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(共22张PPT)
第1节 降低化学反应活化能的酶
人教版 选择性必修2
第1课时 酶的本质和作用
通过阅读酶对催化作用具体实例的讨论，说明酶在细胞代谢中的作用及酶的本质、特性。
通过阅读分析关于“酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进的，伟大的科学家也会有认识上的局限性。
通过相关的实验和探究，尝试控制自变量、观察和检测因变量，设置对照组和重复组。
【问题探讨】
1773年，意大利科学家斯帕兰扎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。
便于取出肉块、排除物理性消化干扰。
1.为什么要将肉块放在金属笼内？
胃内的化学物质
2.是什么物质使肉块消失了？
斯帕兰扎尼在研究鹰的
消化作用
3.怎样才能证明你的推测？
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。
细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
细胞代谢
场所：细胞内（主要是细胞质基质）
实质：各种化学反应的总称
细胞代谢离不开酶
细胞代谢
细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢，但是过氧化氢可以在过氧化氢酶的催化作用下转化为无毒的氧气和水。
酶对于我们细胞代谢来说如此重要，那么酶究竟有什么作用呢？
1、实验原理：
如何判断过氧化氢被分解的快慢？
观察单位时间内产生气泡的多少
观察带火星的卫生香的复燃情况
2H2O2 2H2O+O2↑
反应条件
①常温 ②加热 ③加催化剂Fe3+ ④加H2O2酶
酶在细胞代谢中的作用
比较过氧化氢在不同条件下的分解
探究 实践
2、实验材料
新鲜的质量分数为20%肝脏研磨液；
新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液；
质量分数为3.5%的FeCl3溶液；
各种用具如：量筒、试管、滴管、酒精灯、卫生香等等。
本实验为什么要用新鲜的肝脏？
如果不是新鲜的肝脏，肝脏中的过氧化氢酶会被腐生菌分解而减少。
实验为什么把肝脏制备成研磨液？
制成肝脏研磨液会增大酶与过氧化氢的接触面积，加快分解速率
3、实验步骤
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
组别 对照组 实验组 变量
1 2 3 4 过氧化氢 浓度 3% 3% 3% 3%
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 无气泡 少量 较多 大量
卫生香 燃烧情况 不复燃 不复燃 变亮 复燃
无关变量
无关变量
自变量
因变量
因变量
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？
说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
不能
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？
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。
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。
通过刚才探究实验的学习，思考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？
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
活化能
提醒　
①加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。
②酶可以重复多次利用，不会立即被降解。
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。
巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。
发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某种物质起作用。
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
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。
巴斯德
李比希
毕希纳
请同学们自主阅读教材79-80页，梳理酶本质的探索历程
酶的本质
萨姆纳：从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是蛋白质
发现少数RNA具有催化功能，称为核酶。
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。
切赫、奥特曼
发现了绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA（核酶）
酶的来源
酶的作用
酶的作用机理
酶的本质
合成场所
合成原料
作用部位
氨基酸或核糖核苷酸
活细胞产生
只有催化作用
大多数是蛋白质，少数是RNA
有的在核糖体，有的在细胞核或拟核
既在体内起作用，又可在体外起作用
降低化学反应活化能
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呢？这一结论对后人。进一步探究酶的本质起到了什么作用？
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。
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。
3.从毕希纳的实验可以得出什么结论？
4.萨姆纳历经9年才证明尿酶是蛋白质并因此获得诺贝尔化学奖，你认为他取得成功靠的是什么样的精神品质？
5.请给酶下一个比较完整的定义。
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。
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。
酶是具有催化剂的有机物，绝大多数酶的本质是蛋白质，少数酶的本质是RNA。
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
D
一、概念检测
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
D
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2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:
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号试管的区别在于比1号试管多了催化剂。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号试管作对照；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。
二、拓展应用

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