1、第1课时 酶的作用和本质,第5章 第1节 降低化学反应活化能的酶,目标导读 1.通过有关的实验，自己分析出酶的作用，并在此基础上学会控制自变量、观察和检测因变量，并掌握设置对照实验的基本方法。 2.通过阅读教材，了解酶的发现历程，加深对酶本质的理解。 重难点击 1.酶降低化学反应活化能的原理。 2.控制变量的方法。,课堂导入 方式一 在上海举行的中国国际食品添加剂和配料展 上，帝斯曼展出了一系列酶制剂产品，以帮助食品生 产厂商节能减排。该公司推出的PanamoreSpring产品 与其他乳化剂相比，能降低生产过程近80%的碳排 放量；微生物磷脂酶CakeZyme产品能使食品厂商在生产蛋糕等食品
2、中节省20%的鸡蛋用量，延长保质期；高性能酶制剂RapidaseFPSuper能有效避免新鲜水果在经过机械或热处理加工后产生的不良副作用，改善口感。酶在人们的生活中越来越重要，那么酶具有什么作用？酶的化学本质又是什么呢？,方式二 我们知道，很多化学反应在有催化剂存在的时候会改变反应的速度，这在工业生产中已得到广泛的应用。生物体内也时刻发生着生化反应，这些反应也需要催化剂，生物体内的催化剂是酶。,一、酶在代谢中的作用,二、酶的本质,内容索引,当堂检测,一、酶在代谢中的作用,1.细胞代谢 (1)场所： 中。 (2)实质：各种 的总称。 (3)意义：细胞 的基础。 2.实验：比较过氧化氢在不同条件下
3、的分解 (1)实验原理：H2O2在水浴加热、FeCl3溶液中的 和肝脏研磨液中的 的作用下加速分解。,基础梳理,细胞,化学反应,生命活动,Fe3,过氧化氢酶,(2)实验过程和现象,较少,较多,大量,高,(3)实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，其催化效率更 。,实验中应注意的问题 (1)实验时要选用新鲜的肝脏。肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生菌的作用下分解，就不能促进过氧化氢分解成水和氧气。 (2)滴入肝脏研磨液和FeCl3溶液时，不能共用一个吸管，否则滴入的FeCl3溶液中会含有少量的肝脏研磨液，而研磨液中的H2O2酶的催化效率高，可能会使两个试管中的气泡一样多
4、，从而影响实验结果的准确性。,特别提醒,3.实验中变量的控制 (1)变量：在实验过程中可以变化的因素。 (2)自变量：实验过程中可以人为改变的变量。 (3)因变量：随着自变量的变化而变化的变量。 (4)无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。 4.酶的作用机理 (1)活化能：分子从 转变为容易发生化学反应的 状态所需要的能量。 (2)作用机理：酶能 化学反应的活化能。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更 ，因而催化效率 。,常态,活跃,降低,显著,更高,1.在对照实验中，除了要观察的变量(自变量)外，其他变量(无关变量)都应当始终保
5、持相同。分析上述实验中的自变量、因变量、无关变量、对照组、实验组分别是下列的哪些项？ 加入H2O2的量 FeCl3溶液和肝脏研磨液的新鲜程度 温度和催化剂 实验室的温度 H2O2分解的速率 1号试管 2、3、4号试管,下图是比较过氧化氢在不同条件下的分解实验过程，请据图分析：,问题探究,答案,答案,2.2、3、4号三支试管都有气泡放出，但4号试管放出的气泡最多，说明了什么？,答案,答案 加热、无机催化剂和酶都能促进过氧化氢的分解，提高反应速率，但是酶的催化效率更高。,3.下图是无催化剂和酶的作用机理示意图,答案,答案 分别是CA、CB。,(1)没有催化剂时的活化能是多少？有酶催化时的活化能又是
6、多少？(用图中字母表示),(2)酶能不能为化学反应提供所需要的能量？酶加快反应速率的机理是什么？,答案,答案 酶不能为化学反应提供所需要的能量。酶是通过降低反应的活化能来加快反应速率的。,(3)下表数据是在20 测得的H2O2分解的活化能，数据说明，酶和无机催化剂相比有什么不同？,答案,答案 和无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，即催化效率更高。,无机催化剂和酶都能提高反应速率，但是酶的催化效率更高；酶不能为化学反应提供所需要的能量，而是通过降低反应的活化能来加快反应速率。,知识整合,1.某兴趣小组重现H2O2在不同条件下分解情况的实验，首先向a、b、c、d四支洁净的试管内分别加入等量等
7、浓度的H2O2溶液，然后，a试管室温处理、b试管90 水浴处理、c试管常温处理并滴加2滴新鲜肝脏研磨液、d试管常温处理并滴加2滴氯化铁溶液，最后统计四支试管内气泡产生的多少情况依次为极少、少量、大量、较多。下列相关叙述错误的是 A.a试管与b试管H2O2的活化能相同，d试管与c试管的活化能相同 B.c、d试管分别与a试管比较，说明Fe3和过氧化氢酶均具有催化功能 C.综合分析a试管、c试管和d试管，说明与无机催化剂相比，过氧化氢酶降低活化能的效果更显著 D.与a试管相比较，b试管的水浴加热为过氧化氢的分解提供了能量,拓展应用,答案,解析,解析 加热能为过氧化氢的分解提供能量，但不会改变活化能的
8、大小，而催化剂能降低活化能，其中酶降低活化能的效果更为显著。,2.如图，在适宜温度、pH条件下，实线表示没有酶时反应的进程。在T1时，将催化此反应的酶加入反应物中，则图中表示此反应进程的是 A.曲线a B.曲线b C.曲线c D.曲线d,答案,解析,解析 从图中可以看出，曲线a、b、d均改变了此反应的平衡点，都是错误的。曲线c表示酶使反应达到平衡点的时间缩短(即反应速率提高)，而不改变反应的平衡点。,酶和无机催化剂一样，并不改变平衡点的位置，只是改变化学反应的速率，使化学反应更快地达到平衡点。,二、酶的本质,1.酶的探索历程 (1)1857年，法国微生物学家巴斯德认为：没有 的参与，糖类是不可
9、能变成酒精的。 (2)德国化学家李比希认为：引起发酵的物质是 并裂解后释放出来的。 (3)毕希纳把从酵母细胞中提取出的引起发酵的物质叫 。,酵母活细胞,酵母细胞死亡,基础梳理,酿酶,(4)1926年，美国科学家萨姆纳第一个提取出脲酶，并证明了脲酶是，其作用是分解 。 (5)20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数 也具有生物催化功能。 2.酶的本质：绝大多数酶的化学本质是 ，少数的酶是 。,蛋白质,尿素,RNA,蛋白质,RNA,唾液中含有唾液淀粉酶，唾液淀粉酶是在唾液腺细胞中合成的，分泌到口腔中发挥作用，能将食物中的淀粉分解，据此分析： 1.酶是活细胞产生的，是否也只能在细胞内起作用？
10、,问题探究,答案,答案 不是。只要条件适宜，酶也可以在细胞外起作用，如唾液淀粉酶等消化酶。,2.要验证唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，现有的实验材料有：刚取的唾液，已知蛋白液，双缩脲试剂及试管等，那么你给出的合理实验方案是怎样的？,答案,答案,酶不仅在细胞内发挥作用，在细胞外和体外都可以发挥作用。,知识整合,解析 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质类物质，少数酶为RNA。酶只有催化作用，在个体发育中起调控作用的是激素。,3.下列有关酶的叙述正确的是 酶是具有分泌功能的细胞产生的 有的从食物中获得，有的是体内转化而来 酶是活细胞产生的 绝大多数酶的化学本质是蛋白质 有的酶是蛋
11、白质，有的是固醇 酶在代谢中有多种功能 酶在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 酶只是起催化作用 酶只在细胞内发挥作用 A. B. C. D.,拓展应用,答案,解析,4.胰蛋白酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明 A.胰蛋白酶是由活细胞产生的 B.胰蛋白酶是生物催化剂 C.胰蛋白酶的化学本质是蛋白质 D.胰蛋白酶的基本组成单位是多肽,答案,课堂小结,自变量,因变量,活化能,RNA,蛋白质,当堂检测,1.在过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂，其结果应该是 A.产生气泡 B.溶液呈蓝色 C.溶液呈紫色 D.产生砖红色沉淀,答案,解析,2,3,4,5,1,解析 过氧化氢酶的本质为蛋白质。
12、,2.下列有关酶的叙述中，不正确的是 A.酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸 B.酶是生物催化剂 C.酶能降低化学反应的活化能 D.产生酶的细胞均有分泌功能,答案,解析,2,3,4,5,1,解析 产生酶的细胞不一定具有分泌功能。,3.在实验中需要控制各种变量，其中人为改变的变量是 A.因变量 B.自变量 C.无关变量 D.控制变量,解析 在实验中，需要控制相应的一些变量，以免影响实验结果。其中，因变量是指随着自变量的变化而变化的变量；除自变量外，对实验结果造成影响的一些可变因素称为无关变量；而人为改变的变量称为自变量。,答案,解析,2,3,4,5,1,解析 活化能是指分子从常态转变为容易发生
13、化学反应的活跃状态所需要的能量。酶可以降低活化能，使反应更容易进行。,4.下列各图中，表示有酶催化的反应曲线，表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。其中正确的图解是,答案,解析,2,3,4,5,1,5.下表是有关H2O2的系列实验，请回答有关问题：(1)序号3的实验现象是_。,2,3,4,5,1,解析 序号3中加入的土豆浸出液中含有过氧化氢酶，会产生大量气泡。,答案,解析,产生大量气泡,(3)若表中的X的内容是收集100 mL气体所需的时间，你预测X1、X2、X3的大小关系是_。,X1X2X3,(2)序号3的土豆浸出液中含有的对此实验起作用的物质是_，土豆浸出液能否重复使用？_(填“能”或“不能”)。,2,3,4,5,1,解析 土豆浸出液中起作用的物质为过氧化氢酶，由于酶在反应前后“质”和“量”都不发生改变，所以可以重复利用。,答案,解析,过氧化氢酶,能,本课结束,
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