第1節降低化學反應活化能的酶第1課時酶的作用和本質第5章細胞的能量供應和利用用舌頭舔一下米飯能感覺到甜味嗎？如果放在口中細細咀嚼呢？是什么原因讓我們感覺到了甜味？淀粉在唾液淀粉酶的作用下，分解成了麥芽糖。細胞中的化學反應

細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統稱為細胞代謝。

CO2+H2O

有機物+O2光能葉綠體:氨基酸

多肽(蛋白質）脫水縮合核糖體：線粒體:有機物+O2CO2+H2O+能量一、酶在細胞代謝中的作用2H2O22H2O+O2↑1、過氧化氫在體外分解需要什么條件？資料一：細胞代謝是細胞生命活動的基礎，但代謝也會產生對細胞有害的物質，如過氧化氫，體內過氧化氫過多會導致皮膚發黃，毛發（包括頭發）變白，會加速人體衰老。加熱加催化劑（如Fecl3)2、細胞內的過氧化氫又是怎樣被快速分解的呢？觀看視頻：動物界的“化學戰”大師——投彈手甲蟲

投彈手甲蟲腹部的一側具有兩套分開儲存于腺體中的化學物質，大的腺體中儲存著對苯二酚和過氧化氫，而小的腺體中儲存著過氧化氫酶，當甲蟲將兩個腺體中的化學物質混合在一起時，就會釋放出大量氧氣，而氧氣既可以氧化對苯二酚，也可以作為助推劑使粘性物噴出。為什么投彈手甲蟲要將兩個腺體中的化學物質混合在一起時才會噴出粘性物質呢？在這個過程中，過氧化氫酶起什么作用？2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑Fe3+過氧化氫酶2H2O2

2H2O+O2↑（一）比較過氧化氫在不同條件下的分解（實驗）一、酶在細胞代謝中的作用1.實驗原理2.實驗目的：通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用和意義。思考：如何設計實驗才能證明過氧化氫酶是否具有催化作用？一、酶在細胞代謝中的作用新鮮的質量分數為20%的肝臟研磨液（含較多的過氧化氫酶）質量分數為3.5%的FeCI3溶液新配制的體積分數為3%的H2O2溶液量筒、試管、滴管、試管架、試管夾、大燒杯、三腳架、石棉網、溫度計、衛生香、火柴3.材料用具（一）比較過氧化氫在不同條件下的分解（實驗）如何判斷過氧化氫被分解的快慢？觀察單位時間內產生氣泡的多少觀察帶火星的衛生香的復燃情況試管編號步驟1234一二

三觀察2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴2滴反應條件H2O2濃度H2O2劑量氣泡產生帶火星的衛生香一、酶在細胞代謝中的作用請觀察教材P79面圖片，描述各支試管的實驗現象。3號4號1號2號不明顯少量較多大量觀察產生氣泡的多少一、酶在細胞代謝中的作用試管編號步驟1234一二

三觀察2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴2滴幾乎無少量較多大量不復燃不復燃反應條件H2O2濃度H2O2劑量氣泡產生帶火星的衛生香一、酶在細胞代謝中的作用請觀察教材P79面圖片，描述各支試管的實驗現象。3號4號變亮復燃觀察衛生香的燃燒情況一、酶在細胞代謝中的作用試管編號步驟1234一二

三觀察2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴2滴幾乎無少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃反應條件H2O2濃度H2O2劑量氣泡產生帶火星的衛生香一、酶在細胞代謝中的作用請觀察教材P79面圖片，描述各支試管的實驗現象。2）3、4號試管未經加熱，也有大量氣泡產生，這說明了什么？1234341）與1號試管相比，2號試管產生的氣泡多，這一現象說明了什么？一、酶在細胞代謝中的作用4）2號、3號、4號試管相比，哪支試管最終產生的氧氣最多,為什么？自主探究1：小組討論以下問題，時間3min。3）3號試管Fe3+數比4號試管H2O2酶高25萬倍，但4號反應速率更快,這說明什么？2）3、4號試管未經加熱，也有大量氣泡產生，這說明了什么？1234341）與1號試管相比，2號試管產生的氣泡多，這一現象說明了什么？加熱能促進H2O2的分解,提高反應速率；一、酶在細胞代謝中的作用自主探究1：小組討論以下問題，時間3min。FeCl3中的Fe3+

和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。3）3號試管Fe3+數比4號試管H2O2酶高25萬倍，但4號反應速率更快,這說明什么？123434過氧化氫酶比Fe3+

的催化效率高得多。一、酶在細胞代謝中的作用自主探究1：小組討論以下問題，時間3min。4）2號、3號、4號試管相比，哪支試管最終產生的氧氣最多,為什么？一樣多，幾支試管的H2O2溶液的體積和濃度都相同。試管編號步驟1234一二

三觀察實驗結論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴2滴幾乎無少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快反應條件H2O2濃度H2O2劑量氣泡產生帶火星的衛生香一、酶在細胞代謝中的作用試管編號步驟1234一二

三觀察實驗結論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴2滴幾乎無少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快反應條件H2O2濃度H2O2劑量氣泡產生帶火星的衛生香一、酶在細胞代謝中的作用如果沒有觀察到以上的實驗現象，原因可能是什么？一、酶在細胞代謝中的作用

請同學們閱讀教材P79相關內容（控制變量），思考：一個嚴謹的實驗該如何來設計？有哪些因素是我們必須要考慮的？

自變量：

因變量：無關變量：除自變量外，實驗中還存在的一些也可對實驗結果造成影響的其它變量隨著自變量的變化而變化的變量人為改變的變量

變量：實驗中可以變化的因素Y=a+f(x)自變量因變量無關變量（不同條件X）單一變量原則：實驗設計時只有一個自變量，且無關變量在對照組和實驗組中均要保持一致且適宜（結果Y）（相同條件a）試管編號步驟1234一二

三觀察實驗結論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴2滴幾乎無少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快反應條件無關變量H2O2濃度H2O2劑量氣泡產生帶火星的衛生香自變量因變量對照實驗一、酶在細胞代謝中的作用討論：無關變量對實驗結果沒有影響嗎？該實驗的無關變量還有哪些？變量相同適宜試管編號步驟1234一二

三觀察實驗結論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴2滴幾乎無少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快反應條件無關變量H2O2濃度H2O2劑量氣泡產生帶火星的衛生香對照組實驗組自變量因變量對照實驗一、酶在細胞代謝中的作用討論：該實驗的對照組和實驗組分別是什么？變量對照性原則相同適宜二、酶的本質酶是什么物質？酶有什么作用？酶在哪里產生？關于酶本質的探索二、酶的本質教材P81-82頁“資料分析”

請通過教材P82面“練習”中第1題的圖解，體會巴斯德、李比希、畢希納、薩姆納的觀點之間的邏輯關系。二、酶的本質問題1.酶的化學本質是什么？蛋白酶唾液淀粉酶過氧化氫酶纖維素酶......+雙縮脲試劑紫色推論：酶是蛋白質資料1.美國科學家薩姆納獲得脲酶的結晶，并用多種方法證明脲酶是蛋白質，榮獲1946年諾貝爾化學獎。資料2.科學家又相繼獲得胃蛋白酶，胰蛋白酶等許多酶的結晶，并證明這些酶都是蛋白質。二、酶的本質資料3.美國科學家奧特曼通過實驗提出少數RNA也可以是酶的論斷。這一發現使他和切赫共同獲得1989年諾貝爾化學獎。結論1.酶是有機物絕大多數酶是蛋白質，少數酶是RNA所有的酶都是蛋白質？二、酶的本質實驗1.結論2.酶具有催化作用問題2.酶具有什么作用？H2O2H2O2過氧化氫酶O2過氧化氫酶能夠加快H2O2的分解速率二、酶的本質問題3.產生酶的場所在哪里？提示1：絕大多數酶是蛋白質提示2：RNA是在細胞核中由DNA指導合成蛋白質類酶在核糖體上合成，核糖體在細胞質當中RNA類酶在細胞核中合成畢希納實驗：活酵母菌提取物+葡萄糖→酒精+CO2結論3：酶由活細胞產生二、酶的本質酶活細胞催化作用產生功能化學本質有機物多數蛋白質少數RNA結論1.酶是有機物結論2.酶具有催化作用絕大多數酶是蛋白質，少數酶是RNA結論3.酶由活細胞產生酶的定義？二、酶的本質問題4.所有的酶都來自活細胞？酶一定在細胞內起催化作用？有的酶可以人工合成或改造作用場所：細胞內或細胞外三、酶的作用機理酶加快化學反應速率的原理是什么呢？三、酶的作用機理2）無機催化劑和酶是通過怎樣的途徑加快化學反應速率的？1）在常態下，幾乎所有H2O2分子都不易分解，為什么加熱后，一小部分則可以分解。4）為什么說酶對于細胞代謝的順利進行至關重要？自主探究2：小組討論以下問題，時間3min。3）為什么酶的催化效率比無機催化劑快？降低化學反應所需要的活化能，使活躍態的分子增多。酶更顯著地降低了化學反應所需要的活化能。細胞的正常代謝需要在溫和的條件下快速進行化學反應，而酶滿足以上要求。因為加熱使H2O2分子獲得了能量。活化能：分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需的能量（三）各條件使反應加快的本質：加熱：為反應物分子提供能量(活化能），使其達到活躍狀態Fe3+：降低化學反應的活化能酶：更顯著地降低化學反應的活化能（作用機理）三、酶的作用機理想一想：如何表示？無催化劑曲線：______酶促反應曲線：______無酶促反應所需活化能：______酶促反應所需活化能：______酶降低的活化能：______曲線B曲線AE2E3—E2E3三、酶的作用機理酶能增加產物的生成量嗎？未加催化劑無機催化劑酶催化時間產物量巴斯德之前發酵是純化學反應，與生命活動無關巴斯德發酵與活細胞有關，發酵是整個細胞而不是細胞中某些物質起作用引起發酵的是細胞中的某些物質，但這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發揮作用畢希納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薩姆納酶是蛋白質李比希少數RNA也具有催化功能切赫、奧特曼二、酶的本質酶的定義？酶的概念酶是活細胞產生的具有生物催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質。第1課時酶的作用和本質

一酶的作用和本質斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用1、這個實驗要解決什么問題？2、是什么物質使肉塊消失了？3、怎樣才能證明你的推測？鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學性消化是胃內的化學物質將肉塊分解了收集胃內的化學物質，看看這些物質在體外是否也能將肉塊分解了【思考】

日常生活中加酶洗衣粉為什么比普通洗衣粉有更強的去污能力？你還能舉出其他有關酶的例子嗎？回顧：葉綠體：CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶線粒體:

C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧氣酶核糖體：

氨基酸

多肽脫水縮合酶

細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統稱為細胞代謝。細胞代謝是細胞生命活動的基礎。2H2O22H2O+O2一、酶在細胞代謝中的作用加熱、催化劑細胞代謝中的

又是什么呢？催化劑酶在化學反應里能改變其它物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有變化的物質叫做

。催化劑比較過氧化氫在不同條件下的分解2H2O2

2H2O+O2加熱或Fe3+或過氧化氫酶實驗原理：新配制的體積分數為3%的H2O2溶液新鮮的質量分數為20%的肝臟研磨液--質量分數為3.5%的FeCl3溶液---Fe離子相對數量25萬衛生香等實驗目的：通過比較H2O2過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用和意義。實驗材料：H2O2酶相對數量1步驟試管編號

說明1234

一H2O2濃度

二

結果氣泡產生帶火星木條結論比較過氧化氫在不同條件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3鮮肝研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明顯少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃反應條件自變量因變量無關變量變量對照組實驗組對照實驗等量性原則單一變量原則等量性原則無關變量人為改變的變量隨自變量的變化而變化的變量1.高溫可以加快過氧化氫分解2.FeCl3能催化過氧化氫分解3.過氧化氫酶能催化過氧化氫分解4.過氧化氫的催化效率比FeCl3高【討論】（1）2號管現象與1號管不同，說明了什么？（2）3號和4號管并未加熱，也有大量氣泡產生，說明什么？

2號試管放出的氣泡多。這一現象說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應速率說明FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。（3）4號比3號氣泡更多，說明什么？體現了酶的什么特點？為什么說酶對于細胞內化學反應的順利進行至關重要？4號試管的反應速率比3號試管快得多。說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。體現了酶的高效性。細胞內每時每刻都在進行著成千上萬種化學反應，這些化學反應需要在常溫、常壓下高效率地進行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對于細胞內化學反應的順利進行至關重要。不能；由于酶具有高效性，若滴入的FeCl3溶液中混有少量的過氧化氫酶，會影響實驗準確性注意的問題（1）一定要選用新鮮的肝臟，為什么？（2）將肝臟制成研磨液有什么意義？（3）滴入FeCl3溶液和肝臟研磨液時，可否共用一個吸管？為什么？新鮮肝臟中含有較多的過氧化氫酶，如果肝臟不新鮮，在微生物的作用下，過氧化氫酶可能被分解。

肝臟一定要充分研磨，以保證肝細胞破裂，使肝細胞內的過氧化氫酶釋放出來，增