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第一节 降低化学反应活化能的酶
（第一课时）
第五章 细胞的能量供应和利用
1. 说明酶在细胞代谢中的作用及酶的本质和特性。
2. 阐明绝大多数酶的化学本质是蛋白质的事实,认同科学是在不
断地探索和争论中前进的。
3. 学会控制自变量,观察和检测因变量,以及尝试设置对照组和
重复实验。
学习目标
重点及难点
1.酶的作用、本质和特性。
2.控制变量的科学方法。
问题探讨
1773年，意大利科学家斯帕兰札尼（L. Spallanzani，1729—1799）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。
思考与讨论
1．为什么要将肉块放在金属笼内？
2．是什么物质使肉块消失了？
3．怎样才能证明你的推测？
便于取出肉块、排除物理性消化干扰
是胃内的化学物质将肉块分解了
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了
一、酶在细胞代谢中的作用
细胞的生活需要物质和能量。能量的释放、储存和利用，都必须通过化学反应来实现。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢离不开酶。
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。然而这种物质是什么，他始终未能得出结论。后来，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。1835年，德国科学家施旺通过实验发现，胃腺分泌物中有一种物质，将它与盐酸混合后，对肉类的分解能力远远大于盐酸的单独作用，这种物质就是胃蛋白酶。
一、酶在细胞代谢中的作用
探究·实践
比较过氧化氢在不同条件下的分解
新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。
目的要求通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。
一、酶在细胞代谢中的作用
材料：新鲜的质量分数为20%的肝脏（如猪肝、鸡肝）研磨液
质量分数为3.5%的FeCl3溶液
新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液
用具：量筒，试管，滴管，试管架，卫生香，火柴，酒精灯，
试管夹，大烧杯，三脚架，石棉网，温度计
一、酶在细胞代谢中的作用
实验步骤
1．取4支洁净的试管，分别编上序号1、2、3、4，向各试管内分别加入2 mL过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。
2．将2号试管放在90 ℃左右的水浴中加热，观察气泡冒出的情况，并与1号试管作比较。
3．向3号试管内滴入2 滴FeCl3溶液，向4号试管内滴入2滴肝脏研磨液，仔细观察，并记录实验结果。
4．立即将点燃的卫生香分别放入3号和4号试管内液面的上方，仔细观察，并记录实验结果。
一、酶在细胞代谢中的作用
思考与讨论
1．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．在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？
3．3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产
生，这说明什么？
4．3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反
应速率快？这说明什么？为什么说酶对于
细胞内化学反应的顺利进行至关重要？
一、酶在细胞代谢中的作用
结论
加热使过氧化氢分子得到能量
活化能
加热能促进H2O2的分解，提高反应速率
细胞的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，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。
一、酶在细胞代谢中的作用
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称为活化能。
一、酶在细胞代谢中的作用
各条件使反应加快的本质：
加热： 提高分子的能量
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
正是由于酶的催化作用，细胞代谢能在
温和条件下快速进行。
与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高
酶具有高效性
二、控制变量和设计对照实验
实验中变量的控制
变量:实验过程中的变化因素称为变量。
自变量:在实验过程中人为控制的对实验对象进行处理的因素。
如上述实验中加热、FeCl3溶液、肝脏研磨液。
因变量:随着自变量的改变而变化的变量。如上述实验中H2O2分解速率。
无关变量:除自变量外,实验过程中可能还会存在一些对实验结果造成影响的可变因素,叫作无关变量。
如反应物的浓度、反应时间、试剂的用量、实验室温度等。
二、控制变量和设计对照实验
实验设计基本原则：
（1）对照原则
（2）单一变量原则
三、酶的本质
探索
巴斯德之前
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德
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
李比希
引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用
三、酶的本质
探索
酵母细胞中的某些物质能够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
毕希纳
萨姆纳
酶是蛋白质
切赫、奥特曼
少数RNA也具有生物催化功能
绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶是RNA。
三、酶的本质
讨论
1．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？
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．从毕希纳的实验可以得出什么结论？
4．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？
5．请给酶下一个比较完整的定义。
小结
小试牛刀
1．下列“关于比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的叙述,错误的是(　　)
A.加热能提高过氧化氢的分解速率,但不能降低活化能
B.该实验中加肝脏研磨液和FeCl3的两组可构成对比实验
C.若所用肝脏不新鲜,等量过氧化氢彻底分解所得氧气将减少
D.该实验能得出过氧化氢酶具有催化作用以及高效性的结论
C
小试牛刀
2 下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是（ ）
A．空白对照实验可分为对照组和实验组
B．自变量要始终保持相同
C．无关变量要始终相同且适宜
D．要遵循单因子变量原则
B
小试牛刀
3. 胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是 ( )
A.pH不适合
B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了
C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用
D.小肠中没有蛋白质可被消化
A
小试牛刀
4 当某种RNA存在时，生物体内的某种化学反应能正常进行；当这种RNA被有关的酶水解后，此种化学反应立即减慢。由此可以说明 (　　)
A．RNA是核酸的一种
B．RNA有时也可称为遗传物质
C．RNA主要存在于细胞质中
D．RNA也可作为生物催化剂
D
小试牛刀
5 在下图所示的实验中,属于自变量的是(　　)
A.试管中的过氧化氢溶液的量
B.过氧化氢分解的速率
C.气泡产生的速率
D.催化剂的种类
D
小试牛刀
6 下列有关酶的叙述正确的是 (　　)
①是有分泌功能的细胞产生的　②有的从食物中获得，有的在体内转化而来　
③凡是活细胞，一般都能产生酶　④酶都是蛋白质　
⑤有的酶不是蛋白质　⑥酶在代谢中有多种功能　
⑦在新陈代谢和生长发育中起调控作用　⑧酶只是起催化作用
A．①②⑤　　　　　　 B．①⑤⑧
C．③⑤⑧ D．①③⑤
C
共享生命
敬重生命
探 究
生 命

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