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(共27张PPT)
5.1降低化学反应活化能的酶
第一课时 酶的作用和本质
问题探讨
1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼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。
1.为什么要将肉块放在金属笼内？
便于取出实验材料(肉块)，排除物理消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学消化。
2.是什么物质使肉块消失了？
是胃内的化学物质将肉块分解了。
3.怎样才能证明你的推测？
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。
一、细胞代谢
细胞代谢
概念
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
作用
细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。
2H2O2
2H2O + O2↑
资料
提出问题:有哪些条件能加快H2O2的分解？
一、酶在细胞代谢中的作用
资料
资料1：药用过氧化氢溶液的说明书上关于过氧化氢的贮藏说明为“密闭、在荫凉处（温度不超过20℃）保存”。
资料2：过氧化氢在储运过程中有特殊的要求，严禁与FeCl3等金属化合物混存混运。
资料3：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。细胞中含有过氧化氢酶能够将过氧化氢及时分解，起到解毒的作用。
①加热
②无机催化剂
③过氧化氢酶
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验，观察并记录结果
表达与交流
科学探究的一般过程
分析结果,得出结论
过氧化氢在不同条件下分解速率一样吗？
过氧化氢在不同条件下分解速率不一样。
1. 实验材料用具有哪些？
2. 该实验的自变量是什么？因变量是什么？无关变量是什么？该如何控制单一变量？
3. 你们观察什么现象作为过氧化氢分解快慢的指标？
4. 你认为该实验应设计几组？本实验有无设置对照？什么是对照实验？
探究 实践
探究 实践
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验设计：
组别 对照组 实验组 1 2 3 4
过氧化氢 H2O2浓度 3% 3% 3% 3%
H2O2剂量 2mL 2mL 2mL 2mL
反应条件 常温 90℃ FeCl32滴 肝脏研磨液2滴
结果 产生气泡
卫生香燃烧情况
探究 实践
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验现象：
Fe3+做催化剂
过氧化氢酶
探究 实践
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验结果：
组别 对照组 实验组 1 2 3 4
过氧化氢 H2O2浓度 3% 3% 3% 3%
H2O2剂量 2mL 2mL 2mL 2mL
反应条件 常温 90℃ FeCl32滴 肝脏研磨液2滴
结果 产生气泡
卫生香燃烧情况
不明显
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
复燃，剧烈
复燃，不剧烈
一、酶在细胞代谢中的作用
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，也有大量的气泡产生，这说明什么？
④ 3号试管比4号试管相比，哪支试管中反应速率快, 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？
加热能促进过氧化氢分解，提高反应速率。
不能
Fe3+和过氧化氢酶也能加速过氧化氢的分解，提高反应速率。
过氧化氢酶比无机催化剂的催化效率更高。
细胞中每时每刻都在进行各种化学反应，这些化学反应需在常温常压下高效进行，只有酶能满足这种要求。
分析结果：
过氧化氢在不同条件下的分解速率不同，在过氧化氢酶的作用下分解速率最快。
实验结论：
探究 实践
比较过氧化氢在不同条件下的分解
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。
二、酶的作用机理
加热
Fe3+
酶
加热使过氧化氢分子得到了能量，从常态便会容易分解的活跃状态。
降低了过氧化氢分解的活化能
降低过氧化氢分解的活化能更显著，催化效率更高。
b
a
d
e
反应过程
能量
初态
（反应物）
终态
（产物）
活跃状态
①
②
③
ad段的含义？
ac段的含义？
ac>ab段，说明什么？
A.无催化剂
C.无机催化剂
B.酶
酶降低的活化能。
二、酶的作用机理
c
请说出每条曲线是在何种条件下进行的反应？
在没有催化剂条件下，反应所需要的活化能。
酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著，催化效率更高。
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。
三、酶的本质
19世纪时，科学家觉得发酵是纯化学反应，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
胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质
发酵与活细胞有关
发酵与死细胞中的物质有关
死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵
脲酶是蛋白质
切赫
奥尔特曼
少数酶是RNA
三、酶的本质
酶的本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
酶的定义：酶是______ 产生的具有_____作用的________，其中绝大
多数酶是________，少数是_______。
活细胞
催化
有机物
蛋白质
RNA
三、酶的定义
课堂小结
1．有关“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．加热降低了化学反应的活化能
B．该实验的自变量是温度、催化剂的种类
C．溶液的体积、试管的洁净程度为无关变量
D．与3号试管相比，4号试管中过氧化氢分解得更快，证明该酶具有高效性
【答案】A
2．下列有关酶的叙述正确的是 (　　)
A．有的酶从食物中获得，有的酶从体内转化而来
B．酶在代谢中有多种功能
C．酶只在细胞内发挥作用
D．酶是有机物
【答案】D
【解析】酶是由活细胞产生的，A错误；酶在代谢中具有催化作用，B错误；酶可以在细胞内或细胞外发挥作用，C错误；不论是蛋白质类的酶还是RNA类的酶，都是有机物，D正确。
3．关于下图所示实验的叙述中，错误的是 (　　)
A．甲装置是实验组，乙装置是对照组
B．H2O2溶液的浓度属于无关变量
C．乙试管产生气泡的速率比甲试管快
D．清水和肝脏研磨液为自变量，H2O2分解
速率为因变量
【答案】A
教材P80：一、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
二、拓展应用
1.在本节“探究·实践”中，有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管，向其中分别加入2mL过氧化氢溶液后，再向5号试管内加入2滴煮沸过的肝脏研磨液，向6号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目的是什么？
本小节“探究·实践”涉及的自变量并非只有 个,而是包括温度和催化剂两个变量,1号试管中仅放置了过氧化氢溶液,可以起到对照作用。2号试管与 1 号试管的区别在于温度,3号试管和4号试管与 1 号试管的区别在于多了催化剂。 3号试管与 4号试管之间也可以起相互对照作用。加入 2 滴煮沸过的肝脏研磨液的 5号试管,可以与加入新鲜的肝脏研磨液的 4号试管做对照;同理,加入 2 滴蒸馏水的 6 号试管可以作为 3 号试管和 4 号试管的对照组。
拓展
某种酶 + 双缩脲试剂
出现紫色→该酶是蛋白质
不出现紫色→该酶是RNA
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。
拓展
酶化学本质的实验验证
标准蛋白质样液
待测酶液
标准RNA样液
双缩脲试剂
吡罗红染液
紫色反应
红色反应
该酶是蛋白质
该酶是RNA
自变量：
待测酶液和标准蛋白质样液或RNA样液
因变量：
是否有紫色反应或红色反应
控制变量与设计对照实验
①变量:实验过程中变化的因素
自变量：实验中 的对实验对象进行处理的因素
因变量：因 改变而变化的变量
人为控制
自变量
无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些对 造 成影响的可变因素
实验结果
单一变量原则：实验设计时只有一个自变量，且无关变量在每组实验中均要保持相同且适宜。
②对照实验：
除作为自变量的因素外，其余无关变量都保持一致，并将结果进行比较的实
验。(一般要设置对照组和实验组)
控制变量与设计对照实验

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