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第一节 降低化学反应活化能的酶（第1课时）
第五章：
问题探讨
为什么要将肉块放在金属笼内？
是什么物质使肉块消失了？
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
胃内的化学物质
收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否能将肉块分解。
我要和铁笼一起吃
肉没啦！铁笼还在？
问题探讨
我要和铁笼一起吃
肉没啦！铁笼还在？
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。
酶在细胞代谢中的作用
一
剧烈
温和
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。
那么细胞代谢与我们常见的化学反应需要的条件一样吗？
常见有机化学反应
细胞代谢离不开酶
1.细胞代谢
①高温
②高压
③强酸
④强碱
①常温
②常压
③水溶液环境
④pH接近中性
细胞内外的环境
在细胞较为温和的环境中，各种生化反应如何高效有序的进行呢？
概念：
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
2.酶在细胞代谢中的作用
过氧化氢在体外分解需要什么条件？
细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？
比较H2O2在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用原理和意义
2H2O2 2H2O + O2
反应条件
判断H2O2的分解快慢依据：
①带火星的卫生香的复燃情况
②气泡冒出情况
加热是化学反应的常见条件
Fe3+是无机催化剂
新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶
探究1：
探究 实验
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验目的
实验原理
实验材料
实验结果
实验用具
实验结论
实验设计
O2的产生量
①新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液
（含较多的过氧化氢酶）
②质量分数为3.5%的FeCI3溶液
③新配制的体积分数为3%的H2O2溶液
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
探究实验
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验目的
实验原理
实验材料
实验结果
实验用具
实验结论
实验设计
试管编号 1 2 3 4
实验处理 无 90℃水浴加热 2滴FeCl3 2滴肝匀浆
H2O2溶液 （3%） 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
检测 指标 1. 气泡冒出情况 2. 卫生香复燃情况
实验目的
实验原理
实验材料
实验结果
实验用具
探究实验
实验结论
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验设计
实验目的
实验原理
实验材料
实验结果
实验用具
探究实验
实验结论
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验设计
Fe3+做催化剂
过氧化氢酶
1
2
3
4
3
4
实验目的
实验原理
实验材料
实验结果
实验用具
探究实验
实验结论
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
不明显
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
2号试管放出的气泡多，说明加热能提高反应速率(为反应提供能量)
探究实验
比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)与１号试管相比，２号试管出现什么不同的现象？说明什么？
结果分析
3号试管放出的气泡多，说明FeCl3在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(催化作用)
(2)与１号试管相比，3号试管出现什么不同的现象？说明什么？
4号试管放出的气泡多，说明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。(催化作用)
(3)与１号试管相比，4号试管出现什么不同的现象？说明什么？
过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多。
(4)3号试管Fe3+数比4号试管H2O2酶数高25万倍，但4号反应速率更快, 说明什么？
实验目的
实验原理
实验材料
实验结果
实验用具
探究实验
实验结论
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
不明显
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
酶能催化化学反应，且酶的催化效率远高于无机催化的催化效率。
请思考：
通过刚才的探究实验，同学们有没有发现生物学实验设计中特别需要注意的一些因素呢？
控制变量和设计对照实验
②自变量：
③因变量：
④无关变量：
除自变量外，实验中还存在的一些也可对实验结果造成影响的其它变量
随着自变量的变化而变化的变量
人为改变的变量
①变 量：
实验中可以变化的因素
单一变量原则：实验设计时只有一个自变量，且无关变量在对照组和实验组中均要保持相同且适宜。
3.控制变量和设计对照实验
一个严谨的实验该如何来设计？有哪些因素是我们必须要考虑的？
（1）控制变量
试管编号
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
不复燃
不复燃
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
无关变量对实验结果有影响吗？无关变量应如何控制？
相同 适宜
步骤
变量
你能准确找出以上实验中的相关变量吗？
3.控制变量和设计对照实验
试管编号 1 2 3 4
实验处理 无 90℃水浴加热 2滴FeCl3 2滴肝匀浆
H2O2溶液（3%） 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
检测指标 1. 气泡冒出情况2. 卫生香复燃情况
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)
对照组
实验组
空白对照
空白对照：
自身对照：
相互对照：
对照组不施加任何处理因素
对照组与实验组在同一受试对象上进行
几种处理（或水平）互为对照
3.控制变量和设计对照实验
该实验的对照组和实验组分别是什么？
（2）对照实验：
归纳总结：实验设计方法步骤(三步曲)：
1、分组、编号；
2、控制变量
设置自变量（具有可控性）
控制无关变量（相同且适宜）
检测因变量（具有可检测性）
遵循的原则：对照原则，单一变量原则
3、观察记录结果，得出结论。
4.酶的作用原理
提高分子的能量
降低化学反应的活化能
加热
FeCl3
酶
什么是活化能
酶的作用原理是什么
酶的这一特点对于细胞代谢有何意义？
4.酶的作用
的酶作用原理：
酶的作用意义：
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
降低化学反应的活化能
使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行高。
下列图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能．正确的图解是（　　）
B
考考你：
酶的本质
二
19 世纪以前，人们还不知道酶为何物。19世纪以后，随着对酿酒中发酵过程的深人研究，科学家才逐渐揭开了酶的“面纱”
酶到底是什么物质呢
巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德
李比希
发酵是由酵母菌细
胞的存在所致，
需要活细胞的参与
引起发酵的是酵母菌细胞中的某
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
继续起到催化作用，就像在活酵母细胞中一样
思考 讨论
关于酶本质的探索
萨姆纳:从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是蛋白质
萨姆纳之后
科学家们获得胃蛋白酶，胰蛋白酶等许多酶
的结晶，并证明这些酶的化学本质是蛋白质。
发现少数RNA具有催化功能，称为核酶。
切赫、奥尔特曼
思考 讨论
关于酶本质的探索
知识拓展——核酶
核酶就是RNA催化剂。在漫长的生命进化过程中，地球上很可能曾今出现过一个由RNA统治的RNA世界。那时既没有DNA也没有蛋白质。在RNA世界里，RNA既作遗传物质，又行驶催化功能。
随着生命的不断进化，原始的RNA的两项功能分别让位给了DNA和蛋白质。
那些至今仍然保留催化活性的RNA就是很好的证明，似乎在诉说着它当年的辉煌，尤其是最重要的蛋白质合成机器核糖体其实就是一种核酶，核糖体的RNA就是催化肽键形成的酶，因此，核酶就是酶的鼻祖，虽然它的种类少，催化效率低，但是核酶的重要性不容忽视。
一般说来，活细胞都能产生酶
酶可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
酶只起催化作用，无调节功能
酶是 产生的具有 的 ，其中，绝大多数酶是 。
催化作用
活细胞
有机物
1.酶的本质
蛋白质，少数的酶是RNA
酶的来源
酶的化学本质
酶的功能
温馨提示
请给酶下一个比较完整的定义。
化学本质 绝大多数是_______ 少数是_________
元素组成
合成原料
合成场所
来源 一般来说，活细胞都能产生
作用场所
作用原理
RNA
蛋白质
核糖核苷酸
氨基酸
核糖体
细胞核（真核生物）
细胞内、外及生物体外均能发挥作用
C、H、O、N、(S)
C、H、O、N、P
显著降低化学反应的活化能
1.酶的本质
如何设计实验，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
请思考：
酶是一种生物催化剂；
酶显著降低了化学反应的活化能。
设置对照实验
小 结
探究实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
酶的作用和本质
酶在细胞代谢中的作用
酶的本质：
绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
自变量
因变量
无关变量
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
达标练习
D
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
达标练习
D
3.下列关于酶的说法，有几项是正确的（ ）
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.2项 B.3项 C.4项 D.5项
达标练习
B

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