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第1节第1课时 酶的作用和本质
1.为什么要将肉块放在金属笼内
排除物理性消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学性消化。
是胃内的化学物质将肉块分解了。
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。
斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用
问题探讨
【资料】1773年，意大利科学家斯帕兰札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。
2.是什么物质使肉块消失了
3.怎样才能证明你的推测
斯帕兰札尼
食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某种物质。
后来，科学家
发现胃液中含有大量的盐酸，推测盐酸是使食物分解的物质。
1835年，施旺（德）
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大于盐酸的单独作用，这种物质就是胃蛋白酶。
1.酶的发现
一、酶在细胞代谢中的作用
（1）细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
（2）意义：细胞生命活动的基础。
（3）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。幸而细胞中含有过氧化氢酶，能将过氧化氢分解，变成氧和水。
2H2O2
2H2O + O2↑
过氧化氢酶
一、酶在细胞代谢中的作用
2.细胞代谢
（1）目的要求
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）实验原理
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
不同反应条件
比较过氧化氢在不同条件下的分解
一、酶在细胞代谢中的作用
通过O2的产生量判断
H2O2的分解情况
单位时间内产生气泡的多少；
带火星的卫生香的复燃情况。
1号
2号
3号
4号
2mLH2O2
90℃
水浴加热
2滴
3.5%FeCl3
2滴
20%肝脏研磨液
常温
一、酶在细胞代谢中的作用
（3）实验步骤
观察产生气泡的多少
观察卫生香的燃烧情况
基本无
少量
较多
大量
复燃
不明显
复燃
明显
（4）实验结果
一、酶在细胞代谢中的作用
（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？
（2）3、4号试管未经加热，也有大量气 泡产生，这说明了什么？
（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？
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。
过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多。
（5）实验分析
一、酶在细胞代谢中的作用
（6）实验结论
加热、FeCl3溶液中的Fe3+以及新鲜肝脏研磨液中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解。
与无机催化剂Fe3+相比，过氧化氢酶的催化效率更高。
一、酶在细胞代谢中的作用
一、酶在细胞代谢中的作用
科学方法——控制变量和设计对照实验
（1）控制变量
①变量：实验过程中的变化因素。
温度（加热）、催化剂（FeCl 溶液、肝脏研磨液）。
②自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素（不同条件X）。
③因变量：因自变量改变而变化的变量（结果Y）。
④无关变量：
H2O2分解速率。
H2O2浓度和体积、反应时间、肝脏的新鲜程度等。
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（相同条件a）。
空白对照
对照组
实验组
①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，并将结果进行比较的实验。一般设置对照组和实验组。
（2）对照实验
一、酶在细胞代谢中的作用
②对照实验的类型：空白对照、自身对照、相互对照、条件对照。
（3）实验设计的一般原则
一、酶在细胞代谢中的作用
①对照原则：在实验中，一般需要设置对照组。通过设置对照组，既能排除无关变量对实验结果的影响，又能增加实验结果的可信度和说服力。
②单一变量原则：在对照实验中,除了要观察的变量发生变化外,其他变量都应保持相同。（无关变量始终相同且适宜）
③等量性原则：指除单一变量可以变化外，其他的实验条件应是一样的，如所用试剂量要相同，放在相同条件下培养，取长势相同的植物培养等。
思考讨论
1.加热为什么能使H2O2分解？
因为加热使H2O2分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。
2.在常温常压下，Fe3+和H2O2酶并未供给H2O2能量，为什么H2O2也能分解？
它们降低了H2O2分解反应的活化能。
二、酶的作用机理
1.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。
二、酶的作用机理
Fe3+和过氧化氢酶促使过氧化氢分解，但它们并未供给过氧化氢能量，而是降低了过氧化氢分解的活化能。
穿山隧道
加热加压相当于给汽车加大油门。
提供能量
2.酶的作用机理
活跃状态
（1）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。
（2）正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行。
二、酶的作用机理
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（作用机理）。
想一想：如何表示？
无催化剂曲线：______
酶促反应曲线：______
无酶促反应所需活化能：______
酶促反应所需活化能： ______
酶降低的活化能： ______
曲线B
曲线A
E2
E3—E2
E3
二、酶的作用机理
思考讨论
二、酶的作用机理
酶能增加产物的生成量吗？
酶和无机催化剂一样能催化化学反应的进行，降低反应的活化能，但本身并不被消耗，不为化学反应提供物质和能量，不改变化学反应的方向和生成物的量。
少数RNA也具有催化功能。
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。
巴斯德之前
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德
毕希纳
萨姆纳
李比希
切赫、奥尔特曼
三、酶的本质
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。
酶是蛋白质。
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。
降低活化能
少数是RNA
三、酶的本质
酶的定义
酶的来源
酶的作用
酶的化学成分
1.在过氧化氢酶和Fe3+的催化效率比较的实验中，把肝脏制成研磨液的目的是（ ）
A.有利于过氧化氢酶的释放 B.保护过氧化氢酶
C.提高过氧化氢酶的活性 D.以上说法都不正确
2.酶具有极强的催化功能，其原因是（ ）
A.增加了反应物之间的接触面积
B.降低了化学反应的活化能
C.提高了反应物分子的活化能
D.酶提供使反应开始所必需的活化能
A
B
随堂测试
3.大多数酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明（ ）
A.大多数酶是细胞产生的
B.大多数酶是生物催化剂
C.大多数酶的化学本质是蛋白质
D.大多数酶的基本组成单位是多肽
C
随堂测试
随堂测试
4.关于酶的叙述中,正确的是( )
A.酶只有在生物体内才能起催化作用
B.酶都有消化作用
C.酶是活细胞产生的具有催化效率的有机物。
D.酶都是在核糖体上合成的
C
本节内容结束

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