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(共23张PPT)
5.1.1 降低化学反应活化能的酶
1773年，意大利科学家斯帕兰礼尼做了
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。
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
问题探讨
排除物理性消化对肉块的影响
胃内的化学物质将其分解
收集胃内化学物质，做体外分解肉块实验
一、酶的作用和本质
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。
（有氧呼吸、光合作用、蛋白质的合成等）
1、细胞代谢：
意义：
细胞代谢是细胞生命活动的基础
条件：
酶的催化
2、比较H2O2在不同条件下的分解
通过O2的产生量判断H2O2的分解情况
2H2O2 2H2O + O2
水浴加热
或FeCl3溶液或过氧化氢酶
实验原理：
概念：
比较过氧化氢在不同条件下的分解
讨论
1．与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？
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。
2．在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？
3．3号试管和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？
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
1
2
常温
90℃水浴
3.5%FeCl3溶液
20%肝脏研磨液
不能。
3
4
2mLH2O2溶液
探究·实践
比较过氧化氢在不同条件下的分解
1
2
3
4
常温
90℃水浴
3.5%FeCl3溶液
20%肝脏研磨液
讨论
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？
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。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。
试管编号 步骤 1 2 3 4
一
二
三 观察
实验结论 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
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样
过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快
反应条件
H2O2浓度
H2O2剂量
气泡产生
带火星的卫生香
探究·实践
比较过氧化氢在不同条件下的分解
科学方法
控制变量和设计对照实验
1.变量：实验过程中的变化因素。
2.自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素。
3.因变量：因自变量改变而变化的变量。
4.无关变量：除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素。
5.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，并将实验结果进行比较的实验。
（1）对照组：在对照实验中，不加入任何研究因素（自变量）的那组实验。
（2）实验组：在对照实验中，加入研究因素（自变量）的那组实验。
试管编号
步骤 1 2 3 4 一
二
三 观察
实验结论
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
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样
过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快
反应条件
无关变量
H2O2浓度
H2O2剂量
气泡产生
带火星的卫生香
自变量
因变量
对照实验
讨论：无关变量对实验结果没有影响吗？该实验的无关变量还有哪些？
变量
相同且适宜
试管编号
步骤 1 2 3 4 一
二
三 观察
实验结论
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
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样
过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快
反应条件
无关变量
H2O2浓度
H2O2剂量
气泡产生
带火星的卫生香
对照组
实验组
自变量
因变量
对照实验
讨论：该实验的对照组和实验组分别是什么？
变量
对照性原则
相同且适宜
实验设计应遵循的原则及作用：
单一变量原则：即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量
保持相同且适宜（等量原则）
对照原则：应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同(其他因素都相同)，
以便消除无关变量对实验结果的干扰，增强实验结果的可信度
平行重复原则：对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值
以避免实验结果的偶然性，保证实验结果的准确性
科学性原则：在设计实验时必须有充分的科学依据，即实验目的要明确，实验
原理要正确；实验研究的材料和实验方法的选择要恰当；整个实
验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理、有关的生
物学知识及其他学科领域的基本知识。
试管编号 1 2 3 4
第一步 每支试管加入2mL3%过氧化氢溶液 第二步 不处理 90℃水浴 加入2滴FeCl3溶液 加入2滴肝脏研磨液
实验现象
分析“比较过氧化氢在不同条件下的分解”
实验结果分析:
(1)1号、2号试管相比,说明加热可以加快H2O2的分解。
(2)1号、3号试管相比,说明 FeCl3可以催化H2O2的分解。
(3)1号、4号试管相比,说明过氧化氢酶具有催化作用,可以催化H2O2的分解。
(4)3号、4号试管相比,说明过氧化氢酶的催化效率更高。
1号试管是对照组，2、3、4号试管是实验组。
活化能
加热促使H202分解，是因为加热使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。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。
Fe3+和过氧化氢酶能促进过氧化氢分解，它们没有给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。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。
如果把化学反应比作翻越一座山，加热可以理解为给汽车加油门，而Fe3+和过氧化氢酶相当于打通一条隧道穿过这座山。
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______________________________________。
酶降低的活化能
无催化剂条件下，反应所
需要的活化能
①
无催化剂
②
无机催化剂
③
酶
ab 。
练习：说出下图中ac、bc、ab段所代表的含义
酶催化时，反应所需的活化能
bc 。
巴斯德之前
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
（二）酶本质的探索
李比希（化学家）
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
巴斯德(微生物学家）
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
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
脲酶是蛋白质
切赫、奥尔特曼
少数RNA也具有生物催化功能
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。
绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA.
来源
作用
化学本质
酶的概念
(降低化学反应活化能)
化学本质 蛋白质 RNA
合成场所
合成原料
① 酶只有一个作用：催化作用，不具有传递信息、调节的作用。
② 有些酶在细胞内发挥作用，有些酶在细胞外发挥作用(消化酶)。
酶也可以在体外发挥作用(加酶洗衣粉中的酶)
核糖体
氨基酸
细胞核
核糖核苷酸
化学本质 绝大多数是_______ 少数是_____
合成原料 _______ ____________
合成场所 _______
来源 活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶 作用场所 细胞内、外或生物体外均可 生理功能 作用机理 _________
蛋白质
RNA
氨基酸
核糖核苷酸
核糖体
催化作用
显著降低化学反应的活化能
细胞核（主要）
归纳：---酶的本质和作用
设计实验，探究某种酶的化学本质
某种酶 + 蛋白酶
加入酶的底物
底物没有被催化→该酶是蛋白质
底物被催化→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
方案2
课堂总结
判断下列说法是否正确：
①只有具有分泌功能的细胞才能产生酶
②人体细胞中的酶有的是从食物中获得，有的细胞合成的
③一般情况下，活细胞都能产生酶
④绝大多数酶是蛋白质
⑤酶在催化过程中不断被消耗
⑥酶只能在细胞内发挥作用
⑦酶在新陈代谢和生殖发育中起调控作用
⑧酶只是起催化作用
⑨酶都是在核糖体上合成的
⑩分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶
×
√
×
√
×
×
×
√
×
√
反应前后酶的物质的量和本质不变
酶只具催化作用
少数酶的化学本质为RNA，在细胞核中合成
酶的作用部位：细胞内、外
1．在常温下H2O2溶液几乎不分解，但加入肝脏研磨液（含H2O2酶）后，会快速分解成H2O和O2。反应过程中能量变化如图所示，其中表示活化能的是（ ）
2．科学家在大肠杆菌中发现了一种RNaseP酶，其由20%的蛋白质和80%的RNA组成，实验表明将这种酶中的蛋白质除去后留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明（ ）A．酶都是由RNA和蛋白质组成的B．所有的酶都是核糖体合成的C．酶的化学本质都是RNAD．某些RNA具有生物催化作用
A．E2
B．E3
C．E3-E2
D．E2-E1
C
D
3.在如图所示的实验中,属于自变量的是 (　　)
A.催化剂的种类
B.过氧化氢分解的速率
C.产生气泡量
D.试管中的过氧化氢溶液的量
A
4.生物体内许多化学反应需要酶的催化,下列关于酶的叙述,正确的是 (　　)
A.酶只有在生物体内才能起催化作用
B.所有酶都含有C、H、O、N四种化学元素
C.人体内的酶进行催化过程中，酶本身不变,所以酶不会发生自我更新
D.酶都在核糖体上合成
B
5.下列有关酶的叙述,正确的是 (　　)
①是由具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.④⑤⑧ C.③⑤⑧　 D.①③⑤
C

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