資源簡介

必修一 分子與細胞
第五章 細胞的能量供應和利用
第一節 降低化學反應活化能的酶（一）
酶的作用和本質
學習目標
簡述酶在新陳代謝中的作用。
理解新陳代謝的概念。
闡釋酶的概念及本質。
課程導入
問題探討：
1773年，意大利科學家斯帕蘭札尼做了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間后，他把小籠子取出來，發現籠內的肉塊消失了。
討論：
為什么要將肉塊放在金屬籠里？
當時人們普遍認為胃只能磨碎食物，而不能分解食物中的有機物，所以該行為是為了解決鳥類的胃是否只有物理性消化，而沒有化學性消化的問題。
是什么物質使肉塊消失了？
鳥類的胃里可能有某種化學物質使肉塊消失了。
怎樣才能證明你的推測？
收集鳥類胃里的化學物質，檢驗這些物質在體外是否也能將肉塊分解。
2555240271145細胞代謝
胃蛋白酶的發現：
細胞代謝：細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統稱為細胞代謝。
酶在細胞代謝中的作用
探究實踐：比較過氧化氫在不同條件下的分解
實驗目的：通多比較過氧化氫在不同條件下分解速度的快慢，了解過氧化氫酶的作用和意義。
實驗原理：水浴加熱、FeCl3溶液中的Fe3+以及新鮮的肝臟研磨液中的過氧化氫酶均可影響H2O2的分解速度。
實驗步驟：
實驗結論：
過氧化氫在不同條件下分解速率不一樣
過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快
實驗方法：控制變量法
控制變量法：在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規律的因素或條件加以人為控制，使其中的一些條件按照特定的要求發生變化或不發生變化，最終解決所研究的問題。
自變量（因為）：人為改變的量。——一個實驗中的自變量可能不唯一
本實驗中的自變量為：反應條件
因變量（所以）：隨著自變量的變化而變化的量。
本實驗中的因變量為：過氧化氫的分解速度
無關變量：除自變量外，實驗過程中可能還存在一些可變因素，對實驗結果造成影響，這些變量稱為無關變量，無關變量要適宜且統一。
本實驗中無關變量：過氧化氫的量（要求相等）
對照實驗：除一個因素外，其余因素都保持不變的實驗稱為對照試驗。對照試驗一般要設置對照組和實驗組，除了要觀察的變量外，其他變量都應當始終保持相同。
考點直擊
甲與丁對照能夠證明酶的高效性嗎？
不能，只證明了酶具有催化作用；丙與丁對照才證明酶具有高效性，為了使實驗更具有說服力，最好加上甲組空白對照。
酶的作用機理
活化能：分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需的能量。
334581548831538100401955酶能顯著降低化學反應所需的活化能。
酶的本質
思考討論：關于酶本質的探索
在19世紀釀酒業在歐洲經濟中占有重要的地位，但是釀出的葡萄酒經常莫名其妙的變酸，受到這一問題困擾。科學界非常重視對發酵過程的研究。當時人們已經知道釀酒就是讓糖類通過發酵變成酒精和二氧化碳，許多科學家都相信糖類變成酒精是一個純化學過程，與生命活動無關。
1857年：巴斯德vs李比希
法國微生物學家巴斯德通過顯微鏡觀察，提出釀酒中的發酵是由于酵母的存在，沒有活細胞參與，糖類不可能變成酒精。
但德國化學家李比希卻堅持認為引發發酵的是酵母細胞的某些物質，但這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發揮作用。
1897年：畢希納
結束這一爭論的是1897年德國化學家畢希納，他把酵母細胞放在石英砂中用力研磨加水攪拌，再進行加壓過濾，得到不含酵母的提取液，在這些汁液中加入葡萄糖，一段時間后就冒出氣泡，糖液居然變成了酒，所以這驗證了李比希的觀點是正確的。之后畢希納便將酵母細胞中引起發酵的物質稱為釀酶。
20世紀30年代
20世紀30年代，科學家們相繼提取出多種酶的蛋白質結晶，并指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質。
20世紀80年代：切赫和奧特曼
20世紀80年代，美國科學家切赫和奧特曼發現少數RNA也具有生物催化作用，最終科學家們認為酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，絕大多數是蛋白質，少數是RNA。
總結歸納
本質
多數蛋白質
少數RNA
合成
核糖體
細胞核
來源
活細胞
作用場所
胞內、外；體內、外
生理功能
催化
作用原理
降低反應活化能

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