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(共24张PPT)
第1节 降低化学反应活化能的酶
第1课时 酶的作用和本质
能阐明酶的化学本质和在代谢中的作用及酶发挥作用的原理。
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，科学家也会有认识上的局限性。
通过对有关酶实验的分析，学会控制实验的变量和设置对照实验。
网红糯甜的玉米
将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85℃水中热汤处理2min，可较好保持甜味。这是为什么？
破坏了酶（将可溶性糖转化为淀粉的酶）
酶在细胞代谢中有什么作用呢
资料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。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，毛发变白 ，会加速人体衰老。
2H2O2
2H2O + O2↑
1.过氧化氢在体外分解需要什么条件？
加热或加无机催化剂（如FeCl3)
2.细胞内的环境温和，并不具备体外反应条件，细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？
过氧化氢酶
3.氧化氢酶与加热、加催化剂都能使过氧化氢分解，他们原理相同吗？分解速率相同吗？如何设计实验来探究酶的作用？
一、酶在细胞代谢中的作用
1.实验原理
2.目的要求
3.材料用具
通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。
中有较多的 。质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的 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。
过氧化氢酶
肝脏研磨液
新鲜肝脏
新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液
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。
【任务①】 探究实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解
4.方法步骤
2号
1号
3号
4号
2mL 过氧化氢溶液
常温
90℃水浴
2滴FeCl3溶液
2滴肝脏研磨液
气泡产生
卫生香复燃
分 组 编 号
相 同 处 理
不 同 处 理
结 论
不明显
少量
较多
大量
变亮
复燃
【任务①】 探究实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解
4.3号试管和4号试管相比，哪支试管的反应速度快？这说明什么？
为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？
2.在细胞内，能通过加热提高反应速率吗？
讨论：
1.与1号相比，2号试管出现什么不同的现象？说明什么问题？
不能
3.3号和4号试管未加热，也有大量气泡产生，这说明什么？
酶可以在常温、常压下高效催化。
实验结论：
加热能促进H2O2的分解；
催化剂能加快H2O2的分解；
过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高！
【任务①】 探究实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解
通过刚才的探究实验，说明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.变量：实验过程中变化的因素称为变量。
2.自变量：在实验过程中 。
3.因变量：随_________的改变而变化的变量。
4.无关变量：除_______外，实验过程中可能还存在一些对实验结果造
成影响的可变因素。
5.对照实验：除了一个因素以外，其余因素都__________的实验。
对照实验的类型： 。
人为控制的对实验对象进行处理的因素
自变量
自变量
保持一致
控制变量和设计对照实验
科学方法
（无关变量始终相同且适宜）
空白对照、自身对照、相互对照、条件对照
说明
2号
1号
3号
4号
对照组
实 验 组
2mL 过氧化氢溶液
常温
90℃水浴
2滴FeCl3溶液
2滴肝脏研磨液
不明显
少量
较多
大量
变亮
复燃
气泡产生
卫生香复燃
分 组 编 号
相 同 处 理
不 同 处 理
结 论
无关变量
自变量
因变量
空白对照
无关变量在对照组和实验组中均要保持 。
单一变量原则、
（还有平行重复原则……）
实验设计应遵循的原则：
对照原则
相同且适宜
不接受处理的组（接近自然状态）
接受实验变量处理的组
加热为什么能加快过氧化氢分解？
3号、4号试管没有加热，为什么
也有大量气泡产生？
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。
加热：为分子提供了能量
Fe3+：降低化学反应的活化能
酶：同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。
二、酶的作用机理
阅读P78，回答以下问题：
与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用___________，催化效率 __ 。
无催化剂曲线：______
无机催化剂曲线：_____
酶促反应曲线：______
无催化剂所需活化能：_____
酶促反应所需活化能： ______
酶降低的活化能： ______
①
ad
cd
③
酶的作用机理: 。
降低化学反应的活化能
②
ac
更显著
更高
酶能增加产物的生成量吗？
未加催化剂
无机催化剂
酶催化
时间
产物量
酶只是加快反应速率，并不能增加产物的生成量。
酶与无机催化剂的共性：
①降低化学反应的活化能，使反应速率加快，缩短达到平衡点的时间。
②反应前后性质、数量不变。
③只改变反应速率，不改变反应平衡点。
19世纪，酿酒业在欧洲经济中占有重要地位。但是，酿出的葡萄酒经常莫名其妙地变酸，因此科学界非常重视对发酵过程的研究……
我国早在4000多年前的夏禹时代，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”。
情境2
酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。
“
“
老德，你说什么玩意儿？！
引起发酵的是酵母菌中的某些物质，但这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用。
“
“
【法】巴斯德
【德】李比希
VS
三、酶的本质
【德】毕希纳
将酵母菌细胞中引发发酵的物质称为酿酶。
把酵母菌细胞放在石英砂中用力研磨并加水搅拌
加压过滤，得不含酵母菌细胞提取液，并加葡萄糖
一段时间后，冒气泡，糖液变成了酒
1
2
3
酵母菌细胞中的某些物质能够在酵母菌细胞破碎后继续起作用，就像在活酵母菌细胞中一样。
“
“
【美】萨姆纳
科学家们又相继获得胃蛋白酶、胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证明这些酶都是蛋白质。
脲酶的化学本质是蛋白质!
【美】奥尔特曼
【美】切赫
少数RNA也具有生物催化功能
20世纪80年代
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德
李比希
毕希纳
萨姆纳
其他科学家
切赫和奥尔特曼
少数酶是RNA
死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵
发酵与死细胞中的物质有关
发酵与活细胞有关
脲酶是蛋白质
胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质
“酶”
活细胞产生的一类具有催化作用的有机物。
绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。
① 一般说来，活细胞都能产生酶。
② 酶可在细胞内、细胞外、体外发挥作用。
③ 酶只起催化作用，无调节功能。
定义
本质
注意
酶的
来源
酶的
功能
酶的化
学本质
资料2：某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，请利用这一原理设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。
知识拓展：鉴定酶本质的方法
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
（1）试剂鉴定法：利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应的原理设计实验方案。
（2）酶解鉴定法
酶为生活添姿彩
溶菌酶溶解细菌的细胞壁
含酶牙膏
多酶片
加酶洗衣粉
果胶酶
酶的应用
与生活的联系1
生活中的酶
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。
探究实验：比较过氧化氢 在不同条件下的分解
原理：降低化学反应活化能
自变量
因变量
无关变量
酶的作用和本质
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
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
C
3.如图曲线Ⅰ、Ⅱ 分别表示物质M在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列叙述正确的是(　　)
A.ad段表示无催化剂时，反应所需要的活化能
B.ac段表示有酶催化时，酶降低的活化能
C.若换用无机催化剂，b点将向上移动
D.加热加压不能使物质M更容易从常态转变为
活跃状态

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