1、教學目標：教學目標：1、說明酶在細胞代謝中的、說明酶在細胞代謝中的作用作用、本質本質及及特性特性。2、通過進行有關實驗，學會控制、通過進行有關實驗，學會控制自變量自變量，觀察和，觀察和檢檢測因變量測因變量的變化，以及的變化，以及設置對照組設置對照組和和重復實驗重復實驗。3、通過閱讀分析、通過閱讀分析“關于酶本質的探索關于酶本質的探索”的資料，的資料，認同科學是在不斷的探索和爭論中前進的。認同科學是在不斷的探索和爭論中前進的。是否只有物理性消化，是否只有物理性消化，沒有化學性消化沒有化學性消化胃內的化學物質胃內的化學物質收集胃內的化學物質，看收集胃內的化學物質，看看這些物質在體外是否能看這些物質

2、在體外是否能將肉塊分解將肉塊分解?；仡櫍夯仡櫍喝~綠體：葉綠體：CO2+H2O （CH2O) +O2 酶酶線粒體線粒體: C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量能量酶酶核糖體：核糖體： 氨基酸氨基酸 多肽多肽縮合脫水縮合脫水酶酶細胞代謝：細胞代謝：細胞代謝細胞代謝：細胞中每時每刻都進行著細胞中每時每刻都進行著的許多化學反應，統稱為的許多化學反應，統稱為細胞代謝細胞代謝。化學中要想使一個化學反應順化學中要想使一個化學反應順利進行，一般怎樣處理（反應條件利進行，一般怎樣處理（反應條件) )？ 加熱、加壓、催化劑加熱、加壓、催化劑細胞代謝中的細胞代謝中的 又是什么呢？又是什么呢？一

3、、酶在細胞代謝中的作用：一、酶在細胞代謝中的作用：實驗目的：實驗目的：了解過了解過氧化氫酶氧化氫酶的作用和意義的作用和意義實驗原理：實驗原理：H2O2 H2O + O2探究實驗探究實驗2 22 2 濃度濃度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%自變量自變量因變量因變量無關變量無關變量對照實驗對照實驗對照組對照組實驗組實驗組實驗操作：實驗操作：對照實驗：對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗。保持不變的實驗。人為改變的變量人為改變的變量隨著自變量的變化而變化的變量。隨著自變量的變化而變化的變量。指與自變量同時影響指與自變量同時影響因變量因變量的變化、的

4、變化、但與研究目的無關的變量。但與研究目的無關的變量。 和和1號試管相比，號試管相比， 2號試管出現什么不同的現象？號試管出現什么不同的現象？這一現象說明什么？這一現象說明什么？ 加熱能促進過氧化氫分解加熱能促進過氧化氫分解 在細胞內在細胞內,能通過加熱來提高反應速率嗎能通過加熱來提高反應速率嗎? 不能，溫度過高會造成生物的細胞死亡不能，溫度過高會造成生物的細胞死亡 3號和號和4號試管未經加熱，也有大量的氣泡產生，號試管未經加熱，也有大量的氣泡產生，這說明什么？這說明什么？ Fe3+和和過氧化氫酶過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解都能加快過氧化氫分解,起起催催化作用化作用 3號和號和4號試管相比，

5、哪支試管中的反應速率快？號試管相比，哪支試管中的反應速率快？這說明什么？這說明什么？ 過氧化氫酶過氧化氫酶比比Fe3+的催化效率高的多的催化效率高的多活化能：活化能：分子從分子從常態常態轉變為容易發生化學轉變為容易發生化學反應的反應的活躍狀態活躍狀態所需要的能量稱為所需要的能量稱為酶酶能能催化生物化學反應催化生物化學反應，催化效率比，催化效率比無機催化劑高得多。研究發現，酶的催化效率無機催化劑高得多。研究發現，酶的催化效率是是無機催化劑無機催化劑催化效率的催化效率的1071013倍。因倍。因此，此， 。表表 在在20 測得的過氧化氫分解的活化能測得的過氧化氫分解的活化能條件條件活化能活化能/k

6、Jmol-1沒有催化劑催化沒有催化劑催化用用Fe3+催化催化用過氧化氫酶催化用過氧化氫酶催化754329加熱：提高分子的能量加熱：提高分子的能量Fe3+：降低化學反應的活化能：降低化學反應的活化能酶：酶：更顯著地降低化學反應的活化能更顯著地降低化學反應的活化能關于酶本質的探索關于酶本質的探索巴斯德之前巴斯德之前發酵是純化學反應，與生命活動無關發酵是純化學反應，與生命活動無關巴斯德巴斯德發酵與發酵與活細胞活細胞有關，發有關，發酵是整個細胞而不是細酵是整個細胞而不是細胞中某些物質起作用胞中某些物質起作用引起發酵的是引起發酵的是細胞中的某些細胞中的某些物質物質，但這些物質只有在酵，但這些物質只有在酵

7、母細胞死亡并裂解后才能發母細胞死亡并裂解后才能發揮作用揮作用畢希納畢希納酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎后酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎后繼續起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣繼續起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣薩姆納薩姆納酶是酶是蛋白質蛋白質李比希李比希切赫、奧特曼切赫、奧特曼少數少數RNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能實驗過程特別注意事項：實驗過程特別注意事項：(1)(1)實驗時，必須用新鮮的剛從活體動物內取出的肝臟實驗時，必須用新鮮的剛從活體動物內取出的肝臟作實驗材料。作實驗材料。因為新鮮肝臟中的酶能保持其原有的活性。因為新鮮肝臟中的酶能保持其原有的活性。(2)(2

8、)肝臟要研磨充分，肝臟要研磨充分，以加大肝細胞內過氧化氫酶與試管中以加大肝細胞內過氧化氫酶與試管中H H2 2O O2 2的接觸面積，的接觸面積，從而加速從而加速H H2 2O O2 2的分解。的分解。(3)(3)滴加滴加FeClFeCl3 3溶液和肝臟研磨液時不能合用一支滴管，溶液和肝臟研磨液時不能合用一支滴管，以免影響實驗效果。以免影響實驗效果。(4)(4)由于反應速率快，實驗時要特別注意比較產生氣泡由于反應速率快，實驗時要特別注意比較產生氣泡的多少、冒氣泡時間的長短、衛生香的燃燒情況等。的多少、冒氣泡時間的長短、衛生香的燃燒情況等。(5)H(5)H2 2O O2 2具有一定的腐蝕性，使用

9、時不要讓其接觸皮膚。具有一定的腐蝕性，使用時不要讓其接觸皮膚。補充說明補充說明來源來源功能功能化學本質化學本質多數是蛋白質類化合多數是蛋白質類化合物，少數是物，少數是RNARNA?；罴毎a生的活細胞產生的催化作用催化作用 酶是酶是活細胞活細胞產生的具有產生的具有催化作用催化作用的的有機物有機物二二、酶的本質、酶的本質注意：注意：(1)酶和無機催化劑一樣，只能催化熱力學上允許進行的酶和無機催化劑一樣，只能催化熱力學上允許進行的反應。反應。(2)酶可以縮短化學反應到達平衡的時間，但不能改變反酶可以縮短化學反應到達平衡的時間，但不能改變反應的平衡點。應的平衡點。(3)在反應前后，酶的化學性質和數量保

10、持不變。在反應前后，酶的化學性質和數量保持不變。（4 4）、酶化學本質的實驗驗證）、酶化學本質的實驗驗證1 1證明某種酶是蛋白質證明某種酶是蛋白質實驗組：待測酶液雙縮脲試劑實驗組：待測酶液雙縮脲試劑是否出現紫色反應。是否出現紫色反應。對照組：已知蛋白液雙縮脲試劑對照組：已知蛋白液雙縮脲試劑出現紫色反應。出現紫色反應。2 2證明某種酶是證明某種酶是RNARNA實驗組：待測酶液吡羅紅染液實驗組：待測酶液吡羅紅染液是否出現紅色。是否出現紅色。對照組：已知對照組：已知RNARNA液吡羅紅染液液吡羅紅染液出現紅色。出現紅色。2、酶的其他特性？、酶的其他特性？ 蛋白酶，淀粉酶，蔗糖酶，肽酶，蛋白酶，淀粉酶

11、，蔗糖酶，肽酶，麥芽糖酶麥芽糖酶 由這些酶的名字你能想到什么嗎？由這些酶的名字你能想到什么嗎？設計一個實驗來驗證一下你的推測設計一個實驗來驗證一下你的推測1、酶具有高效性、酶具有高效性酶的催化效率是無機催化劑的酶的催化效率是無機催化劑的10107 710101313 倍倍三、酶的特性三、酶的特性三、酶的特性三、酶的特性提出問題提出問題 做出假設做出假設 設計實驗設計實驗 進行實驗進行實驗分析結果、得出結論。分析結果、得出結論。淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液實實驗驗步步驟驟一一二二三三實驗實驗現象現象結論結論加入加入淀粉酶淀粉酶2 2滴滴，振蕩，試管下半部浸入，振蕩，試管下半部浸入6060左右

12、的熱水中，反應左右的熱水中，反應5 5minmin2號試管中加入號試管中加入2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林試劑加入斐林試劑 振蕩振蕩約約60水浴水浴2min1號試管中加入號試管中加入2mL淀粉溶液淀粉溶液白色白色無變化無變化棕色棕色磚紅色沉淀磚紅色沉淀v每一種酶只能催化每一種酶只能催化 化學反應?；瘜W反應。v細胞代謝能夠有條不紊地進行，與酶的細胞代謝能夠有條不紊地進行，與酶的 是分不開的。是分不開的。 酶具有專一性酶具有專一性一種或一類一種或一類 專一性專一性鎖和鑰匙學說鎖和鑰匙學說 從上面進行的實驗我們看出進行實驗需要一從上面進行的實驗我們看出進行實驗需要一定的條件，比如唾液定的條件，比如唾

13、液淀粉酶淀粉酶3737左右最好。左右最好。能不能設計一個實驗，來證明溫度會影響能不能設計一個實驗，來證明溫度會影響酶酶的活性？的活性？1號試管號試管淀粉溶液淀粉溶液實驗實驗步驟步驟一一二二三三四四實驗現象實驗現象結論結論2號試管號試管3號試管號試管加入加入淀粉酶淀粉酶2滴滴，振蕩，振蕩試管各加入試管各加入2mL淀粉溶液淀粉溶液藍色藍色保持保持0冰水中冰水中反應約反應約5min水浴水浴375min水浴水浴60，反應約反應約5min各加入兩滴碘液各加入兩滴碘液振蕩振蕩藍色藍色不變藍不變藍自變量自變量因變量因變量在最適溫度的兩側，反應速率都比較在最適溫度的兩側，反應速率都比較較高的溫度容易使酶的較高

14、的溫度容易使酶的 遭到破壞遭到破壞而失去而失去 。每種酶都有自己的每種酶都有自己的低低活性活性最適溫度最適溫度空間結構空間結構最適溫度時，酶的最適溫度時，酶的活活性最高性最高；1號試管號試管過氧化氫過氧化氫溶液溶液實驗實驗步驟步驟一一二二三三實驗現象實驗現象結論結論2號試管號試管3號試管號試管試管各加入試管各加入2mL過氧化氫溶液過氧化氫溶液無明顯變化無明顯變化蒸餾水蒸餾水1mL5%NaOH溶液溶液1mL5%HCL溶液溶液1mL各加入幾滴各加入幾滴過氧化氫酶過氧化氫酶溶液，溶液，23min后后將點燃的衛生香分別放入試管中將點燃的衛生香分別放入試管中復燃復燃無明顯變化無明顯變化自變量自變量因變量

15、因變量過氧化氫酶過氧化氫酶在最適合的在最適合的pH下，下，酶的活性酶的活性 最高最高空間結構空間結構在過酸過堿的條件下，都會使酶的在過酸過堿的條件下，都會使酶的 遭到破壞而失去遭到破壞而失去 ?；钚曰钚猿^最適超過最適pH時，隨時，隨著著pH的繼續升高，的繼續升高，酶的活性酶的活性逐漸下降。逐漸下降。 高溫高溫、低溫低溫、過酸過酸和和過堿過堿對酶活性對酶活性的影響其本質相同嗎？的影響其本質相同嗎？酶在細胞代謝酶在細胞代謝中的作用中的作用酶的本質酶的本質酶的特性酶的特性活細胞產生的具有催化作用的活細胞產生的具有催化作用的有機物有機物，其中絕大多數酶是蛋，其中絕大多數酶是蛋白質，少數酶是白質，少數

16、酶是RNARNA。降低化學反應的活化能降低化學反應的活化能高效性高效性 比較過氧化氫酶和比較過氧化氫酶和Fe3的催化效率的催化效率專一性專一性 淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用作用條件溫和：作用條件溫和： 適宜的溫度和適宜的溫度和PH值值思考：思考：因為溫度對因為溫度對唾液淀粉酶唾液淀粉酶活性的影響較大，活性的影響較大，pHpH對對過氧過氧化氫酶化氫酶的影響較大。這樣做實驗的現象才明顯。的影響較大。這樣做實驗的現象才明顯。補充說明補充說明pH和溫度對酶活性的影響和溫度對酶活性的影響1 1甲圖說明甲圖說明(1)(1)在最適在最適pHpH時，酶的催化作用最強，高于或低于最適

17、時，酶的催化作用最強，高于或低于最適pHpH，酶的催化作，酶的催化作用將減弱。用將減弱。(2)(2)過酸過堿都會使酶失活。過酸過堿都會使酶失活。(3)(3)不同的酶最適不同的酶最適pHpH不同。不同。2 2乙圖說明乙圖說明(1)(1)在一定溫度范圍內，隨溫度的升高，酶的催化作用增強，超過這一在一定溫度范圍內，隨溫度的升高，酶的催化作用增強，超過這一范圍酶催化作用將減弱。范圍酶催化作用將減弱。(2)(2)低溫只會抑制酶的活性，而高溫會使酶失活。低溫只會抑制酶的活性，而高溫會使酶失活。3 3丙圖說明丙圖說明反應溶液反應溶液pHpH的變化不影響酶作用的最適溫度。的變化不影響酶作用的最適溫度。酶濃度對

18、酶促反應速率的影響酶濃度對酶促反應速率的影響1 1甲圖說明甲圖說明在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶濃度與酶促反應速率呈正相關。在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶濃度與酶促反應速率呈正相關。2 2乙圖說明乙圖說明(1)(1)與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。(2)(2)酶只會縮短達到化學平衡所需的時間，不改變化學反應的平衡點。酶只會縮短達到化學平衡所需的時間，不改變化學反應的平衡點。反應底物濃度對酶促反應速率的影響反應底物濃度對酶促反應速率的影響通過圖示可以看出：通過圖示可以看出：1 1加入酶加入酶A A時，一定范圍內隨底物濃度的增加反應速率增加，當底

19、物時，一定范圍內隨底物濃度的增加反應速率增加，當底物濃度超過一定范圍后反應速率不再改變。濃度超過一定范圍后反應速率不再改變。2 2酶酶A A會促進酶促反應的進行，而酶會促進酶促反應的進行，而酶B B不會，說明酶具有專一性。不會，說明酶具有專一性。下列關于酶的敘述，正確的是下列關于酶的敘述，正確的是( () )A A酶只有在生物體內才能起催化作用，起催化作用的本酶只有在生物體內才能起催化作用，起催化作用的本質是提高反應的活化能質是提高反應的活化能B B所有酶都含有所有酶都含有C C、H H、O O、N N四種化學元素四種化學元素C C人體內的酶進行催化過程中，酶本身不變，所以酶不人體內的酶進行催

20、化過程中，酶本身不變，所以酶不會發生自我更新會發生自我更新D D酶都在核糖體上合成酶都在核糖體上合成 解析解析 酶是由活細胞產生的，在細胞內和細胞外都可發揮催化作酶是由活細胞產生的，在細胞內和細胞外都可發揮催化作用，酶的作用機理是降低化學反應的活化能。酶的本質是蛋白質或用，酶的作用機理是降低化學反應的活化能。酶的本質是蛋白質或RNARNA，故都含有，故都含有C C、H H、O O、N N四種元素，在核糖體或細胞核中合成。四種元素，在核糖體或細胞核中合成。反應前后，酶本身不變，但在人體內的酶仍會不斷更新。反應前后，酶本身不變，但在人體內的酶仍會不斷更新。 答案答案 B B已知已知2H2H2 2O

21、 O2 2=2H=2H2 2O OO O2 2，可以通過觀察反應過程中氧氣的生成速率，可以通過觀察反應過程中氧氣的生成速率( (即氣泡從溶液中釋放的速率即氣泡從溶液中釋放的速率) )來判斷來判斷H H2 2O O2 2分解反應的速率。請用所給分解反應的速率。請用所給的實驗材料和用具設計實驗，使其能同時驗證過氧化氫酶具有催化作的實驗材料和用具設計實驗，使其能同時驗證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫出實驗步驟、預測實驗結果、得出結論，并回答用和高效性。要求寫出實驗步驟、預測實驗結果、得出結論，并回答問題。問題。實驗材料與用具：適宜濃度的實驗材料與用具：適宜濃度的H2O2H2O2溶液，蒸餾水，

22、溶液，蒸餾水，3.5%FeCl3.5%FeCl3 3溶液，溶液，0.01%0.01%的過氧化氫酶溶液，恒溫水浴鍋，試管。的過氧化氫酶溶液，恒溫水浴鍋，試管。(1)(1)實驗步驟：實驗步驟：取取3 3支試管，各加入支試管，各加入_，放入放入37 37 恒溫水浴鍋中保溫適當時間。恒溫水浴鍋中保溫適當時間。分別向上述分別向上述3 3支試管中加入支試管中加入_。觀察各管中觀察各管中_。(2)(2)實驗結果預測及結論：實驗結果預測及結論：整個實驗中，不同處理的試管中整個實驗中，不同處理的試管中O O2 2的釋放速率從快到慢依次是：的釋放速率從快到慢依次是：_。由此可得出的結論是。由此可得出的結論是_。

23、解析解析 分析該實驗驗證的問題可知，實驗目的有兩個：一是驗證分析該實驗驗證的問題可知，實驗目的有兩個：一是驗證酶具有催化作用，可通過設置有酶和無酶的兩組實驗進行研究；二酶具有催化作用，可通過設置有酶和無酶的兩組實驗進行研究；二是驗證酶具有高效性，可通過酶和是驗證酶具有高效性，可通過酶和FeClFeCl3 3溶液的比較進行研究。因此溶液的比較進行研究。因此本實驗可分為三組：分別加入蒸餾水、過氧化氫酶溶液、本實驗可分為三組：分別加入蒸餾水、過氧化氫酶溶液、FeClFeCl3 3溶液。溶液。驗證性實驗的結果是確定的，即加入過氧化氫酶溶液的一組驗證性實驗的結果是確定的，即加入過氧化氫酶溶液的一組O O

24、2 2釋放釋放速率最快，實驗結論與實驗驗證的問題一致。速率最快，實驗結論與實驗驗證的問題一致。答案答案(1)(1)等量且適量的等量且適量的H H2 2O O2 2溶液溶液等量且適量的蒸餾水、等量且適量的蒸餾水、FeClFeCl3 3溶液和過氧化氫酶溶液溶液和過氧化氫酶溶液釋放氣泡的快慢釋放氣泡的快慢(2)(2)加過氧化氫酶溶液的試管、加加過氧化氫酶溶液的試管、加FeClFeCl3 3溶液的試管、加蒸餾水的試溶液的試管、加蒸餾水的試管酶具有催化作用和高效性管酶具有催化作用和高效性驗證性實驗的設計思路驗證性實驗的設計思路驗證性實驗通常是指實驗者針對已知的實驗結果而進行的以驗證驗證性實驗通常是指實驗

25、者針對已知的實驗結果而進行的以驗證實驗結果、鞏固和加強有關知識內容、培養實驗操作能力為目的實驗結果、鞏固和加強有關知識內容、培養實驗操作能力為目的的重復性實驗。驗證性實驗是建立在已知結論基礎上的，實驗原的重復性實驗。驗證性實驗是建立在已知結論基礎上的，實驗原理、實驗結果是已知的，因此實驗步驟的設計也應合乎實驗結果理、實驗結果是已知的，因此實驗步驟的設計也應合乎實驗結果產生的必然。產生的必然。實驗設計思路及方法：實驗設計思路及方法：(1)(1)如果需要提取、配制、處理實驗材料，則把提取、配制等操如果需要提取、配制、處理實驗材料，則把提取、配制等操作作為第一步。作作為第一步。(2)(2)分組標號。研究對象、器皿等要分組標號，設立實驗組和對分組標號。研究對象、器皿等要分組標號，設立實驗組和對照組；注意控制無關變量，在措辭中往往有照組；注意控制無關變量，在措辭中往往有“相同相同”“”“一致一致”等等字眼。如果有測量應測量記錄初始值。字眼。如果有測量應測量記錄初始值。(3)(3)實驗處理。分別對實驗組和對照組施加單一變量；實驗處理實驗處理。分別對實驗組和對照組施加單一變量；實驗處理要遵循要遵循“單一變量和對照原則單一變量和對照原則”。(4)(4)培養培養( (或飼養或飼養) )、觀察、記錄等。依然在措辭中體現對無關變、觀察、記錄等。依然在措辭中體現對無關變量的控制，經常有量的