资源简介

(共42张PPT)
光合作用
细胞呼吸
能量
ATP
酶
物质代谢
有机物
分解
有机物
合成
第5章 细胞的能量供应和利用
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，
统称为 。
（新陈代谢）
细胞代谢
学习目标 内容框架
1.通过对酶催化作用具体实例的讨论，说明酶在细胞代谢中的作用及酶的本质和特性。 2.通过对相关的实验和探究，尝试控制自变量、观察和检测因变量，设置对照组和重复组。
降低化学反应活化能的酶
（第1课时）
第5章 第1节
2H2O2
2H2O + O2↑
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。
资料
加热、强酸、强碱、 加催化剂（如Fecl3)
细胞中含有过氧化氢酶
在体外要使过氧化氢快速分解需要什么条件？
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
问题探讨
是胃内的化学物质将肉块分解了。
便于取出实验材料（肉块），排除物理性消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学性消化。
收集胃内化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。
【细胞代谢】
问.斯帕兰扎尼的实验说明了什么？
问.什么是细胞代谢？
问.细胞代谢的主要场所？
问.谁通过实验发现了胃蛋白酶？
①
②
③
胃蛋白酶发现过程：
细胞代谢：
细胞中几乎所有的化学反应都是由酶催化的。
酶促反应又称为酶催化作用，指的是由酶作为催化剂进行催化的反应。
问.细胞代谢为什么离不开酶？
细胞质
【探究一】酶在细胞代谢中的作用
一、
【探究一】酶在细胞代谢中的作用
1
实验原理：
①
②
2H2O2
2H2O + O2 ↑
不同条件
①高温
②FeCl3（无机催化剂）
③过氧化氢酶
2
实验材料：
新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶且活性高。
使肝细胞破裂从而释放出过氧化氢酶,有利于过氧化氢酶与试管内过氧化氢分子充分接触，加速过氧化氢的分解
为什么要将猪肝制成研磨液？
【探究一】酶在细胞代谢中的作用
3
实验步骤：
3%
2ml
2ml
2ml
常温
2滴
②点燃的卫生香的复燃情况
①气泡冒出情况
滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能否共用一个吸管？
不能
【探究一】酶在细胞代谢中的作用
4
实验结果：
3%
2ml
2ml
2ml
常温
2滴
②点燃的卫生香的复燃情况
①气泡冒出情况
不明显
少量
较多
大量
变亮
复燃
不复燃
不复燃
【探究一】酶在细胞代谢中的作用
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。
4号试管的反应速率比3号试管快得多，说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。
不能。细胞是在常温下生活，若加热，会使细胞死亡
加热能促进H2O2的分解，提高反应速率
【探究一】酶在细胞代谢中的作用
合作探究：阅读教材P78“科学方法”相关知识，在下表中标出相应知识
（1）在试管编号处标出哪几只是对照组？哪几只是实验组？
（2）分别代表什么变量？
（相同条件：相同且适宜）
【探究一】酶在细胞代谢中的作用
自变量
因变量
无关变量
1与2对照：
加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(加热为反应提供能量)
1与3对照：
FeCl3在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(无机催化剂具有催化作用)
1与4对照：
过氧化氢酶在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(酶具有催化作用)
3与4对照：
过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高。（酶具有高效性）
通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较，得出结论。
5
实验结论：
对照实验
对照组
实验组
酶和无机催化剂一样，都能催化化学反应，并且酶的催化效率远高于无机催化的催化效率。
【探究一】酶在细胞代谢中的作用
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号试管进行对照；
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。
课本P80
【拓展】
【拓展】实验设计应该遵循以下原则：
多次实验，取平均值，用以减少误差和偶然性
【拓展】
【拓展】对照类型：
空白对照 对照组为自然状态下不做处理的对象组实验组为施加实验变量处理的对象组
自身对照 实验处理前的对象组为对照组，
实验处理后的对象组为实验组
相互对照 不单设对照组，
而是几个实验组相互对照
条件对照 即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对照。
加热为什么能加快过氧化氢分解？
3号、4号试管没有加热，为什么也有大量气泡产生？
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。
加热：为分子提供了能量。
无机催化剂：降低化学反应的活化能。
酶：同无机催化相比，酶。更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。
二、酶的作用机理
阅读书本P78第一、二段，思考：以下不同条件加快反应速率的原理
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？
ac>ab段，说明？
没有催化剂
无机催化剂
酶
酶降低的活化能。
二、酶的作用机理
c
②
①
③
请说明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，酶具有高效性。
表示自然条件下反应所需要的活化能
表示使用无机催化剂时反应所需要的活化能
表示使用酶时反应所需要的活化能
表示酶所降低的活化能
E2
E1
E3
E2-E3
表示加热时反应所需要的活化能
E2
练习：《金》P88 例1、2、3、4
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。
课本P80二、2
酶的本质：绝大多数为________,少数为_____。
蛋白质
RNA
三、酶的本质
是_______产生 的一类具有_____作用的_______。
活细胞
催化
有机物
（来源） （作用） （本质）
思考1：酶的基本组成单位是 _____ 。
思考2：酶是具有分泌功能的细胞产生的，所以要在细胞外才能发挥催化作用（ ）
思考3：细胞中的酶可来自于食物。（ ）
氨基酸或核糖核苷酸
×
×
细胞内、外，体外均可起作用
练习：课本P80 1、2 《金》P90 例6
对点精练：1.下列有关生物体内酶的说法正确的是（ ）
A.酶是一类具有生物催化作用的有机物
B.酶都是在核糖体上合成的
C.酶与双缩脲试剂都可以产生紫色反应
D.绝大多数活细胞都能产生酶
E.酶离开了活细胞还能发挥作用
F.在化学反应前后，酶本身的化学性质和数量会发生变化
ADE
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。
思维拓展：设计实验，探究某种酶是不是蛋白质
某种酶 + 蛋白质
底物被催化→该酶是蛋白质
底物没有被催化→该酶是RNA
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
方案1：染色法
方案2：酶解法
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
P76 10 《书》P80
设计实验，探究某种酶是不是蛋白质
实验步骤：
选材、分组、编号
第一步：取2支试管，编号为1号试管、2号试管；
第二步：向1号试管中加入2mL鸡蛋清，2号试管中加入2mL该酶；
设置自变量
第三步：向2支试管中各加入1mL双缩脲A液(NaOH溶液)，摇匀，再向2支试管加入4滴双缩脲B液(CuSO4溶液)，摇匀。
控制无关变量
第四步：观察2支试管中溶液颜色的变化。
观察，记录
结果预测：
若两试管均呈现紫色，则说明 ；
若1号试管呈现紫色，2号试管没有呈现紫色，则说明 。
该酶是蛋白质
该酶不是蛋白质
实验组
对照组
相同且适宜
对照实验设计的一般步骤
实验一般步骤：
第一步：选材、分组、编号；
第二步：设置自变量
第三步：控制无关变量
根据实验目的和器材，分析实验的自变量，找出主要的无关变量，明确因变量的检测方法。
第四步：观察、比较因变量
常用句：取相同的×××平均（随机）分为×组，编号为A、B、C……
常用句：A组（实验组）添加一定量的……，B组（对照组）添加等量的……
常用句：相同且适宜条件下培养一段时间……
常用句：观察并记录……
课堂小结
三、探究酶的特性
资料1：酶的催化效率约是无机催化剂的107-1013倍。
资料2：下图为某种酶的作用模型，A为酶，B/C/D为反应物，E/F为产物。
资料3：肠淀粉酶的最适PH为6.7-7.0，最适温度为37℃左右；传统淀粉分解成葡萄糖需要在245 kPa的高压、140-150℃的高温、强酸处理下进行。
1.高效性
2.专一性
3.作用条件温和
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
例如：脲酶——只能使过尿素分解；
蛋白酶——可以催化多种蛋白质水解
下述资料分别反映了酶的什么特性？
思考：无机催化剂是否具有专一性？
练习：课本P85 二 1、《金》P94 例3、
看《课本》P81
看：《课本》P84 与社会联系、相关信息
结合左图思考以下问题：
1-3分别对应哪种条件？（加酶、加无机催化剂、不加催化剂）
哪些曲线对比可说明酶具有高效性？
加入酶是否会改变反应平衡点（生成物的量）？
反应前后，酶的数量和化学性质是否发生改变？
1.高效性
生成物的量
加酶
无机催化剂
不加催化剂
1-2。高效性（与无机催化剂比）
1-3对比说明可说明什么问题？
酶具有催化作用（与不加催化剂比）
不改变。
不改变。
酶具有高效性的原因是？
降低的活化能的作用更显著
2.专一性
Q1：如何设计实验验证酶具有专一性？
同种酶＋不同底物
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
Q2：本实验的自变量是？因变量是？因变量如何检测？
底物种类
淀粉
蔗糖
＋淀粉酶
水解情况
产生还原糖
不产生还原糖
＋斐林试剂
出现砖红色沉淀
不出现砖红色沉淀
不同酶＋同种底物
Q3：能否用碘液对实验结果进行检测？
不能，因为碘液无法检测蔗糖是否发生水解。
练习：课本P85 一 1、2 《金》P94 例4、
看《金》P94 点拨提升
实验步骤 试管编号2 A（1号） B（2号）
1 淀粉 2ml
蔗糖 2ml
2 淀粉酶 2ml 2ml
3 发生反应 60℃水浴加热5min 4 结果检测 分别加入2ml斐林试剂，沸水浴加热1min 实验结果
实验结论 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
无砖红色沉淀
有砖红色沉淀
淀粉
蔗糖
淀粉酶只能催化 水解，不能催化 水解
酶具有专一性
书P82：讨论1：在已知淀粉酶能够催化淀粉水解的情况下，本实验设置1号试管还有没有必要 ？
有必要（排除无关变量的影响，比如淀粉酶本来就失活了）
3.作用条件温和
结合下列资料分析有哪些条件会影响酶的作用？
资料1：某种加酶洗衣粉的包装袋上，注明该洗衣粉的适用水温为不能超过60 ℃。
资料2：口腔温度和体温差不多，唾液淀粉酶进入胃后，却不能催化淀粉分解。
温度
pH
探究温度和pH对酶活性的影响
酶活性: 酶催化特定化学反应的能力。
（单位时间 的减少量或 的增加量来表示）
表示方法：在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率。
反应物
生成物
（底物）
（产物）
课题名称 探究温度对酶活性的影响 探究pH对酶活性的影响
实验材料 淀粉溶液、淀粉酶溶液 肝脏研磨液、过氧化氢溶液
自变量 温度 pH
自变量的 设置方法 60℃的水、沸水、冰块 蒸馏水、盐酸、NaOH溶液
因变量 酶活性 因变量的 观察指标 加碘液后溶液颜色的变化 氧气产生的速率
无关变量 pH等 温度等
提供材料：淀粉溶液、唾液淀粉酶溶液、H2O2溶液，新鲜质量分数20%的肝脏研磨液
能用H2O2？
能用淀粉？
斐林试剂？
不能用H2O2，因为温度不仅影响H2O2酶的活性，而且直接影响H2O2的分解。
不能用淀粉，因为淀粉在酸性条件下会发生水解。
不能用斐林试剂，因为用斐林试剂检测时需要水浴加热，会改变温度。
见《金》P98 实验注意事项
《金》P97 探究温度对酶活性的影响
组别 第1组（1和2号） 第2组（3和4号） 第3组（5和6号）
实 验 步 骤 一 1、3、5号试管各加入：淀粉酶 10滴 2、4、6号试管各加入：淀粉溶液 2mL 二 1和2号试管分别 冰水浴3min 3和4号试管分别60℃水浴3min 5和6号试管分别
沸水浴3min
三 同组的两支试管溶液混合，然后在各自温度维持5min 四 各加入2滴 碘液 ，摇匀 五 观察并记录结果 结果
结论 变蓝
变蓝
不变蓝
酶活性受到温度影响，高温和低温都会降低酶活性。
将酶、反应物分别保温至设定温度后再混合，目的？
《金》P97 探究pH对酶活性的影响
试管编号 1号 2号 3号
实 验 步 骤 一 各加入 4滴 新鲜肝脏研磨液（酶） 二 加入1mL 蒸馏水 加入1mL HCl 加入1mL NaOH
三 各加入 2mL H2O2溶液，摇匀 四 观察并记录各试管气泡产生速率 实验结果
实验结论
极慢
极慢
极快
酶活性受到pH影响，过酸和过碱都会降低酶活性。
先调好酶溶液的PH
再与反应物混合
步骤二、三顺序能否对调？
若要进一步探究酶作用的最适温度/最适pH，如何设计实验？
通过上述实验，能否判断上述 酶作用的最适温度/最适pH？
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
见《金》P98 归纳提升
请描述温度和pH对酶活性的影响：
最适温度
最适pH
存在最适温度/pH，
低于最适温度/pH时，随温度/pH升高，酶活性……
高于最适温度/pH时，随温度/pH升高，酶活性……
温度过高、过酸、过碱会使酶永久失活。
原因：
使酶的空间结构遭到破坏
低温抑制酶活性，但不破坏酶的空间结构（升温可恢复）
保存酶的条件：
低温，最适pH
缩小梯度，定量测定 多个温度、pH下的酶活性
（教材P84： 相关信息）
3.作用条件温和
左图为某酶促反应的实验结果，
由此可得出什么结论：
存在最适pH，低于最适pH时，随pH升高，酶活性上升，高于最适pH时，随pH升高，酶活性下降。
当温度从30 ℃上升到37 ℃ ，酶活性的先升后降。
温度不影响最适pH。
练习：课本P85 一 3、
《金》P100 7(4)(5)
1、在测定植物α-淀粉酶活性时，将温度由0℃上升到60℃的过程中，酶活性将：
A、不断上升 B、没有变化
C、先升后降 D、先降后升
【练】
B
变式训练：
若将温度由100℃下降到60 ℃的过程中，酶活性将：
（温度过高：失活）
2、测定胃蛋白酶的活性时，将pH由 1.5上升到6 的过程中，该酶活性将_______
A、不断下降 B、没有变化
C、先升后降 D、先降后升
变式训练：测定胃蛋白酶的活性时，将pH由 10调至1.5的过程中，该酶活性将_______
B
A
A
过碱，酶变性失活
★影响酶促反应速率的因素
T
反应速率
pH
反应速率
酶浓度
反应速率
底物浓度
反应速率
（反应物充足）
（酶有限）
影响酶活性→影响速率
影响酶与底物接触面积→影响速率
限制因素：酶的数量和活性
课本P85 二.拓展题2
（1）A点：随着反应物浓度的增加，反应速率____。
B点：反应速率在此时达到______。
C点：反应速率_____________________________________________。
加快。
最高
不再随反应物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平
因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。
B点表示：反应底物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快。
酶的数量和活性
限制因素：
（2）
（3）
①酶与无机催化剂的催化机理相同，都是降低化学反应的活化能。
②酶和无机催化剂在反应前后质量和性质不发生改变，一段时间 内可以重复利用（书本p85）。
③酶与无机催化剂都不改变反应的平衡点，只是改变了化学反应速率，缩短了到达平衡点的时间。如下图所示。
酶与无机催化剂的共性
(底物的量是固定的、有限的)
自变量是？
催化剂的种类
实验过程中可以变化的因素称为__________。
变量
__________：人为控制的对实验对象进行处理因素。
__________：
__________：随自变量的变化而变化的变量。
自变量
因变量
无关变量
控制变量和设计对照实验
书本P78 小字
除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响。

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