降低化学反应活化能的酶第1课时高一上学期生物人教版必修1

降低化学反应活化能的酶（一）1酶在细胞代谢中的作用2酶的本质【问题探讨】1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。讨论1.为什么要将肉块放在金属笼内？便于取出实验材料(肉块)，排除物理消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学消化。2.是什么物质使肉块消失了？3.怎样才能证明你的推测？是胃内的化学物质将肉块分解了。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。食物在胃中的消化靠的是胃液中的某种物质（斯帕兰札尼）？胃液中有大量盐酸，推测盐酸使食物分解（科学家）胃腺分泌物中有一种物质和盐酸混合后，对肉类的分解能力远远大于盐酸的单独作用，这种物质就是胃蛋白酶（施旺）物质和能量能量的释放、储存和利用，都必须通过化学反应来实现细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢：（脱水缩合、光合作用、细胞呼吸等）细胞代谢离不开酶一、酶在细胞代谢中的作用1.探究·实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义。实验原理：水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3+、新鲜肝脏研磨液中的过氧化氢酶均可影响H2O2分解为H2O和O2的速率。如何判断过氧化氢被分解的快慢？观察单位时间内产生气泡的多少观察带火星的卫生香的复燃情况请同学们构思，设计实验流程；并写出预测实验现象及结论。试管编号1234一

H2O2浓度

二

2滴2滴实验现象气泡产生卫生香2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3鲜肝研磨液反应条件实验步骤>>温度催化剂不同催化剂的有无不明显不复燃少量较多大量不复燃变亮复燃一、酶在细胞代谢中的作用Fe3+过氧化氢酶123434实验现象2号试管气泡多，加热能促进H2O2的分解，提高反应速率1.与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象，这一现象说明了什么？2.3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？Fe3+

和过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率Fe3+过氧化氢酶123434实验现象3.3号试管和4号试管相比，哪只试管反应快，这说明了什么？过氧化氢酶比Fe3+

的催化效率高得多4.2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多？一样多，几支试管的H2O2

溶液的体积和浓度都相同。Fe3+过氧化氢酶123434实验现象5.为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？细胞内每时每刻都在进行着许多化学反应，这些化学反应需要在常温常压下高效率的进行，只有酶能满足这样的要求请思考：通过刚才的探究实验，同学们有没有发现生物学实验设计中特别需要注意的一些因素呢？控制变量和设计对照实验自变量：实验中

的对实验对象进行处理的因素因变量：因

改变而变化的变量无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些对

造

成影响的可变因素人为控制

自变量1.变量:实验过程中变化的因素控制变量与设计对照实验实验结果一、酶在细胞代谢中的作用单一变量原则：实验设计时只有一个自变量，且无关变量在对照组和实验组中均要保持相同且适宜。Y=3+x自变量因变量无关变量除作为自变量的因素外，其余无关变量都保持一致，并将结果进行比较的实验。(一般要设置对照组和实验组)空白对照：自身对照：相互对照：对照组不施加任何处理因素对照组与实验组在同一受试对象上进行几种处理（或水平）互为对照2.设计对照实验：控制变量与设计对照实验一、酶在细胞代谢中的作用说明结论自变量因变量2号1号3号4号对照组实验组2mL过氧化氢溶液常温90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝脏研磨液不明显少量较多大量变亮复燃过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样气泡产生卫生香复燃分组编号相同处理不同处理不复燃不复燃无关变量一、酶在细胞代谢中的作用空白对照为什么？一、酶在细胞代谢中的作用活化能: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加热能促进过氧化氢分解加热使过氧化氢分子得到了能量，从常态便会容易分解的活跃状态Fe3+能促进过氧化氢分解降低了过氧化氢分解的活化能过氧化氢酶能促进过氧化氢分解降低了过氧化氢分解的活化能与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速有序进行酶的作用原理一、酶在细胞代谢中的作用酶的作用意义，高效性一、酶在细胞代谢中的作用想一想：如何表示？无催化剂曲线：______酶促反应曲线：______无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：______曲线A曲线CE3E2—E3E2ABC时间O2量无催化剂加Fe3+加过氧化氢酶建构过氧化氢分解产生的氧气量与时间关系的数学模型

(无催化剂

加Fe3+

、H2O2酶)酶本身有没有消耗？是否为化学反应提供物质和能量？是否改变化学反应的方向和生成物的量吗？没有不提供不改变酶具有催化剂的特点：

①反应前后性质、数量不变；

②能改变反应速率→降低化学反应活化能；

③缩短达到平衡的时间，不改变平衡点（即产物的总量不变）A.酶具有催化作用，是因为能为化学反应提供能量B.酶降低的化学反应的活化能是ECC.酶比无机催化剂的催化效率更高，其实质在于EB－EC＞EB－EAD.EC和EA分别表示酶和无机催化剂

为化学反应提供的活化能例题：如图表示酶和无机催化剂改变化学反应速率的原理，下列叙述正确的是（

）C二、酶的本质1、科学家是怎么研究酶的本质的？二、酶的本质发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵与整个细胞的活动有关发酵与细胞中某种物质有关酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用酶是蛋白质，催化作用巴斯德之前巴斯德李比希毕希纳萨姆纳少数RNA也具有生物催化功能切赫和奥尔特曼请给酶下一个比较完整的定义。酶是活细胞产生的具有催化活性的有机物。其中，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。化学本质绝大多数是_______少数是_________元素组成合成原料合成场所来源一般来说，活细胞都能产生作用场所作用原理RNA

蛋白质核糖核苷酸氨基酸核糖体细胞核（真核生物）细胞内、外及生物体外均能发挥作用C、H、O、N、(S)C、H、O、N、P显著降低化学反应的活化能二、酶的本质设计实验，探究某种酶的化学本质某种酶+蛋白酶加入酶的底物底物没有被催化→该酶是蛋白质底物被催化→该酶是RNA某种酶+双缩脲试剂出现紫色→该酶是蛋白质不出现紫色→该酶是RNA方案1方案2甲乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性随时间的变化曲线图。问：甲酶的本质是？乙酶的本质是？RNA蛋白质酶活性：酶催化特定化学反应的能力。表示方法：可用一定条件下酶或催化某一化学反应的速率来表示。判断下列说法是否正确。①只有具有分泌功能的细胞才能产生酶②人体细胞中的酶有的是从食物中获得，有的细胞合成的③一般情况下，活细胞都能产生酶④绝大多数酶是蛋白质⑤酶在催化过程中不断被消耗⑥酶只能在细胞内发挥作用⑦酶在新陈代谢和生殖发育中起调控作用⑧酶只是起催化作用⑨酶都是在核糖体上合成的×√×√×××√×一、概念检测1.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（）A.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C.所有的酶都是蛋白质D.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（）A.能为反应物提供能量B.能降低化学反应的活化能C.能在温和条件下催化化学反应D.催化化学反应更高效DD二、拓展应用1.在本节“探究·实践”中，有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管，向其中分别加入2mL过氧化氢溶液后，再向5号试管内加入2滴煮沸过的肝脏研磨液，向6号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目的是什么？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