降低化學反應(yīng)活化能的酶第一課時：酶的作用和本質(zhì)主動運輸我們每天都需要攝入食物來滿足機體的營養(yǎng)需要，那食物的消化是依靠什么呢？問題探討1773年，意大利科學家斯帕蘭札尼設(shè)計了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間他把小籠子取出來發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。1．為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)？2．是什么物質(zhì)讓肉塊消失了？3．怎樣才能證明你的推測？

排除胃的物理性消化消化道內(nèi)的化學物質(zhì)將肉塊分解了收集消化道內(nèi)的化學物質(zhì)，看看這些化學物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解問題探討食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某種物質(zhì)。科學家發(fā)現(xiàn)胃液中有大量鹽酸，推測鹽酸是使食物分解的物質(zhì)。1835年，施旺通過實驗發(fā)現(xiàn)，胃腺分泌物中有一種物質(zhì)，將它與鹽酸混合后，對肉類的分解能力遠遠大于鹽酸的單獨作用。物質(zhì)是什么？細胞代謝細胞的生活需要物質(zhì)和能量。能量的釋放、儲存和利用都必須通過化學反應(yīng)來實現(xiàn)。細胞中每時每刻都進行著許多化學反應(yīng)，統(tǒng)稱為細胞代謝。細胞代謝是細胞生命活動的基礎(chǔ)。細胞代謝離不開酶。酶在細胞中的代謝作用——比較過氧化氫在不同條件下的分解細胞代謝會產(chǎn)生代謝廢物，其中一些物質(zhì)是對細胞有害的，比如H2O2。幸而細胞中有一種物質(zhì)過氧化氫酶，能將H2O2及時分解成O2和水。1.實驗原理：H2O2分解產(chǎn)生氧氣和水，但在加熱、Fe3＋、過氧化氫酶的作用下能加速分解。質(zhì)量分數(shù)為3.5%的氯化鐵溶液1滴質(zhì)量分數(shù)為20%的新鮮肝臟研磨液1滴Fe3+相對數(shù)量25萬過氧化氫酶相對數(shù)量12.實驗?zāi)康?H2O22H2O+O2↑不同條件通過比較過氧化氫在不同條件下的分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用。1.常溫3.加FeCl32.加熱4.加過氧化氫酶3.實驗材料新配置的體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液新鮮的肝臟——H2O2酶數(shù)量多、活性強研磨液——增加H2O2酶與反應(yīng)物的接觸面酶在細胞中的代謝作用——比較過氧化氫在不同條件下的分解4.實驗步驟（1）取4支潔凈的試管，分別編上序號1、2、3、4，向各試管中加入2ml過氧化氫溶液，按序號依次放置在試管架上。

1234酶在細胞中的代謝作用——比較過氧化氫在不同條件下的分解4.實驗步驟（2）1號試管不做任何處理，2號試管90℃水浴加熱，3號試管內(nèi)滴入2滴FeCl3溶液，4號試管內(nèi)滴入2滴肝臟研磨液。仔細觀察并記錄氣泡冒出的情況。（3）立即將點燃的衛(wèi)生香分別放入3號和4號試管內(nèi)液面的上方，仔細觀察并記錄實驗結(jié)果。

123434酶在細胞中的代謝作用——比較過氧化氫在不同條件下的分解產(chǎn)生氣泡情況幾乎無

少量

較多

大量衛(wèi)生香燃燒情況

變亮

復(fù)燃5.實驗結(jié)果酶在細胞中的代謝作用——比較過氧化氫在不同條件下的分解6.結(jié)果討論⑴與1號試管相比，2號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？單位時間內(nèi)，2號試管放出的氣泡多。這一現(xiàn)象說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率⑵在細胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？不能，細胞內(nèi)的環(huán)境是很溫和的。酶在細胞中的代謝作用——比較過氧化氫在不同條件下的分解6.結(jié)果討論⑶3號和4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？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⑷3號試管與4號試管相比，哪支試管中反應(yīng)速率快？這說明什么？為什么說酶對細胞內(nèi)化學反應(yīng)的順利進行至關(guān)重要？①4號試管的反應(yīng)速率比3號試管快得多。②這說明過氧化氫比Fe3+的催化效率高得多。③細胞內(nèi)每時每刻都在進行成千上萬種化學反應(yīng)，這些化學反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效地進行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以酶對于細胞內(nèi)化學反應(yīng)的順利進行至關(guān)重要過氧化氫溶液+FeCl3溶液

過氧化氫溶液+肝臟研磨液

酶在細胞中的代謝作用——比較過氧化氫在不同條件下的分解7.實驗結(jié)論

123434能促進過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率1與2對照：1與3對照：1與4對照：3與4對照：能促進過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率能促進過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率

比

的催化效率更高加熱FeCl3過氧化氫酶過氧化氫酶FeCl3實驗中的變量分析自變量: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無關(guān)變量:除自變量外，一些對因變量造成影響的可變因素對照實驗一般既要有對照組又要有實驗組。對實驗假設(shè)而言，不接受變量處理的組是對照組，接受變量處理的組是實驗組。變量實驗過程中變化的因素稱為變量實驗中的變量分析組別1234變量過氧化氫體積分數(shù)3%3%3%3%劑量2ml2ml2ml2ml反應(yīng)條件常溫90℃水浴加熱FeCl3兩滴肝臟研磨液2滴結(jié)果產(chǎn)生氣泡幾乎無少量較多大量衛(wèi)生香燃燒情況變量復(fù)燃無關(guān)變量自變量因變量無關(guān)變量因變量對照組實驗組實驗組實驗組對照實驗的原則對照原則:在實驗中，設(shè)置對照組和實驗組。通過對照，使實驗結(jié)果更加可信。單一變量原則:控制唯一變量【自變量】而排除其他因素的干擾。適宜性原則:其他無關(guān)變量要相同且適宜。對照實驗的原則平行重復(fù)原則:盡可能地多觀察較多的實驗對象，使實驗結(jié)果不是由于偶然的原因而呈現(xiàn)的特例。科學性原則:實驗方案嚴密，選材合適，實驗原理準確無誤。對照實驗的類型對照實驗的類型有空白對照、自身對照、相互對照、條件對照五種。下面我們就結(jié)合具體的實驗逐一認識一下吧！空白對照不給對照組做任何實驗處理。這里的“空白"絕不是什么因素都不給予，而是針對實驗組所要研究的實驗因素給予空白。

1234341號試管為對照組。2，3，4號試管為實驗組。且1號試管為典型的空白對照。對照實驗的類型自身對照對照組和實驗組都在同一研究對象上進行，不另設(shè)對照組。實驗處理前的對象狀況為對照組，實驗處理后的對象狀況為實驗組。生長狀況相同的正常同種植物分兩組甲組：缺Fe的完全培養(yǎng)液乙組：完全培養(yǎng)液出現(xiàn)缺乏癥加入Fe元素再培養(yǎng)缺乏癥消失Fe為植物生長的必需元素植物正常生長植物正常生長Fe為植物生長的非必需元素證明Fe元素是否為植物必需的元素自身對照對照實驗的類型相互對照不單獨設(shè)對照組，而是幾個實驗組相互對比對照，其中每一組既是實驗組也是其他級別的對照組。34343號試管和4號試管形成相互對照。對照實驗的類型條件對照給對照組施以某種實驗因素的處理，但這種處理是作為對照因素的，不是所要研究的實驗因素。條件對照的目的是通過對比得出相對立的結(jié)論，以驗證實驗結(jié)論的正確性?！炞C甲狀腺激素促進幼小動物發(fā)育—對照實驗的一般設(shè)計步驟對照實驗的目的是排除無關(guān)變量的干擾，從而確定自變量與因變量的關(guān)系。自變量因變量無關(guān)變量(相同適宜)(控制)(檢測)一般步驟第一步：分組編號，統(tǒng)一處理第二步：分組施加自變量第三步：一段時間后，檢測因變量根據(jù)實驗?zāi)康暮推鞑?，分析實驗的自變量，找出主要的無關(guān)變量，明確因變量的檢測方法。排除無關(guān)變量的干擾，從而確定自變量與因變量的關(guān)系酶的催化機理活化能：分子從_____轉(zhuǎn)變?yōu)開________________的活躍狀態(tài)所需要的能量。常態(tài)容易發(fā)生化學反應(yīng)活化能反應(yīng)歷程活躍狀態(tài)分子的平均能量常態(tài)分子的平均能量初態(tài)活化態(tài)終態(tài)酶的催化機理①常溫②FeCl3（無機催化劑）③過氧化氫酶①能量反應(yīng)歷程E1E2H2O2H2O＋1/2O2②③E5E1表示無催化劑時化學反應(yīng)所需要的活化能

初態(tài)活化態(tài)終態(tài)E2表示無機催化劑催化時化學反應(yīng)所需要的活化能

E3表示酶催化時化學反應(yīng)所需要的活化能

E3E4E4表示無機催化劑降低的活化能

E5表示酶降低的活化能

酶的催化機理加熱為化學反應(yīng)提供能量無機催化劑酶降低化學反應(yīng)的活化能，但是酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。酶的本質(zhì)閱讀課本79-80頁“資料分析”找出每一位科學家的研究背景、過程、結(jié)論及貢獻完成教材P80“拓展應(yīng)用2”巴斯德之前發(fā)酵是純化學反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德(微生物學家）發(fā)酵與活細胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)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(zhì)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脲酶是蛋白質(zhì)李比希（化學家）切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能酶的本質(zhì)思考·討論1.巴斯德和李比希的觀點各有什么積極的意義？各有什么局限性？1.巴斯德認為發(fā)酵與活細胞有關(guān)，是合理的；認為發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質(zhì)在起作用，是不正確的。畢希納認為引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，是合理的；認為這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解才能發(fā)揮作用，是不正確的。2.在科學發(fā)展過程中出現(xiàn)爭論是正常的。巴斯德和李比希之間出現(xiàn)爭論的原因是什么？這一爭論對后人進一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？3.薩姆納歷時9年才證明脲酶是蛋白質(zhì)，并因此榮獲諾貝爾化學獎。你認為他取得成功靠的是什么樣的精神品質(zhì)？2.巴斯德是微生物學家，特別強調(diào)生物體或細胞的作用；李比希是化學家，傾向于從化學的角度考慮問題。他們的爭論促使后人把對酶的研究目標集中在他們爭論的焦點上，使科學研究更加有的放矢。3.薩姆納歷時9年，用正確的科學方法，堅持不懈、百折不饒的科學精神，將酶提純出來。成功屬于不畏艱苦的人。酶的本質(zhì)加酶洗衣粉加酶洗衣粉線粒體：呼吸作用第二道防線：體液中殺菌物質(zhì)和吞噬細胞小技巧探究酶化學本質(zhì)的實驗設(shè)計1、設(shè)計原理大部分是蛋白質(zhì)少部分是RNA加__________，呈_____雙縮脲試劑紫色加__________，呈_____吡羅紅染液紅色2、設(shè)計方案分組實驗操作現(xiàn)象結(jié)論紫色對照組：標準蛋白質(zhì)溶液實驗組：等量待測酶液紫色/藍色是蛋白質(zhì)/不是蛋白質(zhì)（鑒定是否為RNA同上）加雙縮脲試劑酶的本質(zhì)概念檢測1.酶對細胞代謝起著非常重要的作用，可以降低化學反應(yīng)的活化能。下列關(guān)于酶的作用特點及本質(zhì)的敘述，正確的是（）A.酶不能脫離生物體起作用B.酶只有釋放到細胞外才起作用C.所有的酶都是蛋白質(zhì)D.酶是具有催化作用的有機物2.酶和無機催化劑都能催化化學反應(yīng)。與無機催化劑相比，酶具有的特點是（）A.能為反應(yīng)物提供能量B.能降低化學反應(yīng)的活化能C.能在溫和條件下催化化學反應(yīng)D.催化化學反應(yīng)更高效DD拓展應(yīng)用1.在本節(jié)“探究·實踐”中，有同學在原有實驗的基礎(chǔ)上增加了5號和6號試管，向其中分別加入2mL過氧化氫溶液后，再向5號試管內(nèi)加