1、第一节第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第一课时第一课时 酶的作用和本质酶的作用和本质学习目标：学习目标：1.说出说出细胞代谢细胞代谢的概念。的概念。2.举例说明举例说明酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用。3.概述概述酶的化学本质酶的化学本质。4.学会控制学会控制自变量自变量，观察和检测，观察和检测因变量因变量的变化，以及设置的变化，以及设置对照实验对照实验。2 2、是什么物质使肉块消失了？、是什么物质使肉块消失了？3 3、胃内起催化消化作用的物质、胃内起催化消化作用的物质主要是什么？主要是什么？1 1、为什么将肉
2、块放入金属笼内？、为什么将肉块放入金属笼内？排除物理性消化排除物理性消化是胃内的化学是胃内的化学物质将肉块分解了。物质将肉块分解了。酶在消化过程中发挥着重要的作用。细胞中细胞中每时每刻进行的每时每刻进行的化学反应化学反应的统称。的统称。酶和细胞代谢有关系吗？酶和细胞代谢有关系吗？酶酶细胞代谢细胞代谢一、一、 酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用细胞代谢：细胞代谢：实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解1 1、实验原理：、实验原理：水浴加热水浴加热、FeClFeCl3 3溶液中的溶液中的 以及以及肝脏研磨液中的肝脏研磨液中的 均可影响均可影响H H2 2O
3、O2 2分解为分解为H H2 2O O和和O2 2的速率。的速率。 Fe3+过氧化氢酶过氧化氢酶 一、一、 酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用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（包括头发）变白 ，会加速人体衰老。2 2、实验实验材料材料：新鲜的质量分数为新鲜的质量分数为20%20%的肝脏研磨液；的肝脏研磨液；3%3%的的H H2 2O O2 2溶液；溶液； 3.5% 3.5%的的FeClFeCl3 3溶液。溶液。3、实验过程和现象、实验过程和现象自主探究自主探究1 1：3min3min小组讨论以下问题，时间小组讨
4、论以下问题，时间。3、实验过程和现象分析：、实验过程和现象分析：自主探究自主探究1 1：3min3min小组讨论以下问题，时间小组讨论以下问题，时间。3、实验过程和现象分析：、实验过程和现象分析：自主探究自主探究1 1：3min3min小组讨论以下问题，时间小组讨论以下问题，时间。3、实验过程和现象分析：、实验过程和现象分析：4、注意的问题、注意的问题（1）一定要选用新鲜的肝脏，为什么？）一定要选用新鲜的肝脏，为什么？（2）将肝脏制成研磨液有什么意义？）将肝脏制成研磨液有什么意义？（3）滴入）滴入FeCl3溶液和肝脏研磨液时，可否共用一个吸管？为什么？溶液和肝脏研磨液时，可否共用一个吸管？为什
5、么？ 新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶，如果肝脏不新鲜，在微生物新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶，如果肝脏不新鲜，在微生物的作用下，过氧化氢酶可能被分解。的作用下，过氧化氢酶可能被分解。 不能；由于酶具有高效性，若滴入的不能；由于酶具有高效性，若滴入的FeClFeCl3 3溶液中混有少量的溶液中混有少量的过氧化氢酶，会影响实验准确性过氧化氢酶，会影响实验准确性 请同学们阅读教材请同学们阅读教材P7P78 8相关内容（控制变量），思考：一个严谨的实相关内容（控制变量），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？验该如何来设计？有哪些因素是我们必须要考虑的？ 自变量：自变量： 因
6、变量：因变量：无关变量：无关变量：除自变量外，实验中还存在的一些也可除自变量外，实验中还存在的一些也可对实验结果对实验结果造成影响的造成影响的其它变量其它变量随着自变量的变化而变化的变量随着自变量的变化而变化的变量人为改变的变量人为改变的变量 变量：变量： 实验中可以变化的因素实验中可以变化的因素Y = a + f(x)Y = a + f(x)自自变变量量因因变变量量无关无关变量变量（不同条件（不同条件X）单一变量原则：单一变量原则：实验设计时只有一实验设计时只有一个自变量，且无关变量在对照组和个自变量，且无关变量在对照组和实验组中均要保持实验组中均要保持相同且适宜相同且适宜（结果（结果Y）（
7、相同条件（相同条件a）科学方法：控制变量和设计对照实验5、实验方法：、实验方法：试管编号试管编号步骤步骤1 12 23 34 4一一二二 三三观察观察实验结论实验结论2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%3%3%3%3%常温常温9090FeClFeCl3 3肝脏研磨液肝脏研磨液2 2滴滴2 2滴滴几乎无几乎无少量少量较多较多大量大量不复燃不复燃不复燃不复燃变亮变亮复燃复燃过氧化氢在过氧化氢在不同条件不同条件下的分解速率下的分解速率不一样不一样过氧化氢在过氧化氢在过氧化氢酶过氧化氢酶的作用下分解速率的作用下分解速率最快最快反应条件反应条件无关变量无关变量 H H2 2O
8、 O2 2浓度浓度H H2 2O O2 2剂量剂量气泡产生气泡产生自变量自变量因变量因变量讨论：无关变量对实验结果没有影响吗？该实验的无关变量还有哪些？讨论：无关变量对实验结果没有影响吗？该实验的无关变量还有哪些？相同相同 适宜适宜试管编号试管编号步骤步骤1 12 23 34 4一一二二 三三观察观察实验结论实验结论2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%3%3%3%3%常温常温9090FeClFeCl3 3肝脏研磨液肝脏研磨液2 2滴滴2 2滴滴几乎无几乎无少量少量较多较多大量大量不复燃不复燃不复燃不复燃变亮变亮复燃复燃过氧化氢在过氧化氢在不同条件不同条件下的分解速率
9、下的分解速率不一样不一样过氧化氢在过氧化氢在过氧化氢酶过氧化氢酶的作用下分解速率的作用下分解速率最快最快反应条件反应条件无关变量无关变量 H H2 2O O2 2浓度浓度H H2 2O O2 2剂量剂量气泡产生气泡产生对照组对照组自变量自变量因变量因变量讨论：该实验的对照组和实验组分别是什么？讨论：该实验的对照组和实验组分别是什么？对照性原则对照性原则相同相同 适宜适宜 思考：为什么思考：为什么加热、加热、H2O2酶能加快化学反应？加快化学反应？ 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（activation energy）。酶的作用机理：与无机催化剂相比，酶降低活化能
10、的作用更显著，催化效率更高。二、 酶的作用机理加热、加热、H2O2酶的作用机理加热：加热： 为反应物分子为反应物分子提供提供能量能量(活化能）活化能），使其达到活跃状态使其达到活跃状态Fe3+：降低降低化学反应的化学反应的活化能活化能酶：酶：更显著地降低更显著地降低化学反应的活化能化学反应的活化能想一想：如何表示？想一想：如何表示？无催化剂曲线：无催化剂曲线：_酶促反应曲线：酶促反应曲线：_无酶促反应所需活化能：无酶促反应所需活化能：_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：酶降低的活化能： _曲线曲线B曲线曲线AE2E3E2E3归纳：各条件使反应加快的实质归纳：各条件使反
11、应加快的实质正是因为酶的催化作用，细胞代谢才能在正是因为酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件温和条件下快速有序地进行。下快速有序地进行。酶的作用机理：酶的作用机理： 显著降低化学反应的活化能显著降低化学反应的活化能 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！三、 酶的本质1、关于酶本质的探索过程、关于酶本质的探索过程讨论：讨论：2.2.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在科学发
12、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？起到了什么作用？1.1.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？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？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
13、细胞死亡并裂解后才能的某些物质，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。发挥作用，是不正确的。巴斯德是微生物学家，特别强调生物体和细胞的作用；李比希是化学巴斯德是微生物学家，特别强调生物体和细胞的作用；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。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。3.3.从毕希纳的实验可以可以得出什么结论？从毕希纳的实验可以可以得出什么结论？4.4.萨姆纳历时萨姆纳历时9 9年才证明脲
14、酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他取得的成功靠的什么样的精神品质？奖。你认为他取得的成功靠的什么样的精神品质？5.5.请给酶下一个比较完整的定义。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。胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。萨姆纳历时萨姆纳历时9 9年，用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠年，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。的科学精神，将酶提纯出来
15、。成功属于不畏艰苦的人。 参考下一页参考下一页什么是酶？催化作用活细胞有机物酶是 产生的具有 的 ，其中绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA。根据教材内容，酶大体可分为下述几类：根据教材内容，酶大体可分为下述几类：按作用部位分：按作用部位分：（1）胞内酶：）胞内酶：在细胞内起作用。如呼吸酶、光合酶等在细胞内起作用。如呼吸酶、光合酶等（2）胞外酶：）胞外酶：合成分泌到细胞外起作用。如各种消化酶。合成分泌到细胞外起作用。如各种消化酶。按功能分：按功能分：（1）合成酶：）合成酶：在物质合成时起作用。如在物质合成时起作用。如DNA聚合酶。聚合酶。（2）水解）水解酶：酶：催化物质水解。催化物质水解。2.
16、2.强调：酶的本质强调：酶的本质化学本质化学本质基本单位基本单位合成场所合成场所来源来源生理功能生理功能作用机理作用机理作用场所作用场所绝大多数酶是蛋白质绝大多数酶是蛋白质少数酶是少数酶是RNARNA核糖体核糖体细胞核或细胞质细胞核或细胞质催化作用催化作用1 酶在反应中的作用酶是一种生物催化剂；酶显著降低了化学反应的活化能。3 学习设计对照实验学会确定自变量，控制无关变量，观察和检测因变量；学会设置对照组，明确对照组在实验中的意义。小小 结结2 酶的化学本质绝大多数酶是蛋白质，还有少量的RNA。2022-1-9实例：水进出细胞的原理一、概念检测一、概念检测1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可
17、以降低化学反应的活化能。下列关于酶的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酶只有释放到细胞外才起作用C. 所有的酶都是蛋白质所有的酶都是蛋白质 D. 酶是具有催化作用的有机物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（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能为反应物提供能量 B. 能降低化学反应的活化能能降低
18、化学反应的活化能C. 能在温和条件下催化化学反应能在温和条件下催化化学反应 D. 催化化学反应更高效催化化学反应更高效课后习题DD二、拓展应用二、拓展应用在本节在本节“探究探究实践实践”中，有同学在原有实验的基础上增加了中，有同学在原有实验的基础上增加了5号和号和6号试管，向其号试管，向其中分别加入中分别加入2 mL过氧化氢溶液后，再向过氧化氢溶液后，再向5号试管内加入滴煮沸过的肝脏研磨液，向号试管内加入滴煮沸过的肝脏研磨液，向6号试管内加入号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目的是滴蒸馏水。这样做的目的是_。课后习题本小节“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。2022-1-9谢谢同学们的配合！
