人教版高中生物必修一5.1降低化学反应活化能的酶（课时1）酶的作用和本质讲义

必修一分子与细胞第五章细胞的能量供应和利用第一节降低化学反应活化能的酶（一）酶的作用和本质学习目标简述酶在新陈代谢中的作用。理解新陈代谢的概念。阐释酶的概念及本质。课程导入问题探讨：1773年，意大利科学家斯帕兰札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：为什么要将肉块放在金属笼里？当时人们普遍认为胃只能磨碎食物，而不能分解食物中的有机物，所以该行为是为了解决鸟类的胃是否只有物理性消化，而没有化学性消化的问题。是什么物质使肉块消失了？鸟类的胃里可能有某种化学物质使肉块消失了。怎样才能证明你的推测？收集鸟类胃里的化学物质，检验这些物质在体外是否也能将肉块分解。细胞代谢胃蛋白酶的发现：细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。酶在细胞代谢中的作用探究实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验目的：通多比较过氧化氢在不同条件下分解速度的快慢，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+以及新鲜的肝脏研磨液中的过氧化氢酶均可影响H2O2的分解速度。实验步骤：实验结论：过氧化氢在不同条件下分解速率不一样过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快实验方法：控制变量法控制变量法：在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制，使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化，最终解决所研究的问题。自变量（因为）：人为改变的量。——一个实验中的自变量可能不唯一本实验中的自变量为：反应条件因变量（所以）：随着自变量的变化而变化的量。本实验中的因变量为：过氧化氢的分解速度无关变量：除自变量外，实验过程中可能还存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量，无关变量要适宜且统一。本实验中无关变量：过氧化氢的量（要求相等）对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验称为对照试验。对照试验一般要设置对照组和实验组，除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。考点直击甲与丁对照能够证明酶的高效性吗？不能，只证明了酶具有催化作用；丙与丁对照才证明酶具有高效性，为了使实验更具有说服力，最好加上甲组空白对照。酶的作用机理活化能：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。酶能显著降低化学反应所需的活化能。酶的本质思考讨论：关于酶本质的探索在19世纪酿酒业在欧洲经济中占有重要的地位，但是酿出的葡萄酒经常莫名其妙的变酸，受到这一问题困扰。科学界非常重视对发酵过程的研究。当时人们已经知道酿酒就是让糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳，许多科学家都相信糖类变成酒精是一个纯化学过程，与生命活动无关。1857年：巴斯德vs李比希法国微生物学家巴斯德通过显微镜观察，提出酿酒中的发酵是由于酵母的存在，没有活细胞参与，糖类不可能变成酒精。但德国化学家李比希却坚持认为引发发酵的是酵母细胞的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。1897年：毕希纳结束这一争论的是1897年德国化学家毕希纳，他把酵母细胞放在石英砂中用力研磨加水搅拌，再进行加压过滤，得到不含酵母的提取液，在这些汁液中加入葡萄糖，一段时间后就冒出气泡，糖液居然变成了酒，所以这验证了李比希的观点是正确的。之后毕希纳便将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。20世纪30年代20世纪30年代，科学家们相继提取出多种酶的蛋白质结晶，并指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。20世纪80年代：切赫和奥特曼20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用，最终科学家们认为酶是活细胞产生的具有催化作用