降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第一課時：酶的作用和本質(zhì)主動運(yùn)輸我們每天都需要攝入食物來滿足機(jī)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(xué)家斯帕蘭札尼設(shè)計(jì)了一個巧妙的實(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(xué)物質(zhì)將肉塊分解了收集消化道內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些化學(xué)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)?？茖W(xué)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(shí)驗(yàn)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于鹽酸的單獨(dú)作用。物質(zhì)是什么？細(xì)胞代謝細(xì)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(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)。細(xì)胞代謝離不開酶。酶在細(xì)胞中的代謝作用——比較過氧化氫在不同條件下的分解細(xì)胞代謝會產(chǎn)生代謝廢物，其中一些物質(zhì)是對細(xì)胞有害的，比如H2O2。幸而細(xì)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(shí)驗(yàn)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?jǐn)?shù)為3.5%的氯化鐵溶液1滴質(zhì)量分?jǐn)?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(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)材料新配置的體積分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液新鮮的肝臟——H2O2酶數(shù)量多、活性強(qiáng)研磨液——增加H2O2酶與反應(yīng)物的接觸面酶在細(xì)胞中的代謝作用——比較過氧化氫在不同條件下的分解4.實(shí)驗(yàn)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(xì)胞中的代謝作用——比較過氧化氫在不同條件下的分解4.實(shí)驗(yàn)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(xì)觀察并記錄氣泡冒出的情況。（3）立即將點(diǎn)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(xì)觀察并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

123434酶在細(xì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果酶在細(xì)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(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率⑵在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？不能，細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境是很溫和的。酶在細(xì)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(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)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(xì)胞內(nèi)每時每刻都在進(jìn)行成千上萬種化學(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，所以酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)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(xì)胞中的代謝作用——比較過氧化氫在不同條件下的分解7.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

123434能促進(jìn)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(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率能促進(jìn)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(shí)驗(yàn)中的變量分析自變量:人為控制的對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)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(shí)驗(yàn)一般既要有對照組又要有實(shí)驗(yàn)組。對實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)組。變量實(shí)驗(yàn)過程中變化的因素稱為變量實(shí)驗(yàn)中的變量分析組別1234變量過氧化氫體積分?jǐn)?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(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組對照實(shí)驗(yàn)的原則對照原則:在實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置對照組和實(shí)驗(yàn)組。通過對照，使實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的原則平行重復(fù)原則:盡可能地多觀察較多的實(shí)驗(yàn)對象，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不是由于偶然的原因而呈現(xiàn)的特例。科學(xué)性原則:實(shí)驗(yàn)方案嚴(yán)密，選材合適，實(shí)驗(yàn)原理準(zhǔn)確無誤。對照實(shí)驗(yàn)的類型對照實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)逐一認(rèn)識一下吧！空白對照不給對照組做任何實(shí)驗(yàn)處理。這里的“空白"絕不是什么因素都不給予，而是針對實(shí)驗(yàn)組所要研究的實(shí)驗(yàn)因素給予空白。

1234341號試管為對照組。2，3，4號試管為實(shí)驗(yàn)組。且1號試管為典型的空白對照。對照實(shí)驗(yàn)的類型自身對照對照組和實(shí)驗(yàn)組都在同一研究對象上進(jìn)行，不另設(shè)對照組。實(shí)驗(yàn)處理前的對象狀況為對照組，實(shí)驗(yàn)處理后的對象狀況為實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的類型相互對照不單獨(dú)設(shè)對照組，而是幾個實(shí)驗(yàn)組相互對比對照，其中每一組既是實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的類型條件對照給對照組施以某種實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確性。—驗(yàn)證甲狀腺激素促進(jìn)幼小動物發(fā)育—對照實(shí)驗(yàn)的一般設(shè)計(jì)步驟對照實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)?zāi)康暮推鞑?，分析?shí)驗(yàn)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(jī)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(xué)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(jī)理①常溫②FeCl3（無機(jī)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(xué)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(jī)催化劑催化時化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能

E3表示酶催化時化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能

E3E4E4表示無機(jī)催化劑降低的活化能

E5表示酶降低的活化能

酶的催化機(jī)理加熱為化學(xué)反應(yīng)提供能量無機(jī)催化劑酶降低化學(xué)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(xué)家的研究背景、過程、結(jié)論及貢獻(xiàn)完成教材P80“拓展應(yīng)用2”巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德(微生物學(xué)家）發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣薩姆納脲酶是蛋白質(zhì)李比希（化學(xué)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(diǎn)各有什么積極的意義？各有什么局限性？1.巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，是合理的；認(rèn)為發(fā)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用，是不正確的。畢希納認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，是合理的；認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解才能發(fā)揮作用，是不正確的。2.在科學(xué)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(jìn)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(xué)獎。你認(rèn)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(xué)家，特別強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的作用；李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)的角度考慮問題。他們的爭論促使后人把對酶的研究目標(biāo)集中在他們爭論的焦點(diǎn)上，使科學(xué)研究更加有的放矢。3.薩姆納歷時9年，用正確的科學(xué)方法，堅(jiān)持不懈、百折不饒的科學(xué)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(xì)胞小技巧探究酶化學(xué)本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)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(jì)方案分組實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象結(jié)論紫色對照組：標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)組：等量待測酶液紫色/藍(lán)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(xì)胞代謝起著非常重要的作用，可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。下列關(guān)于酶的作用特點(diǎn)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(xì)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(jī)物2.酶和無機(jī)催化劑都能催化化學(xué)反應(yīng)。與無機(jī)催化劑相比，酶具有的特點(diǎn)是（）A.能為反應(yīng)物提供能量B.能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能C.能在溫和條件下催化化學(xué)反應(yīng)D.催化化學(xué)反應(yīng)更高效DD拓展應(yīng)用1.在本節(jié)“探究·實(shí)踐”中，有同學(xué)在原有實(shí)驗(yàn)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