酶的作用和本質(zhì)高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶新葉伸向和煦的陽光他們都在為生存而獲取什么？新葉伸向和煦的陽光蚱蜢覬覦綠葉的芬芳它們?yōu)樯娑@取能量能量在細(xì)胞里流轉(zhuǎn)激蕩1.這首詩寓意著什么？2.細(xì)胞的主動運(yùn)輸就需要能量，細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的合成、加工、運(yùn)輸都需要能量。那么，細(xì)胞是如何利用能量的呢？

動、植物的生命活動，全都離不開細(xì)胞對能量的獲取與利用，而能量的最終來源則是光。都要經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。光合作用葉綠體：CO2+H2O（CH2O）+O2光能酶“我”的生理功能是？線粒體：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量氧氣酶有氧呼吸作用“我”的生理功能是？細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)稱。

是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)（1）概念（2）細(xì)胞代謝的意義細(xì)胞代謝（3）場所：細(xì)胞中（4）特點：一般都需要酶催化

一般伴隨著能量的釋放和儲存在水環(huán)境中進(jìn)行

反應(yīng)條件溫和

常見化學(xué)反應(yīng)的條件高溫高壓強(qiáng)酸強(qiáng)堿劇烈條件細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的特點反應(yīng)緩慢反應(yīng)過程復(fù)雜對反應(yīng)條件要求高細(xì)胞內(nèi)外的環(huán)境溫和常溫常壓水溶液環(huán)境pH接近中性1、過氧化氫在體外分解需要什么條件？

資料：細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)，但代謝也會產(chǎn)生對細(xì)胞有害的物質(zhì)，如過氧化氫，體內(nèi)過氧化氫過多會導(dǎo)致皮膚發(fā)黃，毛發(fā)（包括頭發(fā)）變白，會加速人體衰老。加熱、加催化劑（如Fecl3)等2、細(xì)胞內(nèi)的過氧化氫又是怎樣被快速分解的呢？細(xì)胞中含有過氧化氫酶。

在化學(xué)反應(yīng)里能改變其它物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有變化的物質(zhì)叫做催化劑。請思考：在細(xì)胞較為溫和的環(huán)境中，各種生化反應(yīng)如何高效有序的進(jìn)行呢？酶探究1：比較過氧化氫在不同條件下的分解任務(wù)1：探究酶的作用實驗原理 2H2O2

2H2O+O2常態(tài)/加熱/Fe3＋/過氧化氫酶一、比較過氧化氫在不同條件下的分解速率

過氧化氫在高溫或鐵離子或過氧化氫酶的作用下都可分解成水和氧氣。21實驗?zāi)康?/p>

通過比較過氧化氫在不同條件（常溫、加熱、無機(jī)催化劑、酶）下分解的快慢，了解酶的作用和意義。3、實驗的注意事項：4.觀察產(chǎn)生氧氣多少的途徑：1.必須用新鮮肝臟研磨液做實驗材料。2.不能共用一個試管吸取肝臟研磨液和氯化鐵溶液。3.過氧化氫有腐蝕性，使用時不要讓其接觸皮膚。（1）觀察產(chǎn)生氣泡的數(shù)目的多少。（2）用帶火星的衛(wèi)生香來鑒定，氧氣多會使帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃。步驟試管編號

說明1234

一H2O2濃度劑量二劑量//現(xiàn)象氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結(jié)論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3新鮮肝研磨液2滴2滴反應(yīng)條件1.高溫可以加快過氧化氫分解2.FeCl3

和過氧化氫酶能催化過氧化氫分解3.過氧化氫酶的催化效率比FeCl3高5、1號試管與2號試管比較，現(xiàn)象有什么不同？說明什么？1、3號試管相比，1、4號試管相比。說明什么？6、7、3號試管和4號試管相比，說明什么？比較過氧化氫在不同條件下的分解速率實驗：比較H2O2在不同條件下的分解

5.得出結(jié)論：資料：該實驗中，每滴FeCl3溶液中Fe3+數(shù)，大約是每滴肝臟研磨液過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。結(jié)論2：與無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高具有

。

1234高效性結(jié)論1：加熱、FeCl3、過氧化氫酶都能加快H2O2分解。酶只縮短反應(yīng)的時間，不改變生成物的量。m加酶加無機(jī)催化劑無催化劑生成物的量時間0134反應(yīng)物量時間01342加熱26.過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣，酶在常溫、常壓下可以高速地完成對化學(xué)反應(yīng)的催化。二、酶的作用步驟試管編號

說明1234

一H2O2濃度3%3%3%3%劑量2ml2ml2ml2ml二反應(yīng)條件常溫90℃FeCl3溶液新鮮肝臟研磨液劑量2滴2滴結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒對照組實驗組實驗應(yīng)遵循的原則：等量原則單一變量原則隨自變量的變化而變化的因素人為改變的因素實驗中可能存在的一些可變因素，對實驗結(jié)果有影響自變量因變量無關(guān)變量無關(guān)變量對照實驗變量實驗中可以變化的因素對照原則比較過氧化氫在不同條件下的分解速率：平行重復(fù)原則、科學(xué)性原則科學(xué)方法控制變量和設(shè)計對照實驗設(shè)計對照實驗的一般思路自變量因變量無關(guān)變量(相同適宜)(控制)(檢測)一般步驟：第一步：分組編號，取材（統(tǒng)一處理）；第二步：單一變量處理（自變量）第三步：觀察培養(yǎng)記錄，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。第四步：分析結(jié)果，得出結(jié)論8、為什么加熱能使過氧化氫分解加快？

加熱使過氧化氫分子得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)9、3號和4號試管并沒有加熱，為什么反應(yīng)速率也加快了？思考酶的作用及原理活化能？8、為什么加熱能使過氧化氫分解加快？9、3號和4號試管并沒有加熱，為什么反應(yīng)速率也加快了？10、為什么酶的催化效率比無機(jī)催化劑的催化效率高？

加熱使過氧化氫分子得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)思考與無機(jī)催化劑相比，酶能顯著降低化學(xué)反應(yīng)活化能，因而催化效率更高表在20℃測得的過氧化氫分解的活化能條件活化能/kJ·mol-1沒有催化劑催化

用Fe3+催化

用過氧化氫酶催化75

43

29酶作為催化劑，反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量不變，可重復(fù)利用加熱為過氧化氫分子提供能量降低化學(xué)反應(yīng)的活化能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能abc如圖abc中，代表正常條件下分子活化能是

，代表酶促反應(yīng)所需活化能是

；代表酶所降低的活化能的是

。Cba酶在細(xì)胞代謝中的作用b反應(yīng)過程能量常態(tài)（反應(yīng)物）終態(tài)（產(chǎn)物）①②③ac______________________________________。②①酶降低的活化能無催化劑條件下，反應(yīng)所需要的活化能無催化劑無機(jī)催化劑③酶ab

。酶催化時，反應(yīng)的活化能bc

。酶的作用原理——降低活化能acd活躍狀態(tài)e無機(jī)催化劑催化時，反應(yīng)的活化能是？ae?ec?體內(nèi)：細(xì)胞內(nèi)(胞內(nèi)酶：如呼吸氧化酶)1）第二道防線：體液中殺菌物質(zhì)和吞噬細(xì)胞2）體內(nèi)：細(xì)胞外(胞外酶：如各種消化酶)CCOOHHNR1R2OHHCNH2COHHR1CNH2CHOCOOHCHNR2H酶H2O++11、酶的分布二、關(guān)于酶本質(zhì)的探索1、這個實驗要解決什么問題？2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3、怎樣才能證明你的推測？鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學(xué)性消化。

胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解

收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看這些物質(zhì)在體外是否能將肉塊分解

問題探討:糖

酒精+CO2？對這一問題的爭論有哪些觀點？代表人物分別是誰？巴斯德（微生物學(xué)家）是活酵母細(xì)胞的作用李比希（化學(xué)家）是某些物質(zhì)在細(xì)胞死亡裂解后的作用關(guān)于酶本質(zhì)的探索糖

酒精+CO2？關(guān)于酶本質(zhì)的探索對這一問題的爭論有哪些觀點？代表人物分別是誰？巴斯德（微生物學(xué)家）是活酵母細(xì)胞的作用李比希（化學(xué)家）是某些物質(zhì)在細(xì)胞死亡裂解后的作用他們爭論的焦點是什么，出現(xiàn)爭論的原因是什么？糖

酒精+CO2？關(guān)于酶本質(zhì)的探索巴斯德（微生物學(xué)家）是活酵母細(xì)胞的作用李比希（化學(xué)家）是某些物質(zhì)在細(xì)胞死亡裂解后的作用他們爭論的焦點是什么，出現(xiàn)爭論的原因是什么？是誰通過怎樣的實驗結(jié)束了這場爭論？得到什么結(jié)論？畢希納（化學(xué)家）酵母細(xì)胞提取液與活酵母細(xì)胞作用相同是誰最先鑒定出酶的化學(xué)本質(zhì)？為什么在他之前很難鑒定？薩姆納脲酶是蛋白質(zhì)切赫奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化作用歷程酶的定義酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機(jī)物。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA.什么是酶？來源作用化學(xué)本質(zhì)酶的概念理解化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體細(xì)胞核(主要)來源一般活細(xì)胞中均能產(chǎn)生生理功能具有生物催化功能作用場所細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外小結(jié)：1、細(xì)胞代謝：細(xì)胞內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的總稱。自變量：因變量：無關(guān)變量：在實驗中人為改變的變量。隨自變量變化而變化的變量。除自變量外，實驗中對實驗結(jié)果造成影響的變量。實驗中的相關(guān)變量：對照實驗：除一個因素外，其余因素都保持不變的實驗。包括空白對照、自身對照、條件對照2、實驗設(shè)計的原則：對照原則、等量原則、單一變量原則3、酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機(jī)物。本質(zhì)：作用原理：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA降低反應(yīng)的活化能物理性消化：又稱機(jī)械性消化，是指食物經(jīng)過口腔的咀嚼，牙齒的磨碎，舌的攪拌、吞咽，胃腸肌肉的活動，將大塊的食物變成碎小的，使消化液充分與食物混合，并推動食團(tuán)或食糜下移，從口腔推移到肛門的消化過程。