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(共22张PPT)
1、酶在细胞代谢中的作用
2、探索·实践：比较H2O2不同条件下的分解
3、科学方法：控制变量、设计对照实验
4、思考·讨论：关于酶本质的探索
第5章 细胞的能量供应和利用
第1节 降低化学反应活化能的酶
第1课时 酶的作用和本质
叶绿体
线粒体
绿色植物光合作用的场所
有氧呼吸的主要场所
细胞内每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
细胞代谢离不开酶。
2H2O2
2H2O + O2↑
1、过氧化氢在体外分解需要什么条件？
资料：细胞代谢是细胞生命活动的基础，但代谢也会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢，体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发（包括头发）变白 ，会加速人体衰老。
加热 加催化剂（如Fecl3)
2、细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？
一、酶在细胞代谢中的作用
①常温②加热③Fe3+
④过氧化氢酶
1.实验原理
①新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（含有过氧化氢酶）
②新配制的体积分数为3%的H2O2溶液
③质量分数为3.5%的FeCl3溶液
2 H2O2 2 H2O + O2
2.实验目的
通过比较H2O2过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用
3.材料用具
探究实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
观察单位时间内产生气泡的多少
观察带火星的卫生香的复燃情况
b.用具：
a.材料：
各种用具如：量筒、试管、滴管、酒精灯、卫生香等等。
1.本实验为什么要用新鲜的肝脏？
2.实验为什么把肝脏制备成研磨液？
如果不是新鲜的肝脏，肝脏中的过氧化氢会被腐生菌分解而减少。
增大酶与过氧化氢溶液的接触面积，加快分解速率。
步骤 试管编号
1 2 3 4
一 H2O2 浓度 3% 3% 3% 3%
剂量 2ml 2ml 2ml 2ml
二 反应条件 常温 90℃ FeCl3 新鲜肝脏研磨液
剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴
结果 气泡产生
卫生香燃烧
结论
不明显
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
1.高温可以加快过氧化氢分解。
4.实验过程和现象
点
2.FeCl3能催化过氧化氢分解。
3.H2O2酶能催化过氧化氢分解。
4.H2O2酶的催化效率比FeCl3高。
观察教材P77图片，描述各支试管的实验现象。
3.探究·实践
5. 实验结论
比较过氧化氢在不同条件下的分解
加热、FeCl3溶液中的Fe3+以及新鲜肝脏研磨液中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解。
与无机催化剂Fe3+相比，过氧化氢酶的催化效率更高。
注意：过氧化氢溶液最好现用现配，因为过氧化氢在常温下会分解。
2. 在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？
1.与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？
加热能促进H2O2的分解,提高反应速率。
不能。温度过高会造成生物的细胞死亡。
3. 3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？
FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。
4. 3号试管与4号试管相比，哪支试管中反应速率快？这说明什么？
4号试管。过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多。
讨论：小组讨论以下问题，时间3min。（p77）
5. 实验过程中，滴加肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能否共用一个滴管？
6. 2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多,为什么？
不能,少量酶混FeCl3溶液中会干扰实验结果的准确性,导致得出错误的结论。
一样多，每支试管H2O2 溶液的体积和浓度都相同。
6.科学方法——控制变量和设计对照实验（P78）
变量：实验过程中的变化因素
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：自变量之外的其他一些会对实验结果造成影响的可变因素
（1）控制变量
温度（加热）、催化剂（FeCl 溶液、肝脏研磨液）
H2O2分解速率
H2O2浓度和体积、反应时间、肝脏的新鲜程度等
注意：自变量可控制、因变量比较好检测，并尽量避免无关变量对实验的干扰（通过将无关变量设置成“相同且适宜”来排除无关变量对实验的干扰。
请阅读教材P78科学方法“控制变量和设计对照实验”
思考：一个严谨的实验该如何来设计？有哪些因素是我们必须要考虑的？
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。一般设置对照组和实验组。
②对照实验的类型：空白对照、自身对照、相互对照、条件对照
（2）对照实验
对照组
实验组
对照原则：在实验中，一般需要设置对照组。通过设置对照组，既能排除无关变量对实验结果的影响，又能增加实验结果的可信度和说服力。
单一变量原则：实验组和对照组只能有自变量这一种处理因素不同，其他可能对实验结果造成影响的无关变量在实验组和对照组中应完全相同，且处于最适宜的状态。
平行重复原则：在同样条件下多次重复实验，以消除偶然误差。
科学性原则：实验方案严谨，选材合适，实验步骤科学规范。
（3）实验设计的一般原则
例题、为验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关，
现完成下列实验步骤：
①取生理状况相同的该大豆幼苗若干，随机分成A、B两组。A为对照组，B为实验组，分别置于等量完全培养液中培养。
②用喷壶将适量蒸馏水和等量适宜浓度的赤霉素溶液喷洒在A、B两组幼苗上。
两组苗置于相同且适宜的温度和光照等条件下培养，一段时间后，测定并计算两组植株的平均高度。
请找出该实验的自变量、因变量、无关变量
2
分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。
各条件使反应加快的本质：
加热：
Fe3+ ：
酶 ：
提高分子的能量
降低化学反应的活化能
更显著地降低化学反应
的活化能
1.酶催化的机理
加热：
为反应物分子提供能量(活化能），使其达到活跃状态
Fe3+：
降低化学反应的活化能
酶：
更显著地降低化学反应的活化能（作用机理）
想一想：如何表示？
无催化剂曲线：______
酶促反应曲线：______
无酶促反应所需活化能：______
酶促反应所需活化能： ______
酶降低的活化能： ______
曲线B
曲线A
E2
E3—E2
E3
2.曲线解读--活化能：
19世纪以前，人们还不知道酶为何物。19世纪以后，随着酿酒中发酵过程的深入研究，科学家才揭开酶的“面纱”。
二、酶的本质
引起发酵的是细胞中的某种物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用
巴斯德之前
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德（微生物学家）
发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用
毕希纳
酵母细胞中的某物质能在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样
萨姆纳
证明脲酶是蛋白质
李比希（化学家）
切赫、奥特曼
少数RNA也具有生物催化功能
酶的本质
假如你是切赫或奥尔特曼，请你给酶下一个完整的定义。
酶的定义？（P81）
催化作用
酶是 产生的具有 的 ，其中绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA。
活细胞
有机物
化学本质 绝大多数是________
少数是_____
合成原料
合成场所
来源
生理功能
作用原理
蛋白质
RNA
氨基酸
核糖核苷酸
核糖体
细胞核
活细胞
生物催化作用
降低化学反应的活化能
酶与一般无机催化剂的共同点
（1）改变化学反应速率，反应前后本身不被消耗
（2）降低活化能，使反应速率加快
（3）缩短达到平衡的时间，但不改变化学
反应方向和平衡点
------------------
------------------
B
A
有催化剂
无催化剂
课堂小结
酶
催化功能
活细胞
蛋白质、RNA
降低化学反应的活化能
来源
原理
本质
功能
蛋白质
酶
A
蛋白质
酶
C
蛋白质
酶
B
考考你
蛋白质与酶的关系，哪个正确？
√
RNA
考考你
4、右图曲线表示在无酶催化条件
和有酶催化条件下某化学反应的能
量变化过程，请回答：
(1)没有酶催化的反应曲线是___。
(2)有酶催化的反应曲线是_____。
(3)AC段的含义是______________________________________。
(4)BC段的含义是______________________________________。
(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将______移动。
常态
活跃状态
活化能：分子从常态转变为活跃状态所需要的能量
②
①
在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能
酶降低的活化能
向上
一、概念检测
1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是（ ）
A.酶不能脱离生物体起作用 B.酶只有释放到细胞外才起作用
C.所有的酶都是蛋白质 D.酶是具有催化作用的有机物
2.酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特点是（ ）
A.能为反应物提供能量 B.能降低化学反应的活化能
C.能在温和条件下催化化学反应 D.催化化学反应更高效
D
D
3.给你一份某种酶的结晶，你能设计实验检测它是不是蛋白质吗 请简略写出实验步骤。想一想，在萨姆纳之前，为什么很难鉴定酶的本质
可用第2章中学过的检测蛋白质的方法。在萨姆纳之前,之所以很难鉴定酶的本质,主要是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。

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