件下的分解
试管编号 1 2 3 4
第一步 H2O2浓度 3% 3% 3% 3%
剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
第二步 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3溶液 肝脏研磨液
剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴
结果 气泡产生 几乎无 少量 较多 大量
卫生香复燃情况 不复燃 不复燃 变亮 复燃
实验结论
3
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样
过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快
3
比较过氧化氢在不同条件下的分解
常态
终态
活跃状态
活化能
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。
3
比较过氧化氢在不同条件下的分解
3
3
比较过氧化氢在不同条件下的分解
各条件使反应加快的本质：
加热：
Fe3+ ：
过氧化氢酶：
为过氧化氢分子提供能量
降低化学反应的活化能
更显著地降低化学反应的活化能
3
比较过氧化氢在不同条件下的分解
3
酶的作用：
酶的作用本质：
催化
降低化学反应的活化能
3
比较过氧化氢在不同条件下的分解
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。
酶的来源
酶的功能
酶的化学本质
酶 的 概 念
3
控制变量和设计对照实验
1
请阅读教材P78“控制变量和设计对照实验”，同桌之间思考并讨论：
（1）什么是自变量、因变量、无关变量、对照实验？
（2）设置对照组的意义？
试管编号 1 2 3 4
第一步 H2O2浓度 3% 3% 3% 3%
剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
第二步 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3溶液 肝脏研磨液
剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴
结果 气泡产生 几乎无 少量 较多 大量
卫生香复燃情况 不复燃 不复燃 变亮 复燃
实验结论 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快
4
变量
控制变量和设计对照实验
变量：
实验过程中的变化因素
试管编号 1 2 3 4
第一步 H2O2浓度 3% 3% 3% 3%
剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
第二步 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3溶液 肝脏研磨液
剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴
结果 气泡产生 几乎无 少量 较多 大量
卫生香复燃情况 不复燃 不复燃 变亮 复燃
实验结论 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快
自变量
因变量
4
变量
无关变量
相同 适宜
自变量：
人为控制的对实验对象进行处理的因素
因变量：
因自变量改变而变化的变量
无关
变量：
除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素
4
控制变量和设计对照实验
4
控制变量和设计对照实验
试管编号 1 2 3 4
第一步 H2O2浓度 3% 3% 3% 3%
剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
第二步 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3溶液 肝脏研磨液
剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴
结果 气泡产生 几乎无 少量 较多 大量
卫生香复燃情况 不复燃 不复燃 变亮 复燃
实验结论 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快
自变量
因变量
变量
无关变量
相同 适宜
对照组
对照实验
实验组
空白对照组
对照实验：
除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验；对照实验一般要设置对照组和实验组
4
控制变量和设计对照实验
试管编号 1 2 3 4
第一步 H2O2浓度 3% 3% 3% 3%
剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
第二步 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3溶液 肝脏研磨液
剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴
结果 气泡产生 几乎无 少量 较多 大量
卫生香复燃情况 不复燃 不复燃 变亮 复燃
实验结论 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快
自变量
因变量
变量
无关变量
相同 适宜
对照组
对照实验
实验组
空白对照组
设置对照组的意义：
排出无关变量对实验结果的影响
课堂总结
一、酶的本质
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
二、比较过氧化氢在不同条件下的分解
1.①实验原理 ②实验材料 ③实验步骤与结果
④实验讨论 ⑤科学方法：自变量、因变量、无关变量
2.酶的作用原理
①活化能的概念
②酶的作用：降低化学反应的活化能。
5
1. 酶具有极强的催化功能，其原因是 (　　)
A.增加了反应物之间的接触面 B.降低了反应所需的活化能
C.提高了反应所需的活化能 D.酶提供了使反应开始所必需的活化能
B
A
2. 关于酶的叙述中，正确的是(　　)
A.细胞代谢过程中需要酶的参与 B.酶都有消化作用
C.酶只有在生物体内才能起催化作用 D.酶都是在核糖体上合成的
课堂练习
6
3. 在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，对实验的处理如下表所示，下列有关叙述错误的是(　　)

A.在上表的实验处理中，研究的自变量只有温度
B.若要研究生物催化剂与无机催化剂的差别，可选用的实验组合是试管3和试管4
C.试管1、试管3组成对照实验，说明FeCl3能催化过氧化氢分解
D.试管1、试管4组成对照实验，说明肝脏研磨液中的过氧化氢酶有催化作用
A
6
课堂练习
6
谢谢

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