酶的作用和本質

人教版（2019）

必修1《分子與細胞》第1節(jié)

降低化學反應活化能的酶一

酶的作用和本質第5章

細胞的能量供應和利用問題探討

1773年，意大利科學家斯帕蘭札尼做了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內，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)籠內的肉塊消失了。1.為什么要將肉塊放在金屬籠內?2.是什么物質使肉塊消失了?3.怎樣才能證明你的推測?討論便于取出實驗材料（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。斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用一、酶的作用和本質斯帕蘭札尼食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某種物質。后來，科學家發(fā)現(xiàn)胃液中含有大量的鹽酸，推測鹽酸是使食物分解的物質。1835年，施旺（德）胃腺分泌物中有一種物質，將它與鹽酸混合后，對肉類的分解能力遠大于鹽酸的單獨作用，這種物質就是胃蛋白酶。1.酶的發(fā)現(xiàn)

（一）酶在細胞代謝中的作用一、酶的作用和本質

（一）酶在細胞代謝中的作用2.細胞代謝細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝。意義：

細胞生命活動的基礎細胞代謝是細胞生命活動的基礎，但代謝也會產(chǎn)生對細胞有害的物質，如過氧化氫。幸而細胞中含有過氧化氫酶，能將過氧化氫分解，變成氧和水。2H2O22H2O+O2↑過氧化氫酶3.探究·實踐通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用（1）

目的要求比較過氧化氫在不同條件下的分解（2）

實驗原理2H2O22H2O+O2反應條件加熱是化學反應的常見條件Fe3+是無機催化劑新鮮的肝臟中含有過氧化氫酶不同條件一、酶的作用和本質

（一）酶在細胞代謝中的作用3.探究·實踐比較過氧化氫在不同條件下的分解如何判斷過氧化氫被分解的快慢？一、酶的作用和本質

（一）酶在細胞代謝中的作用通過O2的產(chǎn)生量判斷H2O2的分解情況觀察單位時間內產(chǎn)生氣泡的多少觀察帶火星的衛(wèi)生香的復燃情況1號2號3號4號2mLH2O290℃水浴加熱2滴3.5%FeCl32滴20%肝臟研磨液常溫（4）實驗步驟一、酶的作用和本質

（一）酶在細胞代謝中的作用3.探究·實踐（5）

實驗結果比較過氧化氫在不同條件下的分解一、酶的作用和本質

（一）酶在細胞代謝中的作用觀察產(chǎn)生氣泡的多少觀察衛(wèi)生香的燃燒情況基本無少量較多大量復燃不明顯復燃明顯3.探究·實踐（6）

實驗分析比較過氧化氫在不同條件下的分解一、酶的作用和本質

（一）酶在細胞代謝中的作用（1）與1號試管相比，2號試管產(chǎn)生的氣泡多，這一現(xiàn)象說明了什么？（2）3、4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明了什么？（3）3號試管Fe3+數(shù)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？加熱能促進H2O2的分解,提高反應速率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。過氧化氫酶比Fe3+

的催化效率高得多。3.探究·實踐（7）

實驗結論比較過氧化氫在不同條件下的分解一、酶的作用和本質

（一）酶在細胞代謝中的作用加熱、FeCl3溶液中的Fe3+以及新鮮肝臟研磨液中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解。與無機催化劑Fe3+相比，過氧化氫酶的催化效率更高。一、酶的作用和本質

（一）酶在細胞代謝中的作用4.科學方法——控制變量和設計對照實驗（P78）變量：實驗過程中的變化因素自變量：人為控制的對實驗對象進行處理的因素因變量：因自變量改變而變化的變量（結果Y）無關變量：（1）控制變量溫度（加熱）、催化劑（FeCl?溶液、肝臟研磨液）H2O2分解速率H2O2濃度和體積、反應時間、肝臟的新鮮程度等除自變量外，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（相同條件a）一、酶的作用和本質

（一）酶在細胞代謝中的作用4.科學方法——控制變量和設計對照實驗（P78）對照實驗：除作為自變量的因素外，其余因素(無關變量)都保持一致，并將結果進行比較的實驗。一般設置對照組和實驗組。對照實驗的類型：（2）對照實驗對照組實驗組空白對照空白對照、自身對照、相互對照1、探究甲狀腺激素對動物生長發(fā)育的影響：甲組：飼料中添加甲狀腺激素乙組：飼料中不添加甲狀腺激素實驗組：對照組：乙組甲組2、植物細胞吸水與失水實驗：

對照

對照實驗組：對照組：處理前處理后空白自身一、酶的作用和本質一、酶的作用和本質

（一）酶在細胞代謝中的作用4.科學方法——控制變量和設計對照實驗（P78）對照原則：單一變量原則：等量性原則：（3）實驗設計的一般原則在實驗中，一般需要設置對照組。通過設置對照組，既能排除無關變量對實驗結果的影響，又能增加實驗結果的可信度和說服力。在對照實驗中,除了要觀察的變量發(fā)生變化外,其他變量都應保持相同。（無關變量始終相同且適宜）指除單一變量可以變化外，其他的實驗條件應是一樣的，如所用試劑量要相同，放在相同條件下培養(yǎng)，取長勢相同的植物培養(yǎng)等。一、酶的作用和本質

（二）酶的作用機理1.活化能分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。

在常溫常壓下，F(xiàn)e3+和H2O2酶并未供給H2O2能量，為什么H2O2也能分解？它們降低了H2O2分解反應的活化能。

加熱為什么能使H2O2分解？

因為加熱使H2O2分子得到能量，從常態(tài)轉變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)。Fe3+和過氧化氫酶促使過氧化氫分解，但它們并未供給過氧化氫能量，而是降低了過氧化氫分解的活化能加熱加壓相當于給汽車加大油門提供能量穿山隧道一、酶的作用和本質

（二）酶的作用機理一、酶的作用和本質

（二）酶的作用機理2.酶的作用機理：活躍狀態(tài)降低化學反應的活化能。（1）與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。（2）正是由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和條件下快速有序地進行。各條件使反應加快的本質：酶：更顯著地降低化學反應的活化能（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—E2E3一、酶的作用和本質一、酶的作用和本質

（二）酶的作用機理酶能增加產(chǎn)物的生成量嗎？未加催化劑無機催化劑酶催化時間

酶和無機催化劑一樣能催化化學反應的進行，降低反應的活化能，但本身并不被消耗，不為化學反應提供物質和能量，不改變化學反應的方向和生成物的量。產(chǎn)物量巴斯德之前發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關巴斯德發(fā)酵與活細胞有關，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某些物質起作用引起發(fā)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(fā)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(xù)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(shù)RNA也具有催化功能切赫、奧爾特曼酶的定義？1.關于酶本質的探索（P79-P80）

（三）酶的本質一、酶的作用和本質

（三）酶的本質1.關于酶本質的探索（P79-P80）

5、請給酶下一個比較完整的定義。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)酶是蛋白質。酶的來源酶的作用降低活化能酶的化學成分少數(shù)是RNA選一選1、在過氧化氫酶和Fe3+的催化效率比較的實驗中，把肝臟制成研磨液的目的是（

）。A．有利于過氧化氫酶的釋放

B．保護過氧化氫酶C．提高過氧化氫酶的活性

D．以上說法都不正確2、酶具有極強的催化功能，其原因是（）A．增加了反應物之間的接觸面積

B．降低了化學反應的活化能C．提高了反應物分子的活化能

D．酶提供使反應開始所必需的活化能選一選3、大多數(shù)酶在水解過程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，這說明（）A.大多數(shù)酶是細胞產(chǎn)生的B.大多數(shù)酶是生物催化劑C.大多數(shù)酶的化學本質是蛋白質D.大多數(shù)酶的基本組成單位是多肽選一選4.關于酶的敘述中,正確的是()