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1、说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。2、进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。3、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。斯帕兰札尼的实验斯帕兰札尼的实验讨论：讨论：1 1、这个实验要解决什么问题？、这个实验要解决什么问题？鸟类的胃是否只有物理性消化，鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化没有化学性消化2 2、是什么物质使肉块消失了？、是什么物质使肉块消失了？是胃内的化学物质将肉块分解了是胃内的化学物质将肉块分解了3 3、怎样才能证明你的推
2、测？、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了体外是否也能将肉块分解了一、细胞代谢一、细胞代谢C CCOOHCOOHH HN NR R1 1R R2 2O OHHH HC CNHNH2 2C OHC OHH H+R R1 1C CNHNH2 2C C H HOOCOOHCOOHC CHHN NR R2 2HH1.1.概念：概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学细胞中每时每刻都进行着许多化学 反应，统称为反应，统称为细胞代谢细胞代谢。2.2.意义：细胞代谢意义：细胞代谢是细胞生命活动的基础是细胞生命活动的基础酶在细胞代谢中的
3、重要作用酶在细胞代谢中的重要作用 在生物体外，许多化学反应的顺利进行需要一些在生物体外，许多化学反应的顺利进行需要一些条件，如条件，如高温、高压、强酸、强碱、催化剂高温、高压、强酸、强碱、催化剂细胞细胞内是否具备这些条件呢？内是否具备这些条件呢？ 组成生物体的细胞内外环境是很温和的：组成生物体的细胞内外环境是很温和的：常温、常温、常压、水溶液环境、常压、水溶液环境、pHpH接近中性接近中性。而细胞内每时每刻。而细胞内每时每刻都进行着各种生化反应，为什么这些生化反应能迅速都进行着各种生化反应，为什么这些生化反应能迅速有序地完成的呢？有序地完成的呢？二、酶在细胞代谢中的作用二、酶在细胞代谢中的作用
4、 探究酶在细胞代谢中的作用探究酶在细胞代谢中的作用2 H2 H2 2O O2 2 2 2 H2 2O + O2 2高温高温 /Fe3 /过氧化氢酶过氧化氢酶实验原理：过氧化氢在实验原理：过氧化氢在高温高温或或铁离子铁离子或或过氧化氢过氧化氢酶酶的作用下都可分解成水和氧气。的作用下都可分解成水和氧气。新鲜猪肝或萝卜细胞等活细胞中均含有过氧化新鲜猪肝或萝卜细胞等活细胞中均含有过氧化氢酶氢酶， FeFe3+3+是一种无机催化剂，质量分数为是一种无机催化剂，质量分数为3.5%3.5%的氯化铁溶液和质量分数为的氯化铁溶液和质量分数为20%20%的肝脏研磨的肝脏研磨液相比，每滴氯化铁溶液中的液相比，每滴氯
5、化铁溶液中的FeFe3+3+数，大约是每数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的滴研磨液中过氧化氢酶分子数的2525万倍。万倍。实验目的：通过比较过氧化氢在实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件不同条件下分解下分解的快慢，了解酶的作用和意义。的快慢，了解酶的作用和意义。1 1、常温下反应、常温下反应2 2、加热、加热3 3、FeFe3+3+做催化剂做催化剂4 4、过氧化氢酶、过氧化氢酶加入试管直接观察加入试管直接观察酒精灯加热酒精灯加热滴加滴加FeCl3溶液溶液猪肝研磨液（过氧化氢酶）猪肝研磨液（过氧化氢酶）实验材料用具实验材料用具 新鲜的质量分数为新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液的肝脏研磨液
6、 质量分数为质量分数为3.5%的氯化铁溶液的氯化铁溶液 量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、试管夹、量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计大烧杯、三脚架、石棉网、温度计比较H2O2在不同条件下的分解速率 实验后22 浓度3%2ml3%2ml2ml2ml3%3%90FeCl3过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快 实验前带火星卫生香 实验后1 1、与、与1 1号试管相比，号试管相比，2 2号试管出现什么不同的现象？这一现象说号试管出现什么不
7、同的现象？这一现象说明了什么？明了什么？2 2、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？3 3、3 3号和号和4 4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？4 4、3 3号与号与4 4号相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为号相比，哪支试管中的反应速率快？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？什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？加热能促进过氧化氢的分解加热能促进过氧化氢的分解, ,提高反应速率提高反应速率FeCl3中中Fe3+和猪肝研磨液的过氧化氢酶都能加快和猪肝研磨
8、液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率过氧化氢分解的速率4 4号试管的反应速率比号试管的反应速率比3 3号试管快的多，说明号试管快的多，说明过氧化过氧化氢酶比氢酶比Fe3+Fe3+的催化效率高的多的催化效率高的多变量：变量：实验过程中可以变化的因素。实验过程中可以变化的因素。自变量自变量：因变量因变量：人为改变的变量。人为改变的变量。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。无关变量：无关变量：对照实验：对照实验：除了一个因素以外，其余因除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。素都保持不变的实验。对照组对照组：实验组实验组：除自变量以外，实验过程中可能还除自变量以外，实
9、验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，造成影响，实验设计原则实验设计原则: :对照原则对照原则 单一变量原则单一变量原则22 浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量对照实验对照实验对照组对照组实验组实验组当皮肤上出现小伤口时，用双氧水消毒时，能观察到什当皮肤上出现小伤口时，用双氧水消毒时，能观察到什么现象？你能解释这一现象的原因吗？么现象？你能解释这一现象的原因吗？酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用分子从常态转变为容易发生化学反应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
10、量。活跃状态所需要的能量。各条件使反应加快的本质：各条件使反应加快的本质：加热：加热： FeFe3+3+：酶：酶：提高过氧化氢分子的能量，从常态转变为容易分提高过氧化氢分子的能量，从常态转变为容易分解的活跃状态解的活跃状态降低化学反应的降低化学反应的活化能活化能同无机催化相比，酶能更显著地降低化同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的学反应的活化能，活化能，因而催化效率更高。因而催化效率更高。催化剂可以降低化学反应的活化能，从而使活化分催化剂可以降低化学反应的活化能，从而使活化分子数增多，反应速度加快，而且与无机催化剂相比子数增多，反应速度加快，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优
11、越性较，生物催化剂酶有突出的优越性酶降低活化酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。能的作用更显著，因而催化效率更高。 正是酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的正是酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行条件下快速进行。一、细胞代谢一、细胞代谢二、酶在细胞代谢中的作用二、酶在细胞代谢中的作用三、酶的本质三、酶的本质讨论：讨论：1 1、巴斯德和李比希的观点、巴斯德和李比希的观点各是什么？有什么积极意义？各是什么？有什么积极意义？各有什么局限性？各有什么局限性？2 2、巴斯德和李比希出现争论、巴斯德和李比希出现争论的原因是什么？这一争论对后人的原因是什么？这一争论对后人进一步研究酶的本质
12、起到了什么进一步研究酶的本质起到了什么作用？作用？3 3、从毕希纳实验可以、从毕希纳实验可以得出什么结论？得出什么结论？4 4、萨姆纳研究哪种酶？、萨姆纳研究哪种酶？你认为他成功的主要原你认为他成功的主要原因是什么？因是什么？5 5、切赫和奥特曼有什、切赫和奥特曼有什么新发现？么新发现？6 6、酶的定义和本质是什么？、酶的定义和本质是什么？三、酶的本质三、酶的本质 酶酶是是活细胞活细胞产生的具有产生的具有催化作用催化作用的的有机物有机物， 其中绝大多数酶是其中绝大多数酶是蛋白质蛋白质, ,少数酶是少数酶是RNARNA。三、酶的定义和本质三、酶的定义和本质二、酶在细胞代谢中的作用二、酶在细胞代谢
13、中的作用一、细胞代谢一、细胞代谢酶是一类生物催化剂酶是一类生物催化剂酶的本质酶的本质 酶的来源酶的来源 酶的功能酶的功能酶是酶是活细胞活细胞产生的，只能在活细胞中发挥作用吗？产生的，只能在活细胞中发挥作用吗？一一 细胞代谢细胞代谢二二 设计实验的原则：设计实验的原则： 单一变量原则单一变量原则 设置对照实验原则设置对照实验原则三三 酶的作用酶的作用: : 降低化学反应降低化学反应活化能活化能，提高化学反应速率，提高化学反应速率四四 酶的本质酶的本质: : 绝大多数酶是绝大多数酶是蛋白质蛋白质, ,少数是少数是RNARNA(1)证明某种酶是蛋白质证明某种酶是蛋白质实验组：待测酶液双缩脲试剂实验组
14、：待测酶液双缩脲试剂是否是否出现紫色反应。出现紫色反应。对照组：已知蛋白液双缩脲试剂对照组：已知蛋白液双缩脲试剂出出现紫色反应。现紫色反应。酶化学本质的酶化学本质的实验验证实验验证(2)证明某种酶是证明某种酶是RNA 实验组：待测酶液吡罗红染液实验组：待测酶液吡罗红染液是否是否呈现红色。呈现红色。 对照组：已知对照组：已知RNA溶液吡罗红染液溶液吡罗红染液出现红色。出现红色。1、大多数酶在水解过程中，通常能得到多、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（肽，最后能得到氨基酸，这说明（ ） A.大多数酶石油或细胞产生的大多数酶石油或细胞产生的 B.大多数酶是生物催化剂大多
15、数酶是生物催化剂 C.大多数酶的化学本质是蛋白质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大多数酶的基本组成单位是多肽2、酶的基本组成单位是（、酶的基本组成单位是（ ） A.氨基酸氨基酸 B.核苷酸核苷酸 C.核糖核苷酸核糖核苷酸 D.A或或CCD2 2下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是( )( )A A要设置对照组和实验组要设置对照组和实验组 B B自变量要始终保持相同自变量要始终保持相同C C无关变量要始终相同且适宜无关变量要始终相同且适宜 DD要遵循单因子变量原则要遵循单因子变量原则3 3同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率同
16、无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因是的原因是( )( )。A A降低反应的活化能的作用更显著降低反应的活化能的作用更显著B. B. 能供给反应物能量能供给反应物能量C C改变了反应的途径改变了反应的途径 DD能降低反应活化能能降低反应活化能4 4关于活化能，下列说法不正确的是关于活化能，下列说法不正确的是( )( )。A A是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能 量量B B加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活 化能化能C C无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总
17、量 更多而加快反应速率更多而加快反应速率DD酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反 应更容易进行应更容易进行C巴斯德之前巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德巴斯德发酵与活细胞有关发酵与活细胞有关，发，发酵是整个细胞而不是细酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用胞中某些物质起作用引起发酵的是细胞中的某些引起发酵的是细胞中的某些物质物质，但这些物质只有在酵，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发母细胞死亡并裂解后才能发挥作用挥作用毕希纳毕希纳酵母酵母细胞中的某些物质细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后能够在酵
18、母细胞破碎后继续继续起催化作用起催化作用，就像在活酵母细胞中一样，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳萨姆纳脲酶是脲酶是蛋白质蛋白质李比希李比希切赫、奥特曼切赫、奥特曼少数少数RNARNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能一般化学反应的条件一般化学反应的条件 FeBr2BrHBr水浴水浴（1）高温（）高温（2）高压）高压（3）强酸（）强酸（4）强碱（）强碱（5）催化剂）催化剂在化学反应里能改变其它物质的化学反应速在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫做没有变化的物质叫做 。催化剂只是改变反应速率催化剂只是改变反应速率,并不改变化学平衡并不改变化学平衡催化剂催化剂 巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是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，但是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的目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。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。
