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(共33张PPT)
第1节 降低化学反应活化能的酶
（第一课时）
第1节
降低化学反应活化能的酶
问题探讨P76
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。
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？
提示：便于取出实验材料（肉块），排除物理性消化对肉块的影响。
提示：是胃内的化学物质将肉块分解了。
提示：收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。
1835年，德国科学家施旺发现——胃蛋白酶
复习回顾
真核细胞中有复杂的细胞器，如线粒体、叶绿体、核糖体等，它们有怎样的功能呢？
提示：
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称【细胞代谢】。
——有氧呼吸的主要场所
——进行光合作用的细胞器
——细胞内合成蛋白质的场所
酶
酶
酶
——细胞生命活动的基础。
一、酶的作用
第1节
探究酶的作用
降低化学反应活化能的酶
第1节
一、比较过氧化氢在不同条件下的分解
降低化学反应活化能的酶
H2O2在【高温、FeCl3溶液、过氧化氢酶】的作用下分解为水和氧气。
【新鲜肝脏】中有较多的过氧化氢酶。经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。
01.实验原理
新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶
使肝细胞破裂从而释放出过氧化氢酶
第1节
一、比较过氧化氢在不同条件下的分解
03.实验分析
【讨论01】与1号试管相比，2号试管放出的气泡多。这一现象说明了什么？
提示：
说明【加热】能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
降低化学反应活化能的酶
第1节
一、比较过氧化氢在不同条件下的分解
03.实验分析
【讨论02】与1号试管相比，为什么2号试管加热后过氧化氢就能分解？
提示：
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】。
降低化学反应活化能的酶
第1节
一、比较过氧化氢在不同条件下的分解
活化能
如果把化学反应比做驾车翻越一座高山，【加热】相当于给汽车加大油门
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，也称“能障”。
降低化学反应活化能的酶
第1节
一、比较过氧化氢在不同条件下的分解
03.实验分析
【讨论03】在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？
【讨论04】3号与4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？
提示：
不能。
降低化学反应活化能的酶
提示：
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。
催化作用
第1节
一、比较过氧化氢在不同条件下的分解
03.实验分析
【讨论05】3号试管与4号试管相比，哪支试管反应速率快？这说明什么？
提示：
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。
降低化学反应活化能的酶
第1节
一、比较过氧化氢在不同条件下的分解
03.实验分析
【讨论06】FeCl3和肝脏研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解，原因与2号试管的相同吗？
提示：
Fe3+和过氧化氢酶没有给过氧化氢提供能量，而是【降低】了分解反应的活化能。
降低化学反应活化能的酶
第1节
一、比较过氧化氢在不同条件下的分解
活化能
降低化学反应活化能的酶
提示：
不同条件使H202反应加快的本质:
加热——分子得到能量；
Fe3+——降低化学反应的活化能；
酶——更显著地降低化学反应的活化能。
第1节
一、比较过氧化氢在不同条件下的分解
03.实验分析
【讨论07】为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？
提示：
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。
降低化学反应活化能的酶
第1节
一、比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验设计的基本原则——对照原则
本实验中，只有反应条件是改变的，其余因素（如反应物的浓度、剂量等）都是保持不变。这样的实验叫做【对照实验】。对照实验一般要设置对照组和实验组。本实验如何设置？
降低化学反应活化能的酶
提示：
1号试管——对照组，2、3、4号试管——实验组。1号试管未做任何处理，这样的对照组叫做空白对照。
第1节
一、比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验设计的基本原则——控制变量原则
实验中，可以变化的因素很多，如温度、过氧化氢浓度和剂量、反应条件等，称为【变量】。
（1）人为控制的对实验对象进行处理的因素称为自变量；
本实验的自变量是什么？
降低化学反应活化能的酶
提示：
对过氧化氢溶液的不同处理，温度和催化剂都属于自变量。
第1节
一、比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验设计的基本原则——控制变量原则
实验中，可以变化的因素很多，如温度、过氧化氢浓度和剂量、反应条件等，称为【变量】。
（2）因自变量的改变而变化的变量称为因变量；
本实验的因变量是什么？
降低化学反应活化能的酶
提示：
过氧化氢分解速率——因变量。检测方法是观察气泡的数量和卫生香燃烧情况。
第1节
一、比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验设计的基本原则——控制变量原则
实验中，可以变化的因素很多，如温度、过氧化氢浓度和剂量、反应条件等，称为【变量】。
（3）实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素称为无关变量；
本实验的无关变量有哪些？
降低化学反应活化能的酶
提示：
反应物的浓度、反应时间等——无关变量。
课堂练习
1.下图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。
(1)没有酶催化的反应曲线是______。
(2)有酶催化的反应曲线是______。
(3)AC段的含义：
______________________________。
(4)BC段的含义：
______________________________。
(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将_______移动。
②
①
在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能
酶降低的活化能
向上
课堂练习
2.下图表示酶的作用机理，相关叙述错误的是（ ）
A．E1表示酶所降低的化学反应的活化能
B．E2表示酶促反应过程中所需的活化能
C．若将酶换为无机催化剂，则E2数值将增大
D．利用加热的方法能使E数值减小
D
二、酶的本质
第1节
二、关于酶本质的探索
4000多年前的夏禹时代
我国就掌握了酿酒技术，1716年《康熙字典》收录了酶字，并将“酶”解释为“酒母也”。“酒母”就是现在所说的酵母。
降低化学反应活化能的酶
19世纪
认为酿酒是让糖类发酵变成酒精和CO2，这是一个纯化学过程。
第1节
二、关于酶本质的探索
4000多年前的夏禹时代
降低化学反应活化能的酶
19世纪
巴斯德和李比希
巴斯德：发酵需活酵母细胞参与；李比希：引起发酵的是酵母细胞中的某些物质在细胞死亡后释放出来起作用。
第1节
二、关于酶本质的探索
4000多年前的夏禹时代
降低化学反应活化能的酶
19世纪
巴斯德和李比希
毕希纳
从细胞中获得了含有酶的提取液，称作酿酶。但是在提取液中还有许多其他物质，无法对酶进行鉴定。
第1节
二、关于酶本质的探索
4000多年前的夏禹时代
降低化学反应活化能的酶
19世纪
巴斯德和李比希
毕希纳
萨姆纳
从刀豆种子中提取纯的脲酶结晶，证明脲酶是蛋白质。
第1节
二、关于酶本质的探索
4000多年前的夏禹时代
降低化学反应活化能的酶
19世纪
巴斯德和李比希
毕希纳
萨姆纳
切赫和奥特曼
20世纪80年代，切赫和奥特曼发现：少数RNA也具有生物催化功能。
提示：
结论：酶是有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
第1节
酶本质探索讨论P80
1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？
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？
降低化学反应活化能的酶
提示：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。李比希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后才能发挥作用，是不正确的。
提示：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。
第1节
酶本质探索讨论P80
3.从毕希纳的实验可以得出什么结论？
4.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？
降低化学反应活化能的酶
提示：毕希纳的实验说明，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。
提示：萨姆纳历时9年，用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。
第1节
酶的概念
酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。
绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA。
降低化学反应活化能的酶
提示：
1.几乎所有的活细胞都能合成酶，酶可以在细胞内起作用(胞内酶：呼吸酶)，也可以在细胞外起作用(胞外酶：消化酶)，酶只起催化作用，不起调节作用，也不提供能量。
2.能产生激素的细胞一定能合成酶，但能合成酶的细胞不一定能产生激素。
来源
作用
本质
练习与应用P80
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
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
一、概念检测
D
D
二、拓展应用
1. 在本节“探究 实践”中，有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管，向其中分别加入2mL过氧化氢溶液后，再向5号试管内加入滴煮沸过的肝脏研磨液，向6号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目的是_______ 。
【提示】本小节“探究 实践”涉及的自变量并非只有一个，而是包括温度和催化剂两个变量，1号试管中仅放置了过氧化氢溶液，可以起到对照作用。2号试管与1号试管的区别在于温度，3号试管和4号试管与1号试管的区别在于多了催化剂，3号试管与4号试管之间也可以起相互对照作用。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号试管做对照；同理，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。
2.仔细阅读本节的“思考 讨论”，通过完成下面的图解，体会巴斯德、李比希、毕希纳、萨姆纳的观点之间的逻辑关系；写一篇短文，谈谈对科学发展过程的认识。
二、拓展应用
2.仔细阅读本节的“思考 讨论”，通过完成下面的图解，体会巴斯德、李比希、毕希纳、萨姆纳的观点之间的逻辑关系；写一篇短文，谈谈对科学发展过程的认识。
【提示】巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。李比希：引起发酵的是细胞中的某些物质，但是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。
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？请简略写岀实验步骤。想一想，在萨姆纳之前，为什么很难鉴定酶的本质？
【提示】用双缩脲试剂检测。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。

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