高中生物人教版必修1第五章降低化学反应活化能的酶-酶的作用和本质

本节聚焦

01
说明酶在细胞代谢中的作用、本质
通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料,
认同科学是在不断探索和争论中前进的。


酶的作用和本质
02
观点:人们一直认为胃只有物理性消化，而没有化学性消化。
斯帕兰扎尼提出问题：究竟有没有化学性消化？
一、酶在细胞代谢中的作用



细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。H2O2是细胞中某些化学反应的副产物，具有强氧化性，如果不及时除去，就会杀死细胞，而细胞中的H2O2酶可以催化H2O2的分解
新鲜的肝脏研磨液中富含过氧化氢酶。如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物，会在腐生细菌的作用下分解。
实验1：设计实验证明H2O2酶对H2O2有分解作用
1、材料：新鲜的质量分数为20%的肝脏（猪/鸡肝）研磨液
2、用具： 量筒，试管，滴管，试管架，卫生香，火柴等
3、试剂：新配制的3%H2O2溶液


2H2O2 2H2O + O2

①应该设置哪些反应条件呢？
②实验种以什么指标判断H2O2有没有分解呢?
步骤 试管编号 说明
1 2
一 H2O2 浓度
剂量
二 反应条件
剂量
现象 气泡产生
卫生香燃烧
实验结果
3%
3%
2ml
2ml
肝脏研磨液
2滴
H2O2酶能催化H2O2分解

人为改变的变量

自变量

无关变量

随自变量的变化而变化的变量

因变量
对照组
实验组

变量

单一变量

等量

等量
2滴清水
验证H2O2酶对H2O2有分解作用
对照实验：除了一个因素外，其余因素都保持相同的实验。对照试验一般要设置对照组和实验组。
对照组：不经自变量处理；实验组：经自变量处理（施加或减除）
1、材料：新鲜的质量分数为20%的肝脏（猪/鸡肝）研磨液
2、用具： 量筒，试管，滴管，试管架，卫生香，火柴等
3、试剂：新配制的3%H2O2溶液，3．5%的FeCl3溶液


比较无机催化剂FeCl3与H2O2酶对H2O2的催化效率
①实验自变量，因变量，无关变量是哪些?
②如何设置条件呢？
步骤 试管编号

一 H2O2 浓度
剂量
二 反应条件
剂量
现象 气泡产生
卫生香燃烧
实验结果
3%
3%
2ml
2ml
肝脏研磨液
2滴
2滴
FeCl3
H2O2酶的催化效率比FeCl3高
3%
2ml
2滴清水
比较FeCl3与H2O2酶对H2O2的催化效率
步骤 试管编号
1 2 3 4
一 H2O2 浓度
剂量
二
剂量
结果 气泡产生
带火星木条
结论
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
室温
90℃
FeCl3
鲜肝研磨液
2滴清水
2滴清水
2滴
2滴
反应条件
1-2高温可以加快过氧化氢分解
1-3FeCl3能催化过氧化氢分解
1-4过氧化氢酶能催化过氧化氢分解
3-4过氧化氢酶的催化效率比FeCl3高
各条件使反应加快的本质：
加热：
Fe3+：
酶：
提高分子的能量
降低化学反应的活化能
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的能量。活化能越大，反应越不容易进行。
同无机催化剂相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。（酶在反应前后的性质和数量不变化）
酶能在温和条件下高效地催化过氧化氢分解
特别注意：
①酶能够加快化学应速率，缩短达到化学平衡所需的时间，但不能改变化学反应的平衡点。
②酶本身在化学反应前后数量和性质不发生变化。

未加酶

加入无机催化剂

加入酶
思考：下图三条曲线表示加入酶、未加酶、加入无机催化剂的反应速率。
发酵是纯化学反应，与生命活动无关

巴斯德
李比希
毕希纳


萨姆纳

VS

其他科学家
切赫和奥特曼


发酵与死细胞中的物质有关
发酵与活细胞有关
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。
脲酶是蛋白质
胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质
少数酶是RNA
一、酶的本质是什么呢？
有机物
酶的本质
来源
功能
化学成分

具有催化作用

活细胞产生的
绝大多数为蛋白质
少数为RNA
拓展
化学本质 绝大多数是________
少数是_____
合成原料
合成场所
来源
生理功能
作用原理
蛋白质
RNA
氨基酸
核糖核苷酸
核糖体
细胞核
降低化学反应的活化能
生物催化作用
活细胞（除哺乳动物成熟红细胞）
例、下列有关酶的叙述，正确的是（ ）
①是有内分泌的细胞产生的
②有的从食物中获得，有的从体内转化而来
③凡是活细胞都能产生酶
④绝大多数酶是蛋白质
⑤有的酶是蛋白质，有的是固醇
⑥酶在代谢中有多种功能
⑦在新陈代谢和生长发育中起调节作用
⑧酶只是起催化作用 ⑨酶只在细胞内发挥作用
A.①②⑤ B.③⑦⑨ C.③④⑧ D.④⑤⑥
C
小结
变量






概念

分类




实验控制方法

实验过程中可以变化的因素
自变量
因变量
无关变量
控制
观察分析

保持相同且适宜


1.下列叙述,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)细胞代谢是生物体内化学反应的统称。 (　　)
(2)酶能降低化学反应的活化能,为化学反应提供能量。 (　　)
(3)无关变量是和该实验结果无关的变量。 (　　)
(4)酶的化学本质是蛋白质或RNA。 (　　)
(5)脲酶能够将尿素分解成氨和CO2。 (　　)

当堂自测
×
×
×
√
√
当堂自测
2.在“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中,属于自变量的是(　　)
A.温度
B.pH
C.过氧化氢溶液的浓度
D.试管中产生气泡的多少
B
当堂自测
3.下列有关酶的说法,不正确的是(　　)
A.酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸
B.酶在化学反应前后自身化学性质不发生改变
C.酶都是活细胞产生的
D.细胞环境是酶正常发挥催化作用的必要条件
D