第5章

第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

實(shí)驗(yàn)知識(shí)知識(shí)回顧：實(shí)驗(yàn)原則等量原則對(duì)照原則單一變量原則空白對(duì)照條件對(duì)照自身對(duì)照自變量因變量無(wú)關(guān)變量空白對(duì)照

不給對(duì)照組做任何實(shí)驗(yàn)處理，這里的”空白”絕不是什么影響因素都不給予，而是針對(duì)實(shí)驗(yàn)組所要研究的實(shí)驗(yàn)因素給與空白。1號(hào)試管即為空白對(duì)照自身對(duì)照對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組都在同一研究對(duì)象上進(jìn)行。不另設(shè)對(duì)照組。(不同處理的前后對(duì)照)紫色洋蔥鱗片葉外表皮滴加3%的蔗糖溶液，低倍鏡觀察滴加清水后，低倍鏡觀察→→制成裝片，低倍鏡觀察?！鷹l件對(duì)照給對(duì)照組施以某種實(shí)驗(yàn)因素的處理。但這種處理是作為對(duì)照因素的，不是所要研究的實(shí)驗(yàn)因素。這種處理不包括實(shí)驗(yàn)研究給定的的自變量。目的是更有效的比較實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的結(jié)果?？瞻讓?duì)照：幼小蝌蚪不處理實(shí)驗(yàn)組：幼小蝌蚪飼喂甲狀腺激素條件對(duì)照組：幼小蝌蚪飼喂甲狀腺抑制劑條件對(duì)照就是實(shí)驗(yàn)組的基礎(chǔ)上施加一定條件的組。目的是與實(shí)驗(yàn)組形成對(duì)照。相互對(duì)照不另設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組之間相互對(duì)照，其中的每一組既是實(shí)驗(yàn)組也是其他組的對(duì)照組。2、3、4為相互對(duì)照。1.斯帕蘭札尼為什么要將肉塊放入金屬籠內(nèi),再讓鷹吞下?金屬籠子有什么作用呢？1783年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：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(guò)一段時(shí)間他把小籠子取出來(lái)發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。是為了證明肉塊的消化不是胃物理研磨的結(jié)果,而是由一種溶于水的物質(zhì)滲入金屬籠內(nèi),進(jìn)行化學(xué)消化的結(jié)果。排除了鳥(niǎo)胃中的物理性消化2.

肉塊去哪兒了?是什么物質(zhì)使肉塊消失了?實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明肉塊是被一種能溶于水的物質(zhì)穿過(guò)金屬籠消化了。胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì).今天我們知道了這種物質(zhì)就是酶。3.怎樣才能證明你的推測(cè)？收集胃內(nèi)物質(zhì)，在體外能否分解肉塊一.酶的作用和本質(zhì)細(xì)胞中的化學(xué)反應(yīng)細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱(chēng)為細(xì)胞代謝。細(xì)胞代謝的主要場(chǎng)所，控制中心。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞核(1)場(chǎng)所：活細(xì)胞中(2)實(shí)質(zhì)：各種化學(xué)反應(yīng)的總稱(chēng)(3)意義：細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)(4)特點(diǎn)：一般都需要酶催化

在水環(huán)境中進(jìn)行

反應(yīng)條件溫和

一般伴隨著能量的釋放和儲(chǔ)存(一)酶在細(xì)胞代謝中的作用2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑Fe3+過(guò)氧化氫酶2H2O2

2H2O+O2↑（一）比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解（實(shí)驗(yàn)）

(一)酶在細(xì)胞代謝中的作用1.實(shí)驗(yàn)原理2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)比較過(guò)氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用和意義。資料一：細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，但代謝也會(huì)產(chǎn)生對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，如過(guò)氧化氫，體內(nèi)過(guò)氧化氫過(guò)多會(huì)導(dǎo)致皮膚發(fā)黃，毛發(fā)（包括頭發(fā)）變白，會(huì)加速人體衰老。2H2O22H2O+O2↑(一)酶在細(xì)胞代謝中的作用新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液（含較多的H2O2酶）質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCI3溶液新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的H2O2溶液量筒、試管、滴管、試管架、試管夾、大燒杯、三腳架、石棉網(wǎng)、溫度計(jì)、衛(wèi)生香、火柴3.材料用具如何判斷過(guò)氧化氫被分解的快慢？觀察單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣泡的多少觀察帶火星的衛(wèi)生香的復(fù)燃情況步驟

相同處理向4支試管中分別加入①

H2O2溶液不同處理不處理放在②

左右的水中加熱滴入2滴③

溶液滴入2滴④____________

現(xiàn)象氣泡多少幾乎沒(méi)有較少較多⑤_________帶火星衛(wèi)生香無(wú)復(fù)燃無(wú)復(fù)燃復(fù)燃性較強(qiáng)⑥______________2mL90℃FeCl3

肝臟研磨液很多復(fù)燃性很強(qiáng)根據(jù)課本P77內(nèi)容,完成下列表格。1、與1號(hào)試管相比，2號(hào)試管出現(xiàn)了什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說(shuō)明什么？??討論2號(hào)試管放出的氣泡多，這一現(xiàn)象說(shuō)明加熱促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。2、在細(xì)胞內(nèi)，能通過(guò)加熱來(lái)提高反應(yīng)速率嗎？不能。3、3號(hào)和4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說(shuō)明了什么？??討論

說(shuō)明FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫分解的速率。4、3號(hào)試管與4號(hào)試管相比，哪支試管中反應(yīng)速率快？這說(shuō)明什么？為什么說(shuō)酶對(duì)細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？??討論4號(hào)試管的反應(yīng)速率比3號(hào)試管快得多。說(shuō)明過(guò)氧化氫比Fe3+的催化效率高得多。細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行成千上萬(wàn)種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效地進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。1與2對(duì)照：________________________________________________加熱能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。(為反應(yīng)提供能量)1與3對(duì)照：________________________________________________FeCl3在常溫下能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。(催化作用)1與4對(duì)照：______________________________________________

____________過(guò)氧化氫酶在常溫下能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。(催化作用)⑤實(shí)驗(yàn)分析3與4對(duì)照：____________________________⑤實(shí)驗(yàn)分析過(guò)氧化氫酶比FeCl3的催化效率高。⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)論

酶和無(wú)機(jī)催化劑一樣，都能催化化學(xué)反應(yīng)，并且酶的催化效率遠(yuǎn)高于無(wú)機(jī)催化的催化效率。(一)酶在細(xì)胞代謝中的作用控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)

自變量：

因變量：無(wú)關(guān)變量：除自變量外，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能還會(huì)存在一些

，對(duì)

造成影響。隨

而變化的變量。實(shí)驗(yàn)中

的變量。變量：實(shí)驗(yàn)中可以變化的因素科學(xué)方法應(yīng)遵循原則：?jiǎn)我蛔兞吭瓌t對(duì)照原則等量原則對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組（保持一致）人為控制改變自變量可變因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果試管編號(hào)步驟1234一二

三觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴2滴幾乎無(wú)少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過(guò)氧化氫在過(guò)氧化氫酶的作用下分解速率最快反應(yīng)條件無(wú)關(guān)變量H2O2濃度H2O2劑量氣泡產(chǎn)生帶火星的衛(wèi)生香自變量因變量對(duì)照實(shí)驗(yàn)(一)酶在細(xì)胞代謝中的作用討論：無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響嗎？該實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量還有哪些？變量相同適宜試管編號(hào)步驟1234一二

三觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴2滴幾乎無(wú)少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過(guò)氧化氫在過(guò)氧化氫酶的作用下分解速率最快反應(yīng)條件無(wú)關(guān)變量H2O2濃度H2O2劑量氣泡產(chǎn)生帶火星的衛(wèi)生香對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組自變量因變量對(duì)照實(shí)驗(yàn)(一)酶在細(xì)胞代謝中的作用討論：該實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組分別是什么？變量對(duì)照性原則相同適宜2、3、4為相互對(duì)照1號(hào)試管即為空白對(duì)照實(shí)例分析對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般步驟對(duì)照實(shí)驗(yàn)的目的是排除無(wú)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(wú)關(guān)變量(相同適宜)(控制)(檢測(cè))一般步驟：第一步：分組編號(hào)，統(tǒng)一處理；第二步：分組施加自變量第三步：一段時(shí)間后，檢測(cè)因變量根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮推鞑?，分析?shí)驗(yàn)的自變量，找出主要的無(wú)關(guān)變量，明確因變量的檢測(cè)方法。想一想：1、加熱為什么能使H2O2分解？

因?yàn)榧訜崾笻2O2分子得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)。2、在常溫常壓下，H2O2酶并未供給H2O2能量，為什么H2O2也能分解？H2O2酶降低了H2O2分解反應(yīng)的活化能。降低的活化能常態(tài)終態(tài)活躍狀態(tài)活化能3.酶的作用機(jī)理：顯著降低活化能，提高反應(yīng)速率?；罨埽悍肿訌某B(tài)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量。與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。正是因?yàn)槊傅拇呋饔?，?xì)胞代謝才能在溫和條件下快速有序地進(jìn)行。分析：各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：加熱：

為反應(yīng)物分子提供能量(活化能），使其達(dá)到活躍狀態(tài)Fe3+：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶：更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能（作用機(jī)理）三、酶的作用機(jī)理(一)酶在細(xì)胞代謝中的作用活躍狀態(tài)

為驗(yàn)證酶的活性,進(jìn)行下圖所示實(shí)驗(yàn),以下敘述正確的是()。A.加氯化鐵的試管必須加熱處理B.兩試管加入催化劑的分子數(shù)相同C.兩試管加入過(guò)氧化氫的量不同D.反應(yīng)完成后,兩試管中產(chǎn)物數(shù)量相同D1、關(guān)于酶本質(zhì)的探索(二)酶的本質(zhì)

請(qǐng)閱讀教材P79頁(yè)“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”,完成P80“練習(xí)”中第2題的圖解，體會(huì)巴斯德、李比希、畢希納、薩姆納的觀點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系。26發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)巴斯德李比希畢希納薩姆納VS其他科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)酵與死細(xì)胞中的物質(zhì)有關(guān)發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)死細(xì)胞中的物質(zhì)和活細(xì)胞都能引起發(fā)酵脲酶是蛋白質(zhì)胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質(zhì)少數(shù)酶是RNA巴斯德之前關(guān)于酶本質(zhì)的探索酶的定義？假如你是切赫或奧特曼，你能總結(jié)酶的概念嗎？(二)酶的本質(zhì)酶活細(xì)胞催化作用產(chǎn)生功能化學(xué)本質(zhì)有機(jī)物多數(shù)蛋白質(zhì)少數(shù)RNA本質(zhì)：酶的來(lái)源酶的作用酶的本質(zhì)合成場(chǎng)所合成原料活細(xì)胞產(chǎn)生催化作用大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA有的在核糖體，有的在細(xì)胞核或擬核氨基酸或核糖核苷酸酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。2.畢希納將酵母菌細(xì)胞研磨后,研磨液還能引起發(fā)酵,說(shuō)明了什么?

說(shuō)明發(fā)酵不一定需要完整的細(xì)胞參與,同時(shí)說(shuō)明,一定是細(xì)胞中某種物質(zhì)在起作用。3.若你是科學(xué)家