高中生物必修1：第1节降低化学反应活化能的酶(人教版)

酶结构新课导入一般洗衣粉不易清除衣物上的奶渍,但生物活性洗衣粉则可以,一生物活性洗衣粉包装盒上印有以下资料:

成分:蛋白酶0.2%,清洁剂15%.用法:洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内一段时间,使用温水效果最佳。切勿用60度以上的热水。注意,切勿用于丝质及羊毛衣料;用后须彻底清洗双手。请根据以上资料探究有关问题:1.为什么该生物活性洗衣粉能较易清除衣物上的奶渍?2.为什么洗涤前须先将衣物浸于有这种洗衣粉的水内一段时间?3.试提供一个方法以缩短衣物浸水的时间,并加以解释。4.为什么包装盒上的用法指明切勿在60度以上的热水中使用此洗衣粉?5.试解释为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料。第1节降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质二、酶的特性1.了解酶的发现过程和酶本质的探究过程。2.掌握酶的作用和本质。3.掌握酶的特性。教学目标知识目标

1.通过相关实验探究，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。

2.通过对实验现象的观察表述，具有一定的表达概括能力。能力目标

1.通过相互配合，完成探究实验，增强学生协作精神。

2.通过探究过程中的成功与失败现象的分析讨论，认识到科学的探索是严谨的，树立辩证唯物主义世界观。情感态度与价值观目标1.酶的作用、本质。2.酶的特性。1.酶降低化学反应活化能的原理。2.控制变量的科学方法。教学重难点重点难点问题探讨

1773年，意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验：将肉放进金属笼内，然后让鹰把肉吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出后，发现笼内的肉块消失了。1.这个实验要解决什么问题？2.是什么物质使肉块消失了？3.怎样才能证明你的猜测？想一想第一节降低化学反应活化能的酶

细胞代谢

(新陈代谢)—就是活细胞中全部有序的化学变化的总称。

细胞能量的获得和利用都要通过细胞代谢。因此，细胞代谢是生命活动的基础。一、酶的作用和本质酶的作用

细胞代谢中会产生许多对细胞有害的物质，如过氧化氢，会引起细胞衰老。为了应对有害的过氧化氢，细胞中有一种物质，能将其分解为氧和水，这种物质就是过氧化氢酶。实验新鲜肝脏中有较多过氧化氢酶，Fe3+是一种无机催化剂，都可以催化过氧化氢分解成水和氧。质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。方法步骤试管编号12343%的H2O2溶液2ml2ml2ml2ml反应条件常温90℃2滴FeCl32滴肝脏研磨液H2O2分解速度(气泡多少)无很少较多很多点燃的卫生香检测无不亮发亮自燃根据实验现象讨论:

1.与1号试管相比，2号出现不同的现象.这一现象说明什么?答案：2号试管分解速度大于1号试管，表明加热促使过氧化氢分解。引伸：这是因为加热会使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为活跃状态，活跃状态即为易分解状态。常态：在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子平均能量水平较低，称为“常态”。激发态：当反应物分子获得能量参与反应时，其内部能量高于常态能量时所处的状态称为激发态。当分子获得能量的时候，便由常态转变为容易分解的活跃状态，即处于激发态。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。

2.3号和4号未经加热，也有大量气泡产生,这说明什么?答案：Fe3+和过氧化氢酶促使过氧化氢分解。引伸：Fe3+和过氧化氢酶不能供给过氧化氢能量，但它们可以降低过氧化氢分解反应的活化能。如果把化学反应比作推石头越过山丘，加热相当于加大推力。有催化剂无催化剂加催化剂则相当于降低了山丘的高度。

3.3号与4号相比，4号试管中的反应速率快.这说明什么?与无机催化剂相比，酶（enzyme)降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。Enzyme:酶

4.在细胞内能通过加热提高反应速率吗?为什么说酶对于细胞内化学反应顺利进行至关重要?细胞内不能加热，正是因为有酶的作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。讨论：实验中为什么要选用新鲜的肝脏？为什么要将肝脏制成研磨液？滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？探究酶本质的探究阅读教材P81页,关于酶本质的探索

19世纪，酿酒业在欧洲经济中占重要地位，但酿出的葡萄酒经常变酸，因此，科学界非常重视对发酵过程的研究。当时，人们已经知道，酿酒就是让糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳。但糖类是怎么变成酒精的呢？

巴斯德在显微镜下观察到酵母细胞,他的观点哪些是正确的,哪些是错误的?李毕希的观点呢?

毕希纳实验示意图,从中可得出什么结论?为什么当时只能推测酶是蛋白质,而不能证明酶是蛋白质?酶是蛋白质巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德毕希纳萨姆纳李比希少数RNA也具有生物催化功能切郝、奥特曼

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发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用从前人的探索中，我们可以得出结论：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。

在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。——马克思

萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质,并因此获得诺贝尔奖.你认为他成功的主要原因是什么?二、酶的特性（1）酶具有高效性

上节课所讲述的实验说明，过氧化氢酶和Fe3+

的催化效率不同。与无机催化剂Fe3+

相比，过氧化氢酶的催化效率要高许多。酶的催化效率一般是无机催化剂的107-1013

倍。这对于细胞有什么意义呢？当我们打球或赛跑时，相关的酶迅速催化相应代谢，产生大量能量，供给肌细胞。如果酶催化效率不高，那么功能反应只能缓慢进行，我们就只能缓慢运动了。想一想（2）酶具有专一性

过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解，不能催化其他化学反应。蛋白酶只能催化蛋白质分解，对其他化学反应也不起作用。一种酶只能催化一种或一类化学反应。就如同一把钥匙开一把锁一样。酶的专一性对于细胞有什么意义？不同的细胞需要不同的化学反应。同一细胞在不同时期需要的反应不同，同一反应的强度也不相同。这些都需要酶的专一性来保证，才能使细胞代谢有条不紊地进行。想一想酶对化学反应的催化效率称为酶活性。细胞都生活在一定的环境中，环境条件的改变会不会影响酶活性呢？酶活性的条件探究初中做消化酶实验时，需要控制温度等条件。加酶洗衣粉的使用说明中，通常会注明使用的温度范围。根据上述文字提出问题，分小组进行讨论。唾液的pH为6.2-7.4，胃液的pH为0.9-1.5，小肠液的pH为7.6。提出假设温度和pH会影响酶活性。仔细阅读教材84页所给出的实验材料，思考其中的问题，设计实验。设计实验项目试管１２３淀粉酶溶液1mL1mL1mL蒸馏水1mL//NaOH/1mL/HCl//1mL淀粉溶液2mL2mL2mL斐林试剂2滴2滴2滴结果现象砖红色沉淀无无应该用水浴控制温度，不可直接加热。使用酸、碱溶液时，务必注意安全。酶需要适宜的条件高温、低温以及过酸和过碱，都影响淀粉酶的活性，淀粉酶的催化作用需要适宜的温度和pH。如图所示：0

最适温度

t/OCV/mmol·s-1酶的活性受温度影响示意图06最适pH10pHV/mmol·s-1酶的活性受pH影响示意图结论：

在最适宜的温度和最适宜的pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。过酸、过碱和高温，都能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性，且不可逆。细胞代谢与酶细胞代谢的概念：酶的发现：酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。酶的特性：专一性高效性作用条件较温和细胞内每时每刻进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。发现过程发现的意义发现过程中的科学探究思想课堂小结高考链接（2009重庆理综）下列有关酶的叙述，正确的是（）

A.高温和低温都能破坏酶的结构使其失去活性

B.酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质

C.细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶

D.细胞质中没有作用于DNA的解旋酶C

解析：本题主要考察酶的化学本质，影响酶活性是因素，酶的种类及分布等知识。酶是活细胞产生并具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；高温使酶失去活性，低温降低酶的活性，有氧呼吸的第一步在细胞质中进行，第二三步在线粒体中进行，因而细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶；DNA主要存在于细胞核内，在细胞质的线粒体和叶绿体中也存在，所以细胞质中存在解旋酶。

（2009上海）将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。这是因为加热会（）

A.提高淀粉酶活性

B.改变可溶性糖分子的结构

C.防止玉米粒发芽

D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶D

解析：经沸水处理后，玉米细胞内的酶失活，使可溶性糖（有甜味）不能正常转化为淀粉。（2008广东）关于蛋白酶的叙述，不正确的是（）

A.蛋白酶是蛋白质

B.蛋白酶可以作为药品治疗某些疾病

C.蛋白酶可以水解所有的肽键

D.利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性解析：蛋白酶可以水解特定的肽键；利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性，固体化酶比液体的稳定性高。C1.下列有关酶的叙述中，哪项是错误的（）A.酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物B.分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶C.一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应D.从化学成分看，酶就是蛋白质2.最早证明鸟胃既有物理性消化又有化学性消化的是()A.德国科学家施旺B.意大利科学家斯帕兰札尼C.英国生物学家达尔文D.德国科学家施莱登DB课堂练习

3.下列功能特征中与酶无直接关系的是（）

A.消化功能B.渗透吸水

C.蛋白质合成D.DNA的转录与mRNA的翻译

4.活细胞内大多数酶的形成部位在（）

A.叶绿体B.线粒体

C.核糖体D.高尔基体

5.活细胞内合成酶的原料是（）

A.脂肪酸B.氨基酸

C.核糖核苷酸D.氨基酸和核糖核苷酸BCD

6.下列关于酶的叙述，不正确的（）

A.酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物

B.酶的催化作用具有专一性和高效性

C.酶的合成场所都是核糖体

D.过酸、过碱的外界条件能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性

7.下列叙述中错误的是（）

A.酶是活细胞产生的催化剂

B.多数酶是蛋白质，少数是RNAC.酶的催化需要适宜的温度和pHD.酶在起催化作用的同时，自身也被消耗CD

8.在不损坏高等植物细胞内部结构的情况下，下列物质适用于除去其细胞壁的是（）

A.盐酸B.蛋白质

C.淀粉酶D.纤维素酶

9.蛋白质代谢在多种酶的参与下完成的，使肽键断裂的酶是（）

A.呼吸酶B.蛋白酶

C.转氨酶D.脱氨基酶

10.下列关于生物体细胞代谢的说法中，正确的是（）

A.每时每刻都在进B.冬眠和夏眠时暂停进行

C.偶然进行D.间歇式进行DBA第一小节练习基础题

1.巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。李比希：引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。毕希纳：酵母细胞中的某些物质能够在酵