第五章　细胞的能量供应和利用 第1节、降低化学反应活化能的酶

教 学 目 标 ①说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特征 ②分析关于酶本质的探讨，认同科学是在不断的探索和争论中前进的 ③进行有关的实验和探索，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验

教学重点和难点 1、教学重点： 酶的作用、本质和特性 2、教学难点： ①酶降低化学反应活化能的原理 ②控制变量的科学方法

鸟类的胃是否只有物理性消化、没有化学性消化？ 胃液中含有某种物质，该物质能将肉块分解（消化） 斯帕兰札尼的鹰的消化作用实验 1、斯帕兰札尼设计的实验要解决什么问题？实验设计的巧妙之处在哪里？ 2、根据肉块消失的现象你能作出怎样的假设？ 3、怎样才能证明你的推测？ 鸟类的胃是否只有物理性消化、没有化学性消化？ 胃液中含有某种物质，该物质能将肉块分解（消化） 收集该物质，验证其是否能将肉块分解。

一、酶的作用和本质 CO2+H2O （CH2O) +O2 细胞代谢 叶绿体 线粒体 核糖体 氨基酸 多肽 光能 酶 叶绿体 C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量 氧气 酶 线粒体 氨基酸 多肽 酶 缩合脱水 核糖体 细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。

1、酶在细胞代谢中的作用 2 H2O2 2 H2O + O2 实验 实验原理：过氧化氢在高温或铁离子或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气。 高温 /Fe3＋ /过氧化氢酶 2 H2O2 2 H2O + O2 实验原理：过氧化氢在高温或铁离子或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气。 实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。 1、常温下反应 2、加热 3、Fe3+做催化剂 4、过氧化氢酶 加入试管直接观察 酒精灯加热 滴加FeCl3溶液 猪肝研磨液（过氧化氢酶）

实验 比较过氧化氢在不同条件下的分解速率 实验组 对照实验 y=k·x 步骤 试管编号 说明 1 2 3 4 一 二 结果 结论 变量 剂量 对照组 实验组 对照实验 变量 H2O2 浓度 3% 3% 3% 3% 无关变量 剂量 2ml 2ml 2ml 2ml 肝脏研磨液 反应条件 常温 90℃ FeCl3 自变量 2滴 2滴 剂量 气泡产生 不明显 少量 较多 大量 因变量 不复燃 不复燃 卫生香燃烧 变亮 复燃 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 y=k·x

讨论： 1、与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明了什么？ 2、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？ 3、3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？ 4、3号与4号相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？ 加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率 FeCl3中Fe3+和猪肝研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的 速率

酶在细胞代谢中的作用 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 活化能 各条件使反应加快的本质： 加热： Fe3+： 酶： 提高分子的能量 降低化学反应的活化能 同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。

正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。 ？酶的本质

1、巴斯德的观点哪些是正确的,哪些是错误的?李毕希的观点呢? 2、从毕希纳的实验可以得出什么结论？ 阅读P81页, 关于酶本质的探索 1、巴斯德的观点哪些是正确的,哪些是错误的?李毕希的观点呢? 2、从毕希纳的实验可以得出什么结论？ 3、萨姆纳用了9年才证明脲酶是蛋白质，并获诺贝尔化学奖，你认为他成功的主要原因是什么？ 4、请给酶下一个较完整的定义。

酶是蛋白质 少数RNA也具有生物催化功能 巴斯德之前 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德 李比希 引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用 毕希纳 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样 萨姆纳 酶是蛋白质 切赫、奥特曼 少数RNA也具有生物催化功能

酶的本质 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数RNA也具有催化功能。

来源 活细胞产生的 酶 功能 催化剂 化学本质 多数是蛋白质类化合物，少数是RNA。

二、酶的特性 资料1 高效性 在研究酶性质的过程中,科学家通过整理大量的实验数据,发现酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。 由上述资料可看出酶具有什么特性？ 高效性

3 4 比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率 为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多？ 说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。 少量肝脏 研磨液 为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多？ 说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。

专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应。 资料2 蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。脲酶只能催化尿素 分解，对其他化学反应不起作用。 口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化? 由上述资料可看出酶具有什么特性？ 专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应。

探究酶的专一性 淀粉溶液(1号试管) 蔗糖溶液(2号试管) 实验原理 实验步骤 一 二 三 实验现象 结 论 结 论 淀粉酶能让淀粉水解成还原性糖，还原性糖能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀 淀粉酶不能让蔗糖水解，所以与斐林试剂反应不能生成砖红色沉淀 加入2ml淀粉溶液 加入2ml蔗糖溶液 加入淀粉酶2滴，振荡，放在60℃的左右，反应约5min 加斐林试剂→振荡→水浴加热煮沸 蓝色→棕色→砖红色沉淀 无变化 具有专一性

实验设计 酶对化学反应的催化效率为酶的活性。 1、在不同的温度下，同一种酶的活性是否会受到影响？ 酶有哪些特性？哪些因素会影响酶的活性？ 酶对化学反应的催化效率为酶的活性。 1、在不同的温度下，同一种酶的活性是否会受到影响？ 2、在不同的pH下，同一种酶其活性是否会改变？ 请设计相关的实验，验证你们的假设

科学探究步骤 影响酶活性的条件 （温度/pH 会影响酶的活性吗？） （温度/pH 会影响酶的活性） 提出问题 作出假设 设计实验 （设计方案、预期结果…） 进行实验 （按预定方案进行实验） 分析结果 （分析实验结果，得出结论：……） （总结，写实验报告并适当交流） 表达与交流

温度对酶活性的影响 1 2 3 2ml 温度 2％淀粉酶 碘液 颜色 结论 自变量 冰水中 60℃水浴 沸水浴 放置2min 1ml 1ml 3％可溶性淀粉 2ml 温度 2％淀粉酶 碘液 颜色 结论 自变量 冰水中 60℃水浴 沸水浴 放置2min 1ml 1ml 1ml 摇匀混合，放置反应5min 1滴 1滴 1滴 因变量 变蓝 不变蓝 变蓝 淀粉酶在60 ℃中活性最强

pH对酶活性的影响 pH 1 2 3 2％淀粉酶 1ml 斐林试剂 颜色 结论 蒸馏水1mL NaOH 1mL HCL 1mL 2ml 3％可溶性淀粉 斐林试剂 颜色 结论 蒸馏水1mL NaOH 1mL HCL 1mL 2ml 2ml 2ml 摇匀混合，放置在60℃水浴中反应5min 2mL 2mL 2mL 摇匀混合，沸水浴1min 砖红色沉淀 无砖红色沉淀 无砖红色沉淀 淀粉酶在中性条件中活性最强

资料3 课本P85页三段小字内容 由此可看出酶的作用条件有什么特点？ 作用条件温和

温度对酶活性的影响 酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的最适温度。 植物体内的酶最适温度在40~50℃之间； 最适温度 t/℃ υ/mmol. s-1 酶活性受温度影响示意图 一般地，动物体内的酶最适温度在35~40℃之间； 植物体内的酶最适温度在40~50℃之间； 细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。

pH对酶活性的影响 酶促反应速率最快时的环境pH称为该酶促反应的最适pH。 一般地，动物体内的酶最适pH在6.5－8.0之间； υ/mmol. s-1 最适pH pH 酶活性受pH影响示意图 一般地，动物体内的酶最适pH在6.5－8.0之间； 植物体内的酶最适温度在4.5－6.5之间； 细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。

高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？ 思考 高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？ 不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。酶适于在0－4℃保存。

酶的应用

课堂巩固 B D 脂肪酶 1、加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题： （1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的 奶渍和血渍？ （2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？ （3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些 衣料？（ ） A.化纤 B.纯毛 C.纯棉 D.真丝 （4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中 还可以加入什么酶？ B D 脂肪酶

2.下列有关酶的叙述错误的是 A.组成大多数酶的基本单位是氨基酸 B.少数的酶是RNA C.每种酶都具有高效性，专一性 D.酶都具有消化功能 3.人在发高烧时，常常不思饮食，其根本原因时 A.消化道内食物尚未消化 B.发烧使胃肠蠕动减弱 C.体内的食物残渣排出受阻 D.高温使酶的活性减弱

4、胃蛋白酶进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是 A. pH不合适 B.在胃里发挥了作用，不能再继续起作用了 C.被小肠内的物质包裹起来，不能起作用了 D.小肠内没有蛋白质可被消化 5、关于酶的特性，下列表述中错误的是 A、酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物 B、化学反应前后，酶的化学性质和数量不变 C、酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响 D、一旦离开活细胞，酶就失去催化能力

C B D 6、用纯唾液和用稀释10倍的唾液做唾液淀粉酶 的催化实验，其效果完全相同，这说明酶具有 A、专一性 B、多样性 C、高效性 D、多变性 B 7、能水解脂肪酶的酶是 A、淀粉酶 B、蛋白酶 C、脂肪酶 D、麦芽糖酶 8、将唾液淀粉酶先放入沸水中2分钟，再放 在370C的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是 A、不断降低 B、先升后降 C、先降后升 D、没有变化 D