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(共22张PPT)
5.1.1酶的作用和本质
学习目标：
1.酶在代谢中的作用。（仅催化！！）
2.活化能的概念以及酶作用的实质。
3.与无机催化剂相比，酶的催化有什么特点。
4.尝试分析对照实验中的自变量、因变量、无关变量，掌握控制变量的科学方法。
5.分析“关于酶的本质的探索”过程，认同科学是在不断探索和争论过程中前进的。
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
细胞代谢产生的代谢废物有什么去向呢？
排出细胞，进而排出人体。
细胞产生的某些有害物质可以被分解。如过氧化氢（它能够对机体造成损害，为了避免这种损害，过氧化氢必须被快速地转化为其他无害或毒性较小的物质），在细胞中过氧化氢酶的作用下，分解为氧气和水：
H2O2 H2O+O2
过氧化氢酶
科学方法
控制变量和设计对照实验
实验过程中遵循的原则：
单一变量原则、对照原则。
1.单一变量原则
①变量:实验过程中变化的因素称为变量。
②自变量:实验过程中，人为控制的对实验对象进行处理的因素叫做自变量。
如：过氧化氢分解的条件。
③因变量:因自变量改变而变化的变量叫做因变量。如：过氧化氢分解的速率。
④无关变量:实验中除因变量外的一些对因变量造成影响的可变因素，叫做无关变量。如：滴加过氧化氢的量、氯化铁和过氧化氢酶的量等。
⑤ 单一变量:实验过程中除自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致。
2.对照原则
①对照实验：除作为自变量的因素外，无关变量都保持一致，并将结果进行比较的实验。
②对照的类型：
空白对照、自身对照、条件对照、相互对照(对比实验)
对照组和实验组的区分：
对照组通常是已知反应结果的组，或者说与自然条件下相比没有做出改变的组。
实验组通常是未知实验结果的组，或实验条件发生了人为改变的组。
空白对照 不给对照组做任何实验处理，这里的”空白”绝不是什么影响因素都不给予，而是针对实验组所要研究的实验因素给与空白。
1号试管即为空白对照
自身对照 对照组和实验组都在同一研究对象上进行。不另设对照组。(不同处理的前后对照)
紫色洋葱鳞片叶外表皮
滴加3%的蔗糖溶液，低倍镜观察
滴加清水后，低倍镜观察
→
→
制成装片，
低倍镜观察。
→
条件对照 虽给对照组施以某种实验因素的处理。但这种处理是作为对照因素的，不是所要研究的实验因素。这种处理不包括实验研究给定的的自变量。目的是更有效的比较实验组和对照组的结果。
空白对照：幼小蝌蚪不处理
实验组：幼小蝌蚪饲喂甲状腺激素
条件对照组：幼小蝌蚪饲喂甲状腺抑制剂
条件对照就是实验组的基础上施加一定条件的组。目的是与实验组形成对照。
相互对照 不另设对照组，而是几个实验组之间相互对照，其中的每一组既是实验组也是其他组的对照组。
2、3、4为
相互对照。
一、酶在细胞代谢中的作用
实验探究酶的作用
比较过氧化氢在不同条件下的分解
1.实验目的：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。
2.材料用具：体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为3.5%的FeCl3溶液，质量分数为20%的肝脏研磨液，量筒、试管、铁架台等。
注：新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶；研磨的目的是使细胞中的过氧化氢酶释放出来。
3.方法步骤：见教材。
2H2O2
2H2O + O2 ↑
不同条件
1.常温
2.加热
3.加FeCl3
4.加肝脏研磨液.
通过什么指标反应过氧化氢分解的快慢？？
试管编号 步骤 1 2 3 4
一
二
三 观察
/ /
2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
肝脏研磨液
2滴
2滴
几乎无
少量
较多
大量
变亮
复燃
反应条件
H2O2浓度
H2O2剂量
气泡产生量
带火星的卫生香复燃情况
请观察教材P77面图片，描述各支试管的实验现象。
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样，肝脏研磨液中最快。
小组讨论以下问题，时间3min。
2）3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？
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？
4）为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？
3）3号试管Fe3+数比4号试管H2O2酶高25万倍，但4号反应速率更快,这说明什么？
2）3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？
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；
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。
注意，细胞内不能采用加热的方式提高化学反应速率，因为加热会使酶的活性发生改变。
促使化学反应的速率发生改变，称为催化。酶和Fe3+都能起到催化作用，都是催化剂。Fe3+属于无机催化剂，酶属于有机催化剂。
4）为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？
3）3号试管Fe3+数比4号试管H2O2酶高25万倍，4号试管中反应速率更快,这说明什么？
说明过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多。
细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些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。
阅读教材78,页第1自然段，思考并回答：
加热促进化学反应与催化剂加快化学反应的实质相同吗？
不同。
加热使过氧化氢分子得到了能量。
过氧化氢酶和Fe3+ 没有为过氧化氢分子提供能量，而是降低了过氧化氢分解反应的活化能（分子从常态转变为容易发生化学反应的状态所需要的能量）。
根据实验现象可知，________________降低化学反应所需的活化能的作用更显著。
正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速有序的进行。
过氧化氢酶
用①-⑤来填空。
无催化剂，发生化学反应所需的活化能是：______。
在无机催化剂的催化下，发生化学反应所需的活化能是：______。
在酶的催化下，发生化学反应所需的活化能是：______。
与无催化剂相比，酶降低的活化能是______。
①
②
④
⑤
底物一定量的情况下，酶能增加产物的生成量（改变化学反应的平衡点）吗？
未加催化剂
无机催化剂
酶催化
时间
产物量
不能。
注：发生化学反应前后酶的本质和数量不发生改变。
二、酶的本质
绝大多数酶的本质是__________，少数酶的本质是________。
蛋白质
RNA
关于酶本质的探索
请通过教材P80面“练习”中第2题的图解，体会巴斯德、
李比希、毕希纳、萨姆纳的观点之间的逻辑关系。
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
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
毕希纳
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
萨姆纳
酶是蛋白质
李比希
少数RNA也具有催化功能
切赫、奥特曼
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？

讨论
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。

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？
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。

讨论
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？
4.请给酶下一个比较完整的定义。
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。
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。
酶的来源
酶的作用
酶的本质
合成场所
合成原料
发挥作用场所
依据酶的概念——分析推理
氨基酸或核糖核苷酸
活细胞产生
催化作用
绝大多数是蛋白质，少数是RNA
蛋白质---核糖体
RNA---细胞核
细胞内或细胞外（生物体外）
拓展提升：设计一个对照实验证明某种酶（X酶）的本质是蛋白质。

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