降低化学反应活化能的酶高一上生物人教版必修1

第五章

细胞的能量供应和利用

第1节降低化学反应活化能的酶（第一课时）意大利科学家斯帕兰札尼将肉放入小巧的金属笼内，让鹰把小笼子吞下去，一段时间后，笼内的肉块消失了。1.为什么要将肉块放在金属笼内？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。胃内的某种化学物质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。问题探讨2.是什么物质使肉块消失了？3.怎样才能证明你的推测？斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用实验（视频）①斯帕兰札尼的实验说明，食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某种物质。

然而这种物质是什么，他始终未能得出结论。②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。③1835年，德国科学家施旺通过实验发现，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远大于盐酸的单独作用，这种物

质就是胃蛋白酶。④随着对细胞研究的不断深入，人们认识到，细胞的生活需要物质和能量。

能量的释放、储存和利用，都必须通过化学反应来实现。消化液细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着

许多化学反应的总称细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的总称CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量酶氨基酸多肽酶脱水缩合叶绿体线粒体核糖体酶酶酶剧烈①高温

②高压③强酸④强碱常见有机化学反应温和①常温

②常压③水溶液环境④pH接近中性细胞内外的环境在细胞较为温和的环境中，各种生化反应如何高效有序的进行呢？细胞代谢离不开酶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，体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发（包括头发）变白，会加速人体衰老。一、酶在细胞代谢中的作用2H2O22H2O+O2↑1.过氧化氢在体外分解需要什么条件？2.细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？加热/强酸/强碱/加催化剂（如FeCl3)细胞中含有过氧化氢酶他们原理一样吗？分解速率一样吗？如何设计实验来探究酶的作用？比较过氧化氢在不同条件下的分解实验1.实验目的：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。2.实验原理：2H2O22H2O+O2反应条件①加热是化学反应常见的条件②Fe3+是无机催化剂③新鲜肝脏中含有过氧化氢酶不同条件判断H2O2的分解快慢依据：O2的产生速率①点燃的卫生香的复燃情况②气泡冒出情况3.实验材料：①新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（含较多的过氧化氢酶）②质量分数为3.5%的FeCI3溶液③新配制的体积分数为3%的H2O2溶液量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计4.实验用具：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验步骤试管编号

说明1234一H2O2浓度剂量二反应条件常温90℃FeCl3溶液新鲜肝脏研磨液剂量结果气泡产生卫生香燃烧2滴清水2滴清水比较过氧化氢在不同条件下的分解实验3%3%3%3%2ml2ml2ml2ml2滴2滴5.实验现象：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验步骤试管编号

说明1234一H2O2浓度3%3%3%3%剂量2ml2ml2ml2ml二反应条件常温90℃FeCl3溶液新鲜肝脏研磨液剂量2滴2滴结果气泡产生不明显少量较多大量卫生香燃烧不复燃不复燃变亮复燃2滴清水2滴清水比较过氧化氢在不同条件下的分解实验除自变量的因素外,其余因素(无关变量)都保持一致,并将结果进行比较的实验叫作对照实验。对照实验对照组实验组变量随自变量的变化而变化的因素人为改变的因素实验中可能存在的一些可变因素，对实验结果有影响自变量因变量无关变量实验应遵循的原则：等量性原则单一变量原则对照原则自变量因变量无关变量无关变量1.与1号试管相比,2号试管出现了什么不同的现象?这一现象说明什么?2号试管放出的气泡多，这一现象说明加热促进过氧化氢的分解，提高反应速率。2.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？不能。3.3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？说明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。4.3号试管与4号试管相比，哪支试管中反应速率快？这说明什么？为什么说酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要？细胞内每时每刻都在进行成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。1与2对照：________________________________________________加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(为反应提供能量)1与3对照：________________________________________________FeCl3在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(催化作用)1与4对照：_________________________________________________过氧化氢酶在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(催化作用)3与4对照：____________________________过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高。（高效性）6实验结果讨论分析66酶只缩短反应的时间，不改变生成物的量。m加酶加无机催化剂无催化剂生成物的量时间01342加热反应物量时间01342ac_______________________________。ab

。bc

。bacd反应过程能量常态（反应物）终态（产物）活跃状态①②③②①酶降低的活化能无催化剂条件下，反应所需要的活化能无催化剂无机催化剂③酶酶催化时，反应的活化能酶的作用机理——降低反应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称为活化能（2）无机催化剂和酶是通过怎样的途径加快化学反应速率的？（1）在常态下,几乎所有H2O2分子都不易分解,为什么加热后一小部分可以分解?（3）为什么酶的催化效率比无机催化剂快？降低化学反应所需要的活化能，使活跃态的分子增多。

酶更显著地降低了化学反应所需要的活化能。因为加热使H2O2分子获得了能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。酶的作用机理——降低反应活化能时间生成物浓度OABC未加催化剂加无机催化剂加酶AB对比，说明酶具有______AC对比，说明酶具有_______平衡点酶只缩短达到化学平衡的时间，不改变平衡点高效性催化作用01高效性①②④H2O2H2O＋1/2O2⑤③表示：⑤表示：无机催化剂降低的活化能酶降低的活化能①表示：②表示：④表示：化学反应所需的活化能。无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。酶催化时化学反应所需的活化能。③反应过程能量酶的作用机理——降低反应活化能酶只能降低化学反应的活化能，只起催化作用，不能为化学反应提供活化能。加热、加压、点燃等剧烈条件为化学反应反应物提供能量（活化能）。因为酶的催化作用，使细胞代谢中的化学反应能在温和的条件下快速的进行。4.在细胞内、细胞外、生物体内、生物体外都能起催化作用5.酶本身在反应前后其数量和性质都不改变易错提醒思考：酶的基本单位是什么？组成元素是什么？有什么特性？发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德糖类变酒精必须要酵母活细胞的参与糖类变酒精必须要酵母活细胞死亡并释放其中的物质毕希纳萨姆纳李比希切赫、奥尔特曼从刀豆中提取出脲酶，并证明化学本质是蛋白质，作用是分解尿素少数RNA也具有生物催化功能从酵母细胞中提取到发酵物质——酿酶酶的发现1化学本质合成原料合成场所来源功能作用机理作用场所绝大多数是蛋白质少数是RNA氨基酸核糖体活细胞具有催化作用（唯一的作用）核糖核苷酸细胞核（真核）降低化学反应的活化能细胞内外，以及生物体内外均可发挥作用（不包括哺乳动物成熟红细胞）酶的本质及生理功能2酶是_______产生的，具有_____作用的_______。活细胞催化有机物1.下列关于酶的说法，有几项是正确的（

）①是有分泌功能的细胞产生的②有的从食物中获得，有的在体内转化而来③凡是活细胞，一般都能产生酶④酶都是蛋白质⑤有的酶不是蛋白质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控作用⑧酶只是起催化作用A.2项

B.3项

C.4项

D.5项2.下图为发生在哺乳动物消化道内的某项化学反应的示意图,图中的甲最可能表示()。A.麦芽糖 B.麦芽糖酶

C.蛋白酶 D.蔗糖酶3.下图为H2O2在不同条件下分解的曲线图，图中①②③④表示的条件分别是(

)A.H2O2酶催化、FeCl3催化、加热、自然条件B.加热、自然条件、H2O2酶催化、FeCl3催化C.加热、FeCl3催化、自然条件、H2O2酶催化D.自然条件、加热、