5.1+降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（第1課時） 【知識專講精研】高一生物上學(xué)期 （人教版2019必修1）

第5章細胞的能量供應(yīng)與應(yīng)用第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第1課時它的本質(zhì)是什么？有何作用？1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭禮尼做了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。討論：1、為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)？2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3、怎樣才能證明你的推測?問題探討便于取出實驗材料（肉塊),排除物理性消化對肉塊的影響，確定其是否發(fā)生了化學(xué)性消化化學(xué)物質(zhì)將其分解收集胃內(nèi)化學(xué)物質(zhì)，進行體外實驗巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德(微生物學(xué)家）發(fā)酵與活細胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣薩姆納脲酶是蛋白質(zhì)李比希（化學(xué)家）切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能一、酶的本質(zhì)1.概念：

酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。來源化學(xué)本質(zhì)功能①來源：活細胞②作用：催化作用（酶只有一個作用：不具有傳遞信息、調(diào)節(jié)的作用）③本質(zhì)：蛋白質(zhì)或RNA（酶的基本單位是氨基酸或核糖核苷酸）一、酶的本質(zhì)某種酶+蛋白酶加入酶的底物底物沒有被催化水解→該酶是蛋白質(zhì)底物被催化→該酶是RNA某種酶+雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色→該酶是蛋白質(zhì)不出現(xiàn)紫色→該酶是RNA方案1方案2給你一份某種酶的結(jié)晶，你能設(shè)計實驗檢測它是不是蛋白質(zhì)嗎？拓展應(yīng)用④有些酶在細胞內(nèi)發(fā)揮作用，有些酶在細胞外發(fā)揮作用(如：消化酶)。酶也可以在體外發(fā)揮作用(如：加酶洗衣粉中的酶)酶只能在細胞內(nèi)發(fā)揮作用嗎？1.概念：細胞中每時每刻都進行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細胞代謝。細胞代謝會產(chǎn)生對細胞有害的物質(zhì)，如H2O2等，細胞依靠過氧化氫酶能快速將過氧化氫分解。一）酶在細胞代謝中的作用H2O2在這些條件下的分解速率相同嗎？經(jīng)計算，質(zhì)量數(shù)為3.5%的FeCl3溶液和質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+數(shù)，大約是每滴研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。2H2O2

2H2O+O2↑/Fe3+過氧化氫酶2.實驗原理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。新鮮的肝臟研磨液如何判斷過氧化氫被分解的快慢？①觀察單位時間內(nèi)產(chǎn)生氣泡的多少②觀察點燃的衛(wèi)生香的復(fù)燃情況常溫/1.實驗?zāi)康模哼^氧化氫酶含量多且活性高實驗：比較H2O2在不同條件下的分解比較過氧化氫在不同條件下的分解3.實驗過程結(jié)果圖示2號1號3號4號對照組實驗組2mL過氧化氫溶液常溫90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液不明顯少量較多大量變亮復(fù)燃氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香復(fù)燃分組編號相同處理不同處理不復(fù)燃不復(fù)燃4.實驗現(xiàn)象與分析Fe3+做催化劑過氧化氫酶1與2對照：____________________________________________________________加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。(為反應(yīng)提供能量)1與3對照：____________________________________________________________FeCl3在常溫下能促進過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。(催化作用)1與4對照：_____________________________________________________________過氧化氫酶在常溫下能促進過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。(催化作用)3與4對照：_______________________________過氧化氫酶比FeCl3的催化效率高。結(jié)論：水浴加熱、FeCl3

、過氧化氫酶都能加快H2O2分解的速率；與FeCl3

相比，過氧化氫酶的催化速率要高得多。結(jié)果分析5.實驗結(jié)論自變量：因變量：無關(guān)變量：除自變量外，實驗中還存在的一些也可對實驗結(jié)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(1)控制變量(不同條件)(結(jié)果)(相同條件)控制變量和設(shè)計對照實驗單一變量原則：實驗設(shè)計時只有一個自變量，且無關(guān)變量在對照組和實驗組中均要保持一致且適宜科學(xué)方法試管編號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(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃反應(yīng)條件無關(guān)變量H2O2濃度H2O2劑量氣泡產(chǎn)生帶火星的衛(wèi)生香因變量（相同適宜）步驟變量自變量過氧化氫溶液的濃度、反應(yīng)時間、肝臟的新鮮程度等科學(xué)方法控制變量和設(shè)計對照實驗無關(guān)變量對實驗結(jié)果沒有影響嗎？該實驗的無關(guān)變量還有哪些？單一變量原則試管編號1234實驗處理無90℃水浴加熱2滴FeCl32滴肝勻漿H2O2溶液（3%）2

mL2

mL2

mL2

mL檢測指標(biāo)1.氣泡冒出情況2.衛(wèi)生香復(fù)燃情況除作為自變量的因素外，其余無關(guān)變量都保持一致，并將結(jié)果進行比較的實驗。(一般要設(shè)置對照組和實驗組)對照組實驗組空白對照①空白對照：②自身對照：③相互對照：對照組不施加任何處理因素對照組與實驗組在同一受試對象上進行。該實驗的對照組和實驗組分別是什么？(2)對照實驗：控制變量和設(shè)計對照實驗不另設(shè)對照組，而是幾個實驗組之間相互對照科學(xué)方法相互對照（1）與1號試管相比，2號試管加熱能產(chǎn)生氣泡，這一現(xiàn)象說明什么？2號試管放出的氣泡多，說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。1.為什么加熱能促進過氧化氫分解？H2O2（常態(tài)）H2O2（活躍狀態(tài)）使過氧化氫分子得到能量容易分解二、酶的作用機理2.什么是活化能？H2O2①常溫②加熱③FeCl3

④過氧化氫酶常態(tài)活化能二、酶的作用機理H2O＋O2活躍狀態(tài)活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。2.什么是活化能？一、酶在細胞代謝中的作用H2O2

H2O＋O2①常溫②加熱③FeCl3

④過氧化氫酶常態(tài)

活躍狀態(tài)活化能提供活化能降低活化能降低活化能，更顯著3.你能解釋加熱、無機催化劑，酶在這一過程中的不同作用嗎？4.Fe3+和過氧化氫酶都有催化作用，你認為催化的機理是什么？酶和無機催化劑并沒有給反應(yīng)物提供活化能，而是降低了化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能。常態(tài)活躍狀態(tài)無催化劑時所需的活化能無機催化劑催化時所需的活化能酶催化時所需的活化能無機催化劑降低的活化能：酶降低的活化能：①②③①無催化劑②無機催化劑③酶E2-E3E1E2E2-E1E31.①②③分別表示什么？2.用字母表下列活化能1.酶具有極強的催化功能，其原因是(

)A.增加了反應(yīng)物之間的接觸面B.降低了反應(yīng)所需的活化能C.提高了反應(yīng)所需的活化能D.酶提供了使反應(yīng)開始所必需的活化能BA2.關(guān)于酶的敘述中，正確的是(

)A.細