【生物】酶的作用和本质课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修一

第5章细胞的能量供应和利用

第1节

降低化学反应活化能的酶细胞代谢酶的本质酶的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解目

录123问题探讨1773年，意大利科学家斯帕兰札尼（L.Spallanzani，1729-1799）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。斯帕兰礼尼在研究鹰的消化作用1、为什么要将肉块放在金属笼内？2、是什么物质使肉块消失了？3、怎么证明你的猜测

便于取出实验材料（肉块），排除物理性消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学性消化。是胃内的化学物质将肉块分解了。收集胃里的物质，看看体外是否也能将肉块进行分解。斯帕兰札尼的实验说明，食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某种物质。然而这种物质是什么，他始终未能得出结论。后来，科学家发现胃液中含有大量的盐酸，于是推测盐酸是使食物分解的物质。1835年，德国科学家施旺通过实验发现，胃腺分泌物中有一种物质，将它与盐酸混合后，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。

随着对细胞研究的不断深入，人们认识到，细胞的生活需要物质和能量。能量的释放、储存和利用，都必须通过化学反应来实现。

外界能量进入细胞，并为细胞所利用，都要经过复杂的化学反应。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞内几乎所有的化学反应，都需要酶的催化。细胞代谢概念：场所：意义：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢主要是细胞质基质细胞生命活动的基础，细胞代谢离不开酶（有氧呼吸、光合作用、蛋白质的合成等）一、细胞代谢酶促反应：有酶参与催化的反应称之为酶促反应二、酶在细胞代谢中的作用资料一：细胞代谢是细胞生命活动的基础，但代谢也会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢（体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，会加速人体衰老），但细胞中的另一种物质可以将过氧化氢及时分解成氧气和水，这种物质就是过氧化氢酶。以过氧化氢在不同条件下的分解为例，探究酶的作用。观察现象提出问题实验探究步骤：作出假设设计实验进行实验分析结果，得出结论表达与交流进一步探究二、酶的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑Fe3+过氧化氢酶2H2O2

2H2O+O2↑1.实验原理（1）常温（2）水浴加热（3）加Fe3+催化剂（4）加过氧化氢酶通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用。2.实验目的二、酶的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解3.实验材料（1）新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（2）新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液（3）质量分数为3.5%的FeCl3溶液。肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶就会在蛋白酶作用下分解。

“研磨液”——使肝脏细胞中的过氧化氢酶释放出来，可充分与过氧化氢接触，加快分解速率。

酶的催化效率比无机催化剂的催化效率高的多，即使少量的酶混入FeCl3溶液，也会干扰实验结果的准确性，增大实验误差.注意：实验中滴加FeCl3溶液和肝脏研磨液的滴管不能混用二、酶的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解4.实验设计试管编号步骤1234一二

三观察1.气泡冒出情况；2.卫生香复燃情况2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴2滴反应条件H2O2浓度H2O2剂量3号4号1号2号不明显少量较多大量观察产生气泡的多少二、酶的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解变亮复燃观察卫生香的燃烧情况二、酶的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解4.实验设计试管编号步骤1234一二

三观察2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴2滴反应条件H2O2浓度H2O2剂量气泡产生带火星的卫生香几乎无少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃二、酶的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解二、酶的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解5.分析结果

与1号试管相比，2号试管放出的气泡多。这一现象说明了什么？加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(为反应提供能量)2.

在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？不能。细胞是在常温下生活，若加热，会使细胞死亡3.

3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，说明了什么？说明Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。4.

3号试管与4号试管相比，哪支试管中反应速率快？这说明什么？4号试管的反应速率快，说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率更高。二、酶的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解6.实验结论1.过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样；2.过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快

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:

加入2滴煮沸过的肝脏研磨液的5号试管，可以与加入新鲜的肝脏研磨液的4号试管作对照；

加入2滴蒸馏水的6号试管可以作为3号试管和4号试管的对照组。科学方法：控制变量和设计对照实验1、控制变量(2)自变量：(3)因变量：(4)无关变量：(1)变

量：除自变量外，实验中还存在的一些对实验结果造成影响的可变因素。随着自变量的改变而变化的变量。人为控制的对实验对象进行处理的因素。实验过程中的变化因素。如：“加热、加Fe3+、加肝脏研磨液”。如：“H2O2分解速率”如：“反应物浓度、用量、反应时间”等(不同条件)(结果)(相同条件)

无关变量在对照组和实验组中均要保持相同且适宜。科学方法：控制变量和设计对照实验2、对照试验除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验。（一般要设置对照组和实验组）空白对照、相互对照、自身(前后)对照、条件对照。(2)类型：(3)对照组：(4)空白对照：(1)定

义：未经过处理的一组(自然状态下或已知实验结果的一组)。对照组不施加任何处理因素。作用是排除无关变量的干扰。(5)实验组：经过处理的一组(未知实验结果的一组)空白对照不给对照组做任何实验处理，是针对实验组所要研究的实验因素给与空白。自身对照对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不另设对照组。(不同处理的前后对照)条件对照虽给对照组施以某种实验因素的处理（不是自变量），但这种处理是作为对照因素的。目的是更有效的比较实验组和对照组的结果。相互对照不另设对照组，而是几个实验组之间相互对照，其中的每一组既是实验组也是其他组的对照组。科学方法：控制变量和设计对照实验分组编号2号1号3号4号常温90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝脏研磨液不同处理H2O2溶液（3%）2mL2mL2mL2mL气泡产生不明显少量较多大量卫生香复燃变亮复燃无关变量自变量因变量因变量实验组对照组空白对照对照原则（对照组和实验组）等量原则（控制无关变量）科学性原则科学方法：控制变量和设计对照实验2、实验原则单一变量原则：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单一变量原则（自变量）二、酶的作用：酶的作用机理（2）活化能：分子从_____转变为_________________的活跃状态所需要的能量。常态容易发生化学反应（1）物质分子发生化学反应条件：常态分子活跃态分子易发生化学反应吸收能量（3）加热与催化剂区别加热向H2O2分子提供能量，让更多的H2O2吸收能量处于活跃状态催化剂降低非活化分子转变为活化分子的门槛（降低了化学反应的活化能）

同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更明显，因而催化效率更高。活化能bacd反应过程能量初态（反应物）终态（产物）活跃状态①②③ac酶降低的活化能无催化剂条件下，反应所需要的活化能①无催化剂②无机催化剂③酶ab酶催化时，反应所需的活化能bc

酶能增加产物的生成量吗？未加催化剂无机催化剂酶催化时间产物量

酶只能加快反应速率，缩短反应到达平衡的时间，不能增加产物的量。三、酶的本质：巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德(微生物学家）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毕希纳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萨姆纳脲酶是蛋白质李比希（化学家）切赫、奥特曼少数RNA也具有生物催化功能问题1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？问题2.在科学发展过程中出现争论是正常的。巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么？这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？问题3.从毕希纳的实验可以得出什么结论？

巴斯德认为发酵与活细胞有关,是合理的；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；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。催化作用酶是产生的具有的

，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。活细胞有机物三、酶的本质：一般催化水解什么，就命名什么酶化学本质绝大多数是_______少数是_____合成原料___________________合成场所_______来源活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶作用场所细胞内、外或生物体外均可生理功能作用机理_________蛋白质RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体催化作用显著降低化学反应的活化能细胞核（主要）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在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，各组的处理如下表所示。对该实验的有关分析，不正确的是（）A.上表所示实验处理研究了温度和催化剂两个自变量B.试管2中没有加入任何试剂，应为空白对照组C.试管4和试管1形成对照，可说明酶具有催化作用D