酶的作用和本质

人教版（2019）

必修1《分子与细胞》第1节

降低化学反应活化能的酶一

酶的作用和本质第5章

细胞的能量供应和利用问题探讨

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。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.怎样才能证明你的推测?讨论便于取出实验材料（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。收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用一、酶的作用和本质斯帕兰札尼食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某种物质。后来，科学家发现胃液中含有大量的盐酸，推测盐酸是使食物分解的物质。1835年，施旺（德）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大于盐酸的单独作用，这种物质就是胃蛋白酶。1.酶的发现

（一）酶在细胞代谢中的作用一、酶的作用和本质

（一）酶在细胞代谢中的作用2.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。意义：

细胞生命活动的基础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。幸而细胞中含有过氧化氢酶，能将过氧化氢分解，变成氧和水。2H2O22H2O+O2↑过氧化氢酶3.探究·实践通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用（1）

目的要求比较过氧化氢在不同条件下的分解（2）

实验原理2H2O22H2O+O2反应条件加热是化学反应的常见条件Fe3+是无机催化剂新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶不同条件一、酶的作用和本质

（一）酶在细胞代谢中的作用3.探究·实践比较过氧化氢在不同条件下的分解如何判断过氧化氢被分解的快慢？一、酶的作用和本质

（一）酶在细胞代谢中的作用通过O2的产生量判断H2O2的分解情况观察单位时间内产生气泡的多少观察带火星的卫生香的复燃情况1号2号3号4号2mLH2O290℃水浴加热2滴3.5%FeCl32滴20%肝脏研磨液常温（4）实验步骤一、酶的作用和本质

（一）酶在细胞代谢中的作用3.探究·实践（5）

实验结果比较过氧化氢在不同条件下的分解一、酶的作用和本质

（一）酶在细胞代谢中的作用观察产生气泡的多少观察卫生香的燃烧情况基本无少量较多大量复燃不明显复燃明显3.探究·实践（6）

实验分析比较过氧化氢在不同条件下的分解一、酶的作用和本质

（一）酶在细胞代谢中的作用（1）与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？（2）3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？（3）3号试管Fe3+数比4号试管H2O2酶高25万倍，但4号反应速率更快,这说明什么？加热能促进H2O2的分解,提高反应速率FeCl3中的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。过氧化氢酶比Fe3+

的催化效率高得多。3.探究·实践（7）

实验结论比较过氧化氢在不同条件下的分解一、酶的作用和本质

（一）酶在细胞代谢中的作用加热、FeCl3溶液中的Fe3+以及新鲜肝脏研磨液中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解。与无机催化剂Fe3+相比，过氧化氢酶的催化效率更高。一、酶的作用和本质

（一）酶在细胞代谢中的作用4.科学方法——控制变量和设计对照实验（P78）变量：实验过程中的变化因素自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素因变量：因自变量改变而变化的变量（结果Y）无关变量：（1）控制变量温度（加热）、催化剂（FeCl₃溶液、肝脏研磨液）H2O2分解速率H2O2浓度和体积、反应时间、肝脏的新鲜程度等除自变量外，实验中还存在的一些也可对实验结果造成影响的其它变量（相同条件a）一、酶的作用和本质

（一）酶在细胞代谢中的作用4.科学方法——控制变量和设计对照实验（P78）对照实验：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。一般设置对照组和实验组。对照实验的类型：（2）对照实验对照组实验组空白对照空白对照、自身对照、相互对照1、探究甲状腺激素对动物生长发育的影响：甲组：饲料中添加甲状腺激素乙组：饲料中不添加甲状腺激素实验组：对照组：乙组甲组2、植物细胞吸水与失水实验：

对照

对照实验组：对照组：处理前处理后空白自身一、酶的作用和本质一、酶的作用和本质

（一）酶在细胞代谢中的作用4.科学方法——控制变量和设计对照实验（P78）对照原则：单一变量原则：等量性原则：（3）实验设计的一般原则在实验中，一般需要设置对照组。通过设置对照组，既能排除无关变量对实验结果的影响，又能增加实验结果的可信度和说服力。在对照实验中,除了要观察的变量发生变化外,其他变量都应保持相同。（无关变量始终相同且适宜）指除单一变量可以变化外，其他的实验条件应是一样的，如所用试剂量要相同，放在相同条件下培养，取长势相同的植物培养等。一、酶的作用和本质

（二）酶的作用机理1.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要的能量。

在常温常压下，Fe3+和H2O2酶并未供给H2O2能量，为什么H2O2也能分解？它们降低了H2O2分解反应的活化能。

加热为什么能使H2O2分解？

因为加热使H2O2分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。Fe3+和过氧化氢酶促使过氧化氢分解，但它们并未供给过氧化氢能量，而是降低了过氧化氢分解的活化能加热加压相当于给汽车加大油门提供能量穿山隧道一、酶的作用和本质

（二）酶的作用机理一、酶的作用和本质

（二）酶的作用机理2.酶的作用机理：活跃状态降低化学反应的活化能。（1）与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。（2）正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行。各条件使反应加快的本质：酶：更显著地降低化学反应的活化能（作用机理）想一想：如何表示？无催化剂曲线：______酶促反应曲线：______无酶促反应所需活化能：______酶促反应所需活化能：______酶降低的活化能：______曲线B曲线AE2E3—E2E3一、酶的作用和本质一、酶的作用和本质

（二）酶的作用机理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

酶和无机催化剂一样能催化化学反应的进行，降低反应的活化能，但本身并不被消耗，不为化学反应提供物质和能量，不改变化学反应的方向和生成物的量。产物量巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德发酵与活细胞有关，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酶是蛋白质李比希少数RNA也具有催化功能切赫、奥尔特曼酶的定义？1.关于酶本质的探索（P79-P80）

（三）酶的本质一、酶的作用和本质

（三）酶的本质1.关于酶本质的探索（P79-P80）

5、请给酶下一个比较完整的定义。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。酶的来源酶的作用降低活化能酶的化学成分少数是RNA选一选1、在过氧化氢酶和Fe3+的催化效率比较的实验中，把肝脏制成研磨液的目的是（

）。A．有利于过氧化氢酶的释放

B．保护过氧化氢酶C．提高过氧化氢酶的活性

D．以上说法都不正确2、酶具有极强的催化功能，其原因是（）A．增加了反应物之间的接触面积

B．降低了化学反应的活化能C．提高了反应物分子的活化能

D．酶提供使反应开始所必需的活化能选一选3、大多数酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明（）A.大多数酶是细胞产生的B.大多数酶是生物催化剂C.大多数酶的化学本质是蛋白质D.大多数酶的基本组成单位是多肽选一选4.关于酶的叙述中,正确的是()