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(共25张PPT)
降低化学反应的活化能
——第一课时
第五章第一节
酶的作用和本质
学习目标
任务
1
2
3
探究酶的作用
学习设计对照实验
探索酶的本质
一 酶的本质
疑问：酶到底是什么物质？
我国早在4000多年前的夏禹时代，就掌握了酿酒技术。
1716年《康熙字典》收录了“酶”字，并将“酶”解释为“酒母也”。
“酒母”就是现在所说的酵母。
活动一：阅读P79的资料，请找到以下学者关于酶发现的
核心内容（主要观点）
一 酶的本质
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？
毕希纳是如何终结上述争论的？他的实验结论是什么？
酶的化学本质只为蛋白质吗？
萨姆纳成功揭示脲酶的化学本质靠的是什么样的精神？
巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？
毕希纳是如何终结上述争论的？他的实验结论是什么？
酶的化学本质只为蛋白质吗？
萨姆纳成功揭示脲酶的化学本质靠的是什么样的精神？
一 酶的本质
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德
李比希
毕希纳
萨姆纳
其他科学家
切赫和奥尔特曼
发酵与死细胞中的物质有关
发酵与活细胞有关
死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵
脲酶是蛋白质
胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质
少数酶是RNA
切赫
奥特曼
巴斯德：发酵的过程并非与生命活动无关，需要酵母活细胞的参与才能进行。
李比希：引起发酵的是细胞中的某些化学物质，但这些物质只有在酵母细胞裂解死亡后才能发挥作用
1907年他为此获得了诺贝尔化学奖
1946年获得诺贝尔化学奖
一 酶的本质
1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极的意义？各有什么局限性？
1.巴斯德认为发酵与活细胞有关，是合理的；
认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用，是不正确的。
毕希纳认为引起发酵的是细胞中的某些物质，是合理的；
认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解才能发挥作用，是不正确的。
思考 讨论：
2.在科学发展过程中出现争论是正常的。巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么？这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？
3.萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他取得成功靠的是什么样的精神品质？
2.巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。
3.萨姆纳历时9年，用正确的科学方法，坚持不懈、百折不饶的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。
二 酶在细胞代谢中的作用
1
2
3
斯帕兰札尼的实验说明，食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某种物质
科学家发现胃液中含有大量的盐酸，于是推测盐酸是使食物分解的物质。
德国科学家施旺通过实验发现，胃腺分泌物中有一种物质，这种物质就是胃蛋白酶
意义：细胞　　　　　的基础
概念：细胞内各种 的总称
场所： 内
细胞　
化学反应　
生命活动　
细胞代谢
条件：需要酶的催化
细胞代谢中心（场所）：
细胞核
细胞代谢控制中心：
细胞质基质
细胞中每时每刻都在进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
常见有机化学反应的条件
高温
高压
强酸
强碱
剧烈
细胞内外的环境
常温
常压
水溶液环境
pH接近中性
温和
思考.在细胞较为温和的环境中，各种细胞代谢如何高效有序的进行呢？
酶
思考.那么细胞代谢与我们常见的化学反应需要的条件一样吗？
生物催化剂
工业上利用过氧化氢制氧气：
Fecl3
双氧水消毒伤口
伤口处有H2O2酶与H2O2接触，快速产生氧气。
H2O2
过氧化氢酶
H2O2
H2O + O2
H2O + O2
无机催化剂
？过氧化氢在不同条件下分解速度相同吗？
加热
设计实验探究过氧化氢在不同条件下的分解情况。
活动二：比较H2O2在不同条件下的分解实验
H2O2溶液、过氧化氢酶、Fecl3溶液、烧杯、酒精灯、试管，卫生香等。
3.除了反应条件外，其他因素（如H2O2 的量）对实验结果有影响吗？
1.该实验的自变量是？
2.该实验的因变量是？
分解情况的检测指标是？
4.该实验分几组？
√
√
√
实验中人为控制的对实验对象进行处理的因素（是实验目的研究的那个变量）
因自变量改变化而变化的量
除自变量之外的其他一切对实验结果造成影响的可变因素
实验材料：
实验目的：
实验目的：
特别注意：
“新鲜的肝脏”
“研磨液”
——H2O2酶数量多、活性强
——增加H2O2酶与反应物的接触面
①取材、分组编号
②控制自变量，形成对照
③检测因变量
观察分析现象
试管编号 1 2 3 4
2 mL
2 mL
2 mL
2 mL
1.气泡冒出情况
2.卫生香复燃情况
无
90℃
水浴加热
2滴
3.5%FeCl3
2滴
20%肝脏
研磨液
3%的H2O2溶液
实验处理
（不同反应条件）
检测指标
活动二：比较H2O2在不同条件下的分解实验
6.该实验的对照组和实验组是？
实验步骤：
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叫对照实验，可分为实验组和对照组
经实验因素处理的人为改变条件的组。
实验组：
对照组：
未经实验因素处理的组。
实验结果未知
实验结果已知
科学方法
控制变量和设计对照实验
对照实验
对照组
实验组
试管编号 1 2 3 4
3%的H2O2溶液
实验处理 （不同反应条件）
检测指标 2 mL
2 mL
2 mL
2 mL
1.气泡冒出情况
2.卫生香复燃情况
无
90℃
水浴加热
2滴
3.5%FeCl3
2滴
20%肝脏
研磨液
给对照组施以某种实验因素处理，但不是所要研究的实验因素。
设计原则
1）对照性原则：通过设置对照，排除无关变量的影响，以验证实验目的。
条件对照
空白对照
空白对照指不做任何实验的对照组或不给对照组以任何处理因素。
1.有人设计实验探究有机肥是否能提高土壤肥力并优于化肥。实验分为两组，一组农田施有机肥，一组农田施化肥。该实验设计缺__________________________________________。
既不施用有机肥也不施用化肥的对照田
科学方法
控制变量和设计对照实验
相互对照
几个实验组相互对比，其中每一组既是实验组也是其他角度的对照组。
如，“验证植物根对矿质离子有选择性吸收的特点”
实验结果：番茄吸收钙多，吸收硅少，而水稻与之相反。
初始浓度
0 Mg2＋ Ca2+ Si4+ 离子
培养液中的离子浓度
水稻
番茄
自身对照
实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。
自身对照指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不另设对照。自身对照方法简便，关键是看清实验处理前后现象变化的差异。
第一次对照：质壁分离状态与自然状态形成对照；
第二次对照：复原后状态与质壁分离状态形成对照
1号
2号
实验实验（现象）结果：
思考 讨论
⑴ 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？
单位时间内，2号试管放出的气泡多。
这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率
⑵ 在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？
不能
⑶ 3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？
这说明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
探究.实践 比较过氧化氢在不同条件下的分解
3
4
2滴FeCl3
无机催化剂
2滴猪肝研磨液
过氧化氢酶
1
2
不处理
（常态）
水浴加热90℃
⑷3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号试管的反应速率快；说明过氧化氢比Fe3+的催化效率高得多。
6.实验结论：
酶同无机催化剂一样，具有加快化学反应速率的作用，因此酶具有催化作用
探究.实践 比较过氧化氢在不同条件下的分解
细胞内化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要
质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液 1滴 质量分数为3.5%的氯化铁溶液 1滴
过氧化氢酶 相对数量 1 Fe3+ 相对数量 25万
3
4
2滴FeCl3
无机催化剂
2滴猪肝研磨液
过氧化氢酶
（5）为什么说酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要？
二 酶在细胞代谢中的作用
活化能
活跃状态分子的平均能量
常态分子的平均能量
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
常态
活跃状态
终态
二 酶在细胞代谢中的作用
酶的作用
是一种生物催化剂，能显著降低化学反应所需要的活化能
活化能
活化能
活化能
加热
Fe3+
酶
反 应 过 程
常温下H2O2分子不活跃，分子从常态到转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
跟一般催化剂相同，化学反应前后，酶的化学性质和数量保持不变。
二 酶在细胞代谢中的作用
b
a
c
d
反应过程
能量
初态
（反应物）
终态
（产物）
活跃状态
①
②
③
ac____________________________________。
②
①
酶降低的活化能
没有催化剂条件下，
反应所需要的活化能
没有催化剂
无机催化剂
③
酶
ab 。
酶催化时所需的活化能
bc 。
时间
O2量
未加催化剂
加无机催化剂Fe 3+
加过氧化氢酶
二 酶在细胞代谢中的作用
三条曲线最高点相同，说明什么问题？
平衡点
酶不改变最终生成物的量
只是改变反应速率
（不改变化学反应平衡）
任务一：下图表示在未加催化剂条件下的曲线，请在该曲线的基础上绘制出加无机催化剂Fecl3和加酶的曲线。
一个实验中只能有一个自变量，除了自变量之外其他变量即无关变量均要相同
2）单一变量原则：
3）随机性原则：
4）平行重复原则：
多次实验，取平均值，用以减少误差和偶然性
5）科学性原则：
不能出现科学性错误
被研究的样本是从总体中任意抽取的
设计原则
科学方法
控制变量和设计对照实验
1）对照性原则：通过设置对照，排除无关变量的影响，以验证实验目的。
二 酶的本质
综合本节所学，能不能给酶下一个比较完整的定义？
酶是__________产生的具有___________的_________
活细胞
催化作用
有机物
化学本质
酶的来源
酶的作用
原料？
一般说来，活细胞都能产生酶
酶只起催化作用，无调节功能
酶在反应中不被消耗，可利用多次，但时间过长，催化能力降低甚至丧失
其中绝大多数酶是__________，少数酶是________。
蛋白质
RNA

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