降低化学反应活化能的酶课件-高一上学期生物人教版必修1.pptx

炎炎烈日之下，岩石变得很烫，这是因为照射在岩石上炎炎烈日之下，岩石变得很烫，这是因为照射在岩石上的光能转变成热能，而组成岩石的分子并未发生化学变化。岩的光能转变成热能，而组成岩石的分子并未发生化学变化。岩石旁边的植物同样遭到爆晒，却并未变得发烫。是不是植物不石旁边的植物同样遭到爆晒，却并未变得发烫。是不是植物不吸收光能呢？当然不是。植物的叶片不但能吸收光能，而且能吸收光能呢？当然不是。植物的叶片不但能吸收光能，而且能通过光合作用，将一部分光能转变成储存在有机物中的化学能。通过光合作用，将一部分光能转变成储存在有机物中的化学能。细胞的生命活动是需要能量来驱动的。大阳能是几乎所细胞的生命活动是需要能量来驱动的。大阳能是几乎所有生命系统中能量的最终源头。外界能量进入细胞，并被细胞有生命系统中能量的最终源头。外界能量进入细胞，并被细胞所利用，都要经过复制的化学反应。所利用，都要经过复制的化学反应。细胞是如何通过化学反应来获取和利用能量的呢？细胞是如何通过化学反应来获取和利用能量的呢？新叶伸向和煦的阳光，蚱蜢觊觎绿叶的芬芳。新叶伸向和煦的阳光，蚱蜢觊觎绿叶的芬芳。它们为生存而获取能量，能量在细胞里流转激荡。它们为生存而获取能量，能量在细胞里流转激荡。细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用需要通过化需要通过化学反应实现学反应实现直接能源物质：细胞的直接能源物质：细胞的能量能量“货币货币”ATP”ATP酶酶化学本质化学本质作用作用特点特点绝大多绝大多数是蛋数是蛋白质，白质，少数是少数是RNARNA降低降低化学化学反应反应活化活化能能专一性、专一性、高效性、高效性、作用条作用条件温和件温和能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用ATPATP的主要来源的主要来源细胞呼吸细胞呼吸ATPATP的结构的结构ATPATP与与ADPADP相互转化相互转化有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸光反应光反应阶段阶段暗反应暗反应阶段阶段问题探讨问题探讨 1773 1773年，意大利科学家斯帕兰札年，意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。取出来，发现笼内的肉块消失了。讨论讨论1.1.为什么要将肉块放在金属笼内？为什么要将肉块放在金属笼内？2.2.是什么物质使肉块消失了？是什么物质使肉块消失了？3.3.怎样才能证明你的推测？怎样才能证明你的推测？讨论讨论1.1.为什么要将肉块放在金属笼内？为什么要将肉块放在金属笼内？提示：便于取出实验材料（肉块），排除物理性消提示：便于取出实验材料（肉块），排除物理性消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学性消化。化对肉块的影响，确定其是否发生了化学性消化。2.2.是什么物质使肉块消失了？是什么物质使肉块消失了？提示：是胃内的化学物质将肉块分解了。提示：是胃内的化学物质将肉块分解了。3.3.怎样才能证明你的推测？怎样才能证明你的推测？提示：收集胃内的化学物质，看看这些物质在体提示：收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。外是否也能将肉块分解。第第1 1节节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质二、酶的特性（一）酶在细胞代谢中的作用（二）酶的本质1.细胞代谢为什么离不开酶？2.酶是什么物质？3.通过对酶本质的探索过程的分析，你对科学是怎样发展的有哪些领悟？斯帕兰札尼的实验说明，食物在胃中的消化，靠的是胃斯帕兰札尼的实验说明，食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某种物质。然而这种物质是什么，他始终未能得出结论。液中的某种物质。然而这种物质是什么，他始终未能得出结论。后来，科学家发现胃液中含有大量的盐酸，于是推测盐酸是使后来，科学家发现胃液中含有大量的盐酸，于是推测盐酸是使食物分解的物质。食物分解的物质。18351835年，德国科学家施旺通过实验发现，胃腺分泌物中年，德国科学家施旺通过实验发现，胃腺分泌物中有一种物质，将它与盐酸混合后，对肉类的分解能力远远大于有一种物质，将它与盐酸混合后，对肉类的分解能力远远大于盐酸的单独作用，这种物质就是盐酸的单独作用，这种物质就是胃蛋白酶胃蛋白酶。随着对细胞研究的不断深入，人们认识到，细胞的生活随着对细胞研究的不断深入，人们认识到，细胞的生活需要需要物质和能量物质和能量。能量的释放、储存和利用，都必须通过化学。能量的释放、储存和利用，都必须通过化学反应来实现。反应来实现。一、酶的作用和本质细胞代谢细胞代谢细胞中每时每刻都进行各种各样的化学反应，是细胞生命活动的基础。细胞代谢离不开酶（一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用探究探究实践实践1.1.比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）2H2H2 2O O2 22H2H2 2O O+O O2 2过氧化氢酶过氧化氢酶FeFe3+3+（1 1）原理：）原理：新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。经计算，质量分新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。经计算，质量分数为数为3.53.5的的FeClFeCl3 3溶液和质量分数为溶液和质量分数为2020的肝脏研磨液相的肝脏研磨液相比，每滴比，每滴FeClFeCl3 3溶液中溶液中FeFe3+3+数，大约是每滴研磨液中过氧化数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的氢酶分子数的2525万倍。万倍。一、酶的作用和本质（一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用探究探究实践实践1.1.比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）（2 2）目的要求：）目的要求：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义过氧化氢酶的作用和意义（3 3）材料用具（必修一教材）材料用具（必修一教材p78-79p78-79）一、酶的作用和本质探究探究实践实践1.1.比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）（一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用（4 4）方法步骤）方法步骤2mlH2O2溶液溶液无处理无处理水浴加热水浴加热加加FeClFeCl3 3溶溶液两滴液两滴加研磨液加研磨液两滴两滴一、酶的作用和本质探究探究实践实践1.1.比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）（一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用（5 5）实验结果）实验结果2mlH2O2溶液溶液无处理无处理水浴加热水浴加热加加FeClFeCl3 3溶溶液两滴液两滴加研磨液加研磨液两滴两滴无气泡产生无气泡产生 有少量气泡有少量气泡有较多气泡有较多气泡 有大量气泡有大量气泡一、酶的作用和本质探究探究实践实践1.1.比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）（一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用（5 5）实验结果）实验结果试管号1234气泡产生量点燃的卫生香复燃情况无无少量少量较多较多大量大量没有复燃没有复燃 没有复燃没有复燃复燃不明显复燃不明显复燃明显复燃明显一、酶的作用和本质探究探究实践实践1.1.比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）（一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用讨论讨论一、酶的作用和本质1.1.与与1 1号试管相比，号试管相比，2 2号试管出现什么不同的现象？这一现象说号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？明什么？提示：提示：2 2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。过氧化氢的分解，提高反应速率。提示：不能提示：不能2.2.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？3.33.3号和号和4 4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？提示：说明提示：说明FeClFeCl3 3中的中的FeFe3+3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。加快过氧化氢分解的速率。探究探究实践实践1.1.比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）（一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用讨论讨论一、酶的作用和本质提示：提示：4 4好试管的反应速率比好试管的反应速率比3 3号试管快得多。号试管快得多。说明过氧化氢酶比说明过氧化氢酶比FeFe3+3+的催化效率高得多。的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效地进行，只有酶能够满足这样学反应需要在常温、常压下高效地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。4.34.3号试管和号试管和4 4号试管相比，哪只试管中的反应速率快？这说明号试管相比，哪只试管中的反应速率快？这说明什么？为什么酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要。什么？为什么酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要。探究探究实践实践1.1.比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）（一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用（6 6）结果分析）结果分析得知要使得知要使H H2 2O O2 2分解需要一定的热量（能量）分解需要一定的热量（能量）比较比较1 1号和号和3 3号试管：号试管：FeFe3+3+能促进能促进H H2 2O O2 2的分解，具有催化作用的分解，具有催化作用比较比较1 1号和号和2 2号试管：号试管：一、酶的作用和本质探究探究实践实践1.1.比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）（一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用（6 6）结果分析）结果分析比较比较1 1号和号和4 4号试管：号试管：H H2 2O O2 2酶能促进酶能促进H H2 2O O2 2的分解，具有催化作用的分解，具有催化作用比较比较3 3号和号和4 4号试管：号试管：H H2 2O O2 2酶比酶比FeFe3+3+的催化效率更高的催化效率更高一、酶的作用和本质探究探究实践实践1.1.比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）（一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用 从以上实验中可以看出，从以上实验中可以看出，4 4号试管最先产生气泡，并号试管最先产生气泡，并且产生的气泡多。由于放出的气泡是过氧化氢分解产生的氧且产生的气泡多。由于放出的气泡是过氧化氢分解产生的氧气，所以气，所以4 4号试管中的卫生香燃烧得更猛烈，号试管中的卫生香燃烧得更猛烈，由此可以证明，由此可以证明，由此可以证明，由此可以证明，与无机催化剂与无机催化剂与无机催化剂与无机催化剂FeFeFeFe3 3 3 3相比，过氧化氢酶的催化效率要高得多。相比，过氧化氢酶的催化效率要高得多。相比，过氧化氢酶的催化效率要高得多。相比，过氧化氢酶的催化效率要高得多。也就是说，酶的催化作用具有高效性的特点。也就是说，酶的催化作用具有高效性的特点。也就是说，酶的催化作用具有高效性的特点。也就是说，酶的催化作用具有高效性的特点。事实上，酶的事实上，酶的催化效率是无机催化剂的催化效率是无机催化剂的10107 7倍倍10101313倍。倍。（7 7）结论）结论一、酶的作用和本质酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用催化作用催化作用催化作用催化作用探究探究实践实践1.1.比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）（一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用一、酶的作用和本质设计设计方案方案预期预期结果结果提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验分析结果分析结果表达与交流表达与交流探究探究实践实践1.1.比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）（一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用（8 8）注意事项）注意事项肝脏最好是新鲜的。冷冻的肝脏比较容易获得，但是其新鲜肝脏最好是新鲜的。冷冻的肝脏比较容易获得，但是其新鲜程度不能保证，可能会影响实验的效果。制好的肝匀浆放置时程度不能保证，可能会影响实验的效果。制好的肝匀浆放置时间不能过长，以免酶活性下降。间不能过长，以免酶活性下降。过氧化氢溶液最好现配现用，因其在常温下会分解，长时间过氧化氢溶液最好现配现用，因其在常温下会分解，长时间放置会导致其浓度不准确，影响实验结果。放置会导致其浓度不准确，影响实验结果。在用量筒量取过氧化氢溶液和用滴管滴在用量筒量取过氧化氢溶液和用滴管滴FeClFeCl3 3溶液溶液或者鲜肝或者鲜肝匀浆时，需要注意操作的规范性。匀浆时，需要注意操作的规范性。高浓度过氧化氢溶液的氧化性强，对皮肤有一定的腐蚀作用，高浓度过氧化氢溶液的氧化性强，对皮肤有一定的腐蚀作用，并且让人感到头痛。用时必须佩戴乳胶手套。若滴到皮肤上，并且让人感到头痛。用时必须佩戴乳胶手套。若滴到皮肤上，则要立即用清水反复冲洗。则要立即用清水反复冲洗。一、酶的作用和本质（二）酶的本质（二）酶的本质一、酶的作用和本质1.关于关于酶本质的探索思考思考讨论讨论讨论讨论1.1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？2.2.在可续发展过程中出现争论是正常的。巴斯德和李比希之间在可续发展过程中出现争论是正常的。巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么？这一争论对后人进一步研究酶的本质出现争论的原因是什么？这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？起到了什么作用？3.3.从毕希纳的实验可以得出什么结论？从毕希纳的实验可以得出什么结论？4.4.萨姆纳历时萨姆纳历时9 9年才证明脲酶是蛋白质，并因此获得诺贝尔化学年才证明脲酶是蛋白质，并因此获得诺贝尔化学奖。你认为他取得成功靠的是什么样的精神品质？奖。你认为他取得成功靠的是什么样的精神品质？5.5.请你给酶下一个比较完整的定义。请你给酶下一个比较完整的定义。（二）酶的本质（二）酶的本质1.关于关于酶本质的探索思考思考讨论讨论（1 1）酶的探究历程）酶的探究历程a.我国早在4000多年前的夏禹时代，就掌握了酿酒技术。1761年康熙字典收录了酶字，并将“酶”解释为“酒母也”。“酒母”就是现在所说的酵母。而酶在希腊语里，就是存在于酵母中的意思。一、酶的作用和本质巴斯德之前巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关（一）酶的发现过程1.关于关于酶本质的探索一、酶的作用和本质 发酵与活细胞有关，发酵是发酵与活细胞有关，发酵是发酵与活细胞有关，发酵是发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某整个细胞而不是细胞中的某整个细胞而不是细胞中的某整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用些物质在起作用些物质在起作用些物质在起作用 巴斯德巴斯德 引起发酵的是细胞中的某些引起发酵的是细胞中的某些引起发酵的是细胞中的某些引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在物质，但是这些物质只有在物质，但是这些物质只有在物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡后才能发挥作用酵母细胞死亡后才能发挥作用酵母细胞死亡后才能发挥作用酵母细胞死亡后才能发挥作用李比希李比希 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起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，就象在活酵母细胞中一样催化作用，就象在活酵母细胞中一样催化作用，就象在活酵母细胞中一样催化作用，就象在活酵母细胞中一样 毕希纳毕希纳毕希纳毕希纳酶是蛋白质酶是蛋白质酶是蛋白质酶是蛋白质萨姆纳萨姆纳切赫和奥特曼切赫和奥特曼少数的少数的少数的少数的RNARNARNARNA具有催化作用具有催化作用具有催化作用具有催化作用（二）酶的本质（二）酶的本质一、酶的作用和本质1.关于关于酶本质的探索思考思考讨论讨论讨论讨论1.1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？2.2.在可续发展过程中出现争论是正常的。巴斯德和李比希之间在可续发展过程中出现争论是正常的。巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么？这一争论对后人进一步研究酶的本质出现争论的原因是什么？这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？起到了什么作用？3.3.从毕希纳的实验可以得出什么结论？从毕希纳的实验可以得出什么结论？4.4.萨姆纳历时萨姆纳历时9 9年才证明脲酶是蛋白质，并因此获得诺贝尔化学年才证明脲酶是蛋白质，并因此获得诺贝尔化学奖。你认为他取得成功靠的是什么样的精神品质？奖。你认为他取得成功靠的是什么样的精神品质？5.5.请你给酶下一个比较完整的定义。请你给酶下一个比较完整的定义。（二）酶的本质（二）酶的本质一、酶的作用和本质1.关于关于酶本质的探索思考思考讨论讨论讨论讨论1.1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？提示：巴斯德认为发酵与活细胞有关，是合理的；认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质起作用，是不正确的。李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质，是合理的；认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用，是不正确的。（二）酶的本质（二）酶的本质一、酶的作用和本质1.关于关于酶本质的探索思考思考讨论讨论讨论讨论2.2.在可续发展过程中出现争论是正常的。巴斯德和李比希之间在可续发展过程中出现争论是正常的。巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么？这一争论对后人进一步研究酶的本质出现争论的原因是什么？这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？起到了什么作用？提示：巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。（二）酶的本质（二）酶的本质一、酶的作用和本质1.关于关于酶本质的探索思考思考讨论讨论讨论讨论3.3.从毕希纳的实验可以得出什么结论？从毕希纳的实验可以得出什么结论？提示：毕希纳的实验说明，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。（二）酶的本质（二）酶的本质一、酶的作用和本质1.关于关于酶本质的探索思考思考讨论讨论讨论讨论4.4.萨姆纳历时萨姆纳历时9 9年才证明脲酶是蛋白质，并因此获得诺贝尔化学年才证明脲酶是蛋白质，并因此获得诺贝尔化学奖。你认为他取得成功靠的是什么样的精神品质？奖。你认为他取得成功靠的是什么样的精神品质？5.5.请你给酶下一个比较完整的定义。请你给酶下一个比较完整的定义。提示：萨姆纳历时提示：萨姆纳历时9 9年，用正确的科学方法，坚持不年，用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。不畏艰苦的人。提示：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机提示：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶都是蛋白质，少量是物，其中绝大多数酶都是蛋白质，少量是RNARNA。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶都是蛋白质，少量是RNA。绝大多数的酶都是蛋白质少量的酶是RNA（三）酶的本质与概念1.酶的本质2.酶的概念验证？验证？双缩脲试剂一、酶的作用和本质练习与应用练习与应用1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质叙述，正确的是（）A.酶不能脱离生物体起作用B.酶只有释放到细胞外才起作用C.所有的酶都是蛋白质D.酶是具有催化作用的有机物2.酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特点是（）A.能为反应物提供能量 B.能降低化学反应的活化能C.能在温和条件下催化化学反应 D.催化化学反应更高效一、概念检测练习与应用练习与应用二、拓展应用二、拓展应用3.3.给你一份某种酶的晶体，你能设计实验检测它是给你一份某种酶的晶体，你能设计实验检测它是不是蛋白质吗？请简略写出实验步骤。想一想，在不是蛋白质吗？请简略写出实验步骤。想一想，在萨姆纳之前，为什么很难鉴定酶的本质？萨姆纳之前，为什么很难鉴定酶的本质？提示：可用第提示：可用第2 2章中学过的检测蛋白质的方法。章中学过的检测蛋白质的方法。在萨姆纳之前，之所以很难鉴定酶的本质，主要是因在萨姆纳之前，之所以很难鉴定酶的本质，主要是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。为细胞中酶的提取和纯化非常困难。练习与应用练习与应用二、拓展应用二、拓展应用1.1.在本节在本节“探究探究实践实践”中，有同学在原有实验的基础上增加了中，有同学在原有实验的基础上增加了5 5号和号和6 6号试管，向其中分别加入号试管，向其中分别加入2mL2mL的过氧化氢溶液后，再向的过氧化氢溶液后，再向5 5号试管内加入号试管内加入2 2滴煮沸过的肝脏研磨液，向滴煮沸过的肝脏研磨液，向6 6号试管内加入号试管内加入2 2滴蒸滴蒸馏水。这样做的目的是什么？馏水。这样做的目的是什么？提示：本节“探究探究 实践实践”设计的设计的自变量自变量并非只有一个，而是包并非只有一个，而是包括温度、催化剂两个括温度、催化剂两个变量变量，1 1号试管中仅防止了过氧化氢溶液，号试管中仅防止了过氧化氢溶液，可以起到可以起到对照对照作用。作用。2 2号试管与号试管与1 1号试管的区别在于温度，号试管的区别在于温度，3 3号试号试管和管和4 4号试管与号试管与1 1号试管的区别在于比号试管的区别在于比1 1号试管多了催化剂。号试管多了催化剂。3 3号号和和4 4号试管之间也可以其相互对照作用。分别加入号试管之间也可以其相互对照作用。分别加入2 2滴煮沸过多滴煮沸过多肝脏研磨液的肝脏研磨液的5 5号试管，可以与加入新鲜肝脏研磨液的号试管，可以与加入新鲜肝脏研磨液的4 4号试管号试管做对照；同理，加入做对照；同理，加入2 2滴蒸馏水的滴蒸馏水的6 6号试管可以作为号试管可以作为3 3号试管和号试管和4 4号试管的对照。号试管的对照。探究探究实践实践比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验六）2mlH2O2溶液溶液无处理无处理水浴加热水浴加热加加FeClFeCl3 3溶溶液两滴液两滴加研磨液加研磨液两滴两滴过氧化氢酶和过氧化氢酶和FeFe3+3+哪一个催化效率更高？哪一个催化效率更高？过氧化氢酶的催化效率更高。过氧化氢酶的催化效率更高。验证假设验证假设提出问题：提出问题：作出假设：作出假设：设计实验设计实验:预期结果：预期结果：加入过氧化氢酶的一组实验会释放更多的气泡。加入过氧化氢酶的一组实验会释放更多的气泡。实验如何进行实验设计？实验如何进行实验设计？首先，要明确实验对象；首先，要明确实验对象；其次，要清楚此实验的变量（其次，要清楚此实验的变量（自变量、因变量和无自变量、因变量和无关变量关变量）；）；第三，更要知道此实验要进行什么样的对照。第三，更要知道此实验要进行什么样的对照。这样才能对该实验的步骤进行更为合理的设计，这样才能对该实验的步骤进行更为合理的设计，才能得到正确的实验结果，最后得到完美的实验结论。才能得到正确的实验结果，最后得到完美的实验结论。二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识（一）实验对象（一）实验对象（一）实验对象（一）实验对象指在实验中要接受某种因素处理的实验材料。指在实验中要接受某种因素处理的实验材料。（二）提出问题（二）提出问题（二）提出问题（二）提出问题 如果用某种因素处理实验对象，实验对象如果用某种因素处理实验对象，实验对象会不会发生变化？如果发生变化，这个变化和处会不会发生变化？如果发生变化，这个变化和处理因素之间的必然联系是什么？理因素之间的必然联系是什么？这些需要解决的问题就是实验的目的。这些需要解决的问题就是实验的目的。二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识1.1.变量变量指在实验中可以变化的因素。指在实验中可以变化的因素。2.2.自变量自变量在实验中，由实验操作者人为改变的变量叫做在实验中，由实验操作者人为改变的变量叫做.3.3.因变量因变量 在实验中，由于自变量而引起的实验对象的在实验中，由于自变量而引起的实验对象的变化和结果。因变量一般都变化和结果。因变量一般都应有容易检测的指标应有容易检测的指标。即：人为的对实验对象做某种处理的变量。即：人为的对实验对象做某种处理的变量。即：人为的对实验对象做某种处理的变量。即：人为的对实验对象做某种处理的变量。二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识（三）确认变量（三）确认变量（三）确认变量（三）确认变量自变量、因变量、无关变量自变量、因变量、无关变量以以以以“比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解”为例为例为例为例自变量：自变量：因变量：因变量：无关变量：无关变量：过氧化氢的量和浓度、滴入的催化剂的量和浓度、过氧化氢的量和浓度、滴入的催化剂的量和浓度、实验室的温度等等。实验室的温度等等。过氧化氢分解速率，可以观测的指标是产生气泡的过氧化氢分解速率，可以观测的指标是产生气泡的多少、大小或者卫生香的复燃程度。多少、大小或者卫生香的复燃程度。催化剂的种类：氯化铁溶液，过氧化氢酶溶液催化剂的种类：氯化铁溶液，过氧化氢酶溶液二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识4.4.无关变量无关变量 在实验中，实验对象发生的变化，往往都是由多种因在实验中，实验对象发生的变化，往往都是由多种因素引起的。除自变量以外能使实验对象发生变化的其他因素都素引起的。除自变量以外能使实验对象发生变化的其他因素都叫叫无关变量无关变量。包括实验对象的。包括实验对象的外界因素外界因素和实验对象的和实验对象的自身因素自身因素。（四）实验目的（四）实验目的（四）实验目的（四）实验目的自变量自变量因变量因变量实验对象实验对象因果关系因果关系无关变量无关变量用对照组抵消用对照组抵消二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识（五）单一变量原则（五）单一变量原则单一变量单一变量 在科学实验中，对实验结果有影响的变量往往是多在科学实验中，对实验结果有影响的变量往往是多个，但我们在实验中只能对这些变量一个一个地进行研究，个，但我们在实验中只能对这些变量一个一个地进行研究，即一个自变量对应一个因变量。其他无关变量对实验结果的即一个自变量对应一个因变量。其他无关变量对实验结果的影响，则影响，则利用设置对照的方法来平衡和抵消利用设置对照的方法来平衡和抵消。在设置了对照。在设置了对照的实验中，两组实验（的实验中，两组实验（对照组和实验组对照组和实验组）除自变量不同以外，）除自变量不同以外，其他处理条件都相同其他处理条件都相同，由于无关变量被对照组平衡和抵消，由于无关变量被对照组平衡和抵消，那么，两组实验在结果上的差异，就可以认为是由自变量这那么，两组实验在结果上的差异，就可以认为是由自变量这个单一变量引起的，这可以个单一变量引起的，这可以增加实验结论的可信度和说服力增加实验结论的可信度和说服力。二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识 除了一个因素以外，其余因素都保持相同的实验。除了一个因素以外，其余因素都保持相同的实验。对照实验一般要设置对照组和实验组。对照实验一般要设置对照组和实验组。对自然状态的实验对象施加或减除了自变量的为实对自然状态的实验对象施加或减除了自变量的为实验组（验组（非常态非常态）对自然状态的实验对象未施加或未减除了自变量的对自然状态的实验对象未施加或未减除了自变量的为对照组（为对照组（常态常态）。）。对照类型对照类型自身对照、空白对照、相互对照自身对照、空白对照、相互对照（六）对照实验（六）对照实验接近现实生活的叫接近现实生活的叫对照组对照组，而偏离现实生活的叫，而偏离现实生活的叫实验组实验组。二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识1.1.自身对照自身对照 指实验和对照在同一实验对象上进行，不另设对照组。指实验和对照在同一实验对象上进行，不另设对照组。这样的实验关键是，要看清楚实验前后实验对象本身的变化这样的实验关键是，要看清楚实验前后实验对象本身的变化差异，用实验前和实验后形成对照。差异，用实验前和实验后形成对照。例如，在观察植物细胞的质壁分离实验中，植物细胞例如，在观察植物细胞的质壁分离实验中，植物细胞是实验对象，一定浓度的蔗糖溶液是自变量。实验中处理和是实验对象，一定浓度的蔗糖溶液是自变量。实验中处理和观察的是同一植物细胞，即实验前细胞的正常形态是对照组，观察的是同一植物细胞，即实验前细胞的正常形态是对照组，实验后细胞的质壁分离状态是实验组。实验后细胞的质壁分离状态是实验组。二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识（六）对照实验（六）对照实验2.2.空白对照空白对照 对实验对象做两组实验，施加或减除了自变量的对实验对象做两组实验，施加或减除了自变量的一组为实验组，未施加或减除自变量的一组为对照组。简一组为实验组，未施加或减除自变量的一组为对照组。简单的说，处于自然状态（常态）的一组为对照组，处于非单的说，处于自然状态（常态）的一组为对照组，处于非自然状态（非常态）的一组为实验组。自然状态（非常态）的一组为实验组。如：比较过氧化氢在不同条件下的分解如：比较过氧化氢在不同条件下的分解二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识（六）对照实验（六）对照实验（3 3）相互对照）相互对照例如：在比较过氧化氢酶与例如：在比较过氧化氢酶与FeFe3+3+的催化效率高低的实验中，的催化效率高低的实验中，过氧化氢是实验对象，催化剂是自变量，但催化剂的种类不过氧化氢是实验对象，催化剂是自变量，但催化剂的种类不同。一组是过氧化氢酶，一组是无机催化剂同。一组是过氧化氢酶，一组是无机催化剂FeFe3+3+，对两个实，对两个实验的结果进行比较，使酶的催化效率更高这一结论具有很好验的结果进行比较，使酶的催化效率更高这一结论具有很好的说服力。的说服力。指不另设对照组，而是对两个或者几个实验组都用自指不另设对照组，而是对两个或者几个实验组都用自变量进行处理，但自变量对各实验组的处理方式各不相同。然变量进行处理，但自变量对各实验组的处理方式各不相同。然后对两个或几个实验组的实验结果进行比较来得出结论。这样后对两个或几个实验组的实验结果进行比较来得出结论。这样的两个或几个实验为相互对照。的两个或几个实验为相互对照。二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识（六）对照实验（六）对照实验对照类型对照类型与自变量关系与自变量关系特点特点自身对照自身对照一组实验，比较实验前一组实验，比较实验前后，实验对象发生变化后，实验对象发生变化能定性的说明自变量对能定性的说明自变量对因变量的直接影响因变量的直接影响空白对照空白对照两组实验，与常态组相两组实验，与常态组相比，施加或减除了自变比，施加或减除了自变量的一组为对照组量的一组为对照组能定性的说明某一自变能定性的说明某一自变量的有或无，决定着某量的有或无，决定着某一因变量的出现与否一因变量的出现与否相互对照相互对照两组或多组实验，比较两组或多组实验，比较用不同方式的自变量处用不同方式的自变量处理各组实验的实验结果，理各组实验的实验结果，各组实验互为相互对照各组实验互为相互对照能定量地说明某一自变能定量地说明某一自变量的不同方式或不同物量的不同方式或不同物理量决定着某一因变量理量决定着某一因变量的变化程度的变化程度二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识（七）实验结果与实验结论（七）实验结果与实验结论1.1.实验结果实验结果 是对实验中的因变量的客观真实记录。实验对象是对实验中的因变量的客观真实记录。实验对象发生的因变量往往通过多方面的信息反映出来。实验者发生的因变量往往通过多方面的信息反映出来。实验者可根据实验目的和方便检测的条件，选取其中一项或多可根据实验目的和方便检测的条件，选取其中一项或多项信息作为检测指标，进行检测并作好数据记录。实验项信息作为检测指标，进行检测并作好数据记录。实验者在实验中收集的实验结果也称为实验数据。在大多数者在实验中收集的实验结果也称为实验数据。在大多数情况下，实验结果就是以实验数据的形式表现的。情况下，实验结果就是以实验数据的形式表现的。二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识2.2.实验结论实验结论 实验结果是对实验现象的客观记录，实验结论是对实实验结果是对实验现象的客观记录，实验结论是对实验结果的主观能动性思考。验结果的主观能动性思考。实验结果实验结果现象现象实践性实践性具体性具体性材料性材料性实验结论实验结论本质本质理论性理论性抽象性抽象性观点性观点性 是对实验研究的总结和发现。实验结论需要根据实验是对实验研究的总结和发现。实验结论需要根据实验数据得出。处理实验数据的工具主要有数据得出。处理实验数据的工具主要有记录表、柱形图、曲记录表、柱形图、曲线图线图等。数据经图标处理后就称为模型，模型能是人们更清等。数据经图标处理后就称为模型，模型能是人们更清楚地看出它们存在什么特点、规律，以便得出实验结论。楚地看出它们存在什么特点、规律，以便得出实验结论。总之，得出实验结论的过程是对实验数据的理性认识总之，得出实验结论的过程是对实验数据的理性认识过程，是从实验现象中寻找本质规律的过程。过程，是从实验现象中寻找本质规律的过程。二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识二、关于实验设计的基础知识（七）实验结果与实验结论（七）实验结果与实验结论（九）单因子实验和多因子实验（九）单因子实验和多因子实验单因子实验：单因子实验：单因子实验：单因子实验：在一般的实验设计中，我们要遵循单因子变量原在一般的实验设计中，我们要遵循单因子变量原则，即在实验设计中，要保证只用一个自变量来处理实验对象，则，即在实验设计中，要保证只用一个自变量来处理实验对象，而其他无关变量都应当始终保持相同。这样的实验称为单因子而其他无关变量都应当始终保持相同。这样的实验称为单因子实验。实验。双因子实验和多因子实验：双因子实验和多因子实验：双因子实验和多因子实验：双因子实验和多因子实验：在有些实验中，人们也可以同时在有些实验中，人们也可以同时考察两个或多个自变量对实验对象的影响，这样的实验称为考察两个或多个自变量对实验对象的影响，这样的实验称为双因子实验和多因子实验。双因子实验和多因子实验。值得特别注意的是，双因子实验和多因子实验都是以值得特别注意的是，双因子实验和多因子实验都是以单因子实验为基础的，实际