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生物（人教版）
高中生物 必修一
第五章
细胞的能量供应和利用
第1节
降低化学反应活化能的酶
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1节 降低化学反应活化能的酶
第五章 细胞的能量供应和利用
酶的作用和本质
01
1 酶的作用
3 酶的本质
2 对照实验
细胞内有机化学反应的特点
细胞代谢
细胞中每时每刻都在进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
细胞内有机化学反应的特点
反应缓慢
反应过程复杂
对反应条件要求高
常见有机化学反应的条件
高温 高压 强酸 强碱
常态
终态
活跃状态
活化能
细胞内外的环境
温和
常温
常压
水溶液环境
pH接近中性
想一想：
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？
一、酶的作用和本质
任务一：探究酶的作用
2H2O2 2H2O + O2
反应条件
通过O2的产生量判断H2O2的分解情况
1. 实验原理
探究1：比较过氧化氢在不同条件下的分解
探究1：比较过氧化氢在不同条件下的分解
一、酶的作用和本质
2H2O2 2H2O + O2
反应条件
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
2. 实验设计
不同条件
产生量
探究1：比较过氧化氢在不同条件下的分解
一、酶的作用和本质
——图片选自人民教育电子音像出版社
2. 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
2. 实验设计
探究1：比较过氧化氢在不同条件下的分解
一、酶的作用和本质
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？
在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？
3. 实验结果与结论
探究1：比较过氧化氢在不同条件下的分解
一、酶的作用和本质
3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？
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？
3. 实验结果与结论
探究1：比较过氧化氢在不同条件下的分解
一、酶的作用和本质
生物催化剂
一、酶的作用和本质
酶的作用
酶降低了反应的活化能
想一想：
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？
一、酶的作用和本质
任务二：学习设计对照实验
变量：实验过程中的变化因素
自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素
因变量：因自变量改变而变化的变量
一、酶的作用和本质
任务二：学习设计对照实验
{16D9F66E-5EB9-4882-86FB-DCBF35E3C3E4}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
变量：实验过程中的变化因素
无关变量：实验过程中存在的其他一些会对实验结果造成影响的可变因素
{16D9F66E-5EB9-4882-86FB-DCBF35E3C3E4}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
一、酶的作用和本质
任务二：学习设计对照实验
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、酶的作用和本质
任务二：学习设计对照实验
{16D9F66E-5EB9-4882-86FB-DCBF35E3C3E4}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
对照实验一般要设置对照组和实验组
一、酶的作用和本质
任务二：学习设计对照实验
{16D9F66E-5EB9-4882-86FB-DCBF35E3C3E4}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
对照组
实验组
空白对照
想一想：
能够在细胞内温和环境中催化各种生化反应，酶是一种什么样的物质呢？
一、酶的作用和本质
任务三：探索酶的本质
意大利科学家斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用……
1773年
巧妙之处？
鹰胃中的分泌物（胃液）
对肉有消化作用！
一、酶的作用和本质
任务三：探索酶的本质
巴斯德和李比希的观点分别是什么？有什么局限性？
巴斯德和李比希的争论对后人研究酶的本质有何意义？
毕希纳是如何终结上述争论的？他的实验结论是什么？
萨姆纳成功揭示脲酶的化学本质靠的是什么样的精神？
20世纪80年代，科学家发现少数RNA也具有催化功能！
一、酶的作用和本质
任务三：探索酶的本质
1
2
3
4
5
一、酶的作用和本质
酶的概念
相关概念
酶促反应:
由酶催化的化学反应称为酶促反应
底物:
受酶催化而发生化学反应的分子叫
底物（反应物）
酶的特性
02
1 酶催反应的特点
2 影响酶活性的因素
酶的催化机理
二、酶的的特性
酶
酶
酶
底物
中间产物
产物
酶+底物
酶-底物复合物
酶+产物
二、酶的的特性
酶的催化机理
想一想：
根据酶的催化机理，酶催化反应具有哪些特性呢？
二、酶的的特性
任务一：探究酶的特性
高效性：酶的催化效率极高
酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍
107～1013
二、酶的的特性
酶的特性
酶降低了反应的活化能
探究2 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
淀粉和蔗糖都是非还原糖。
淀粉和蔗糖在酶的作用下都能水解成还原糖。
通过斐林试剂鉴定溶液中是否有还原糖，确定酶促反应产物。
1. 实验原理
二、酶的的特性
任务一：探究酶的特性
实验的自变量、因变量以及无关变量分别是什么？
2. 实验设计
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}试管
编号
淀粉
溶液
蔗糖
溶液
淀粉酶
溶液
1
2 mL
2 mL
2
2 mL
2 mL
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}斐林试剂
反应
条件
2 mL
沸水浴
1 min
2 mL
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 ？
产物鉴定
探究2 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
二、酶的的特性
任务一：探究酶的特性
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}试管
编号
淀粉
溶液
蔗糖
溶液
淀粉酶
溶液
蒸馏水
1
2 mL
2 mL
2
2 mL
2 mL
3
4 mL
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}斐林试剂
反应
条件
2 mL
沸水浴
1 min
2 mL
2 mL
2. 实验设计
探究2 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
二、酶的的特性
任务一：探究酶的特性
3. 实验结果
——图片选自人民教育电子音像出版社
4. 实验结论
淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解！
探究2 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
二、酶的的特性
任务一：探究酶的特性
酶的特性
专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
二、酶的的特性
请思考：
酶作为能够催化生化反应的有机物，有哪些因素会影响酶的作用呢？
二、酶的的特性
任务二：探究影响酶活性的因素
酶活性的定义
酶活性:
酶催化特定化学反应的能力
在一定条件下催化某一化学反应的速率
三、影响酶活性的因素
生物酶牙膏含有溶菌酶、淀粉酶、蛋白酶等多种酶，可以杀灭有害菌，清除淀粉等食物残渣。
联系生活：
30℃
温水刷
任务二：探究影响酶活性的因素
三、影响酶活性的因素
三、影响酶活性的因素
影响酶活性的因素——温度
影响酶活性的因素——温度
活性位点
底物
三、影响酶活性的因素
（单位：mL O2）
影响酶活性的因素——pH
三、影响酶活性的因素
影响酶活性的因素——pH
三、影响酶活性的因素
小知识：
人体唾液的pH为6.2-7.4，胃液的pH为0.9-1.5，小肠的pH为7.6；植物体内的酶最适pH大多为4.5-6.5
0
最适温度
t/℃
υ/mmol. s-1
酶活性受温度影响示意图
υ/mmol. s-1
最适pH
0
pH
酶活性受pH影响示意图
三、影响酶活性的因素
X Y 酶
酶作用的条件
对象（底物）
唾液淀粉酶 胃蛋白酶 胰蛋白酶 肠肽酶
酶的名称
三、影响酶活性的因素
活性位点有
两个关键的氨基酸
参与催化淀粉的水解
影响酶活性的因素——调节剂
三、影响酶活性的因素
Cl-
淀粉分子
活性位点
空间结构
活性位点
空间结构
2个氨基酸
的R基
Cl-离子是唾液淀粉酶的激活剂
淀粉
淀粉+酶
淀粉+酶+Cl-
影响酶活性的因素——调节剂
三、影响酶活性的因素
——图片摘自网络
影响酶活性的因素——调节剂
三、影响酶活性的因素
活性
位点
活性位点
空间结构
改变
重金属离子Hg2+中毒抑制酶的作用
——图片改编自网络
影响酶活性的因素——调节剂
三、影响酶活性的因素
酶在生产、生活中的应用
三、影响酶活性的因素
1 酶的催化机理
酶通过活性位点与底物结合，形成酶-底物复合物，降低化学反应的活化能。
3 影响酶活性的因素
酶活性受到温度、pH及调节剂等环境因素的影响；
酶催化的反应一般是在温和、适宜的条件下进行的。
小 结
2 酶的作用特性
酶具有高效性和专一性

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