5.1 降低化學(xué)反應(yīng)的酶 酶的作用和本質(zhì)課件 高一生物人教版必修一

5.1.1酶的作用和本質(zhì)必修1學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解細(xì)胞代謝離不開酶的原因；2.理解酶的化學(xué)本質(zhì)；3.通過對(duì)酶本質(zhì)的探索過程的分析，談?wù)勛约旱母形?。?dǎo)入1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼做了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子呑下去。過一段時(shí)間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。討論1.為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)？2.是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的推測(cè)？新課教學(xué)一、酶的作用和本質(zhì)隨著對(duì)細(xì)胞研究的不斷深入，人們認(rèn)識(shí)到，細(xì)胞的生活需要物質(zhì)和能量。能量的釋放、儲(chǔ)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(shí)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)胞代謝離不開酶。細(xì)胞中高度有序化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)稱---細(xì)胞代謝。實(shí)驗(yàn)：比較過氧化氫在不同條件下的分解方法步驟試管編號(hào)12343%的H2O2溶液2ml2ml2ml2ml反應(yīng)條件常溫90℃2滴FeCl32滴肝臟研磨液H2O2分解速度(氣泡多少)幾乎無很少較多很多點(diǎn)燃的衛(wèi)生香檢測(cè)燃燒猛烈燃燒更猛烈（一）酶在細(xì)胞代謝中的作用1、與1號(hào)試管相比，2號(hào)試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明了什么？2、在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？3、3號(hào)和4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？4、3號(hào)與4號(hào)相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說明什么？為什么說酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？放出氣泡多，說明加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解,提高反應(yīng)速率。FeCl3中Fe3+和肝臟研磨液的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。不能4號(hào)，說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高。分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。Fe3+和過氧化氫酶能促進(jìn)過氧化氫分解，它們沒有給過氧化氫分子提供能量，而是降低了過氧化氫分解反應(yīng)的活化能。如果把化學(xué)反應(yīng)比作駕車翻越一座高山，“加熱”相當(dāng)于給汽車加大油門，用催化劑則相當(dāng)于幫司機(jī)找到穿山的隧道。與無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高【閱讀課本】1.找出變量、自變量、因變量、無關(guān)變量的概念分析本實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量、無關(guān)變量。2.找出對(duì)照實(shí)驗(yàn)、對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組的概念。對(duì)照實(shí)驗(yàn)——除了一個(gè)因素以外，其余因素都保持不變。對(duì)照組，是不接受人為處理的對(duì)象組；反之就是實(shí)驗(yàn)組。分析本實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組.引申：1.本實(shí)驗(yàn)如果不要１號(hào)試管行不行呢？那體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的什么原則？（對(duì)照原則）那幾組形成了對(duì)照呢？（１和２，１和３，１和４，還有３和４）。２和３或者２和４，行不行？2.生物試驗(yàn)中除了要遵循對(duì)照原則外，還要遵循單一變量原則、等量原則。3.本實(shí)驗(yàn)最終得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的其他因素相同，而只有反應(yīng)條件這一個(gè)因素不同，通過對(duì)照觀察其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，就能得出相應(yīng)的結(jié)論。Ａ：1和2,1和3,1和4，比較，說明過氧化氫在不同的條件下分解的速率不同。Ｂ：3試管和4試管只有加入的催化劑不同，結(jié)果3放的氧氣少，4放出氧氣多。說明酶的效率比無機(jī)催化劑高。【小結(jié)1】控制變量：控制自變量，形成對(duì)照或?qū)Ρ?；觀察分析因變量，得出結(jié)果或結(jié)論；無關(guān)變量保持一致?！拘〗Y(jié)2】酶在細(xì)胞代謝中的作用——通過降低化學(xué)反應(yīng)活化能來催化反應(yīng)，且催化效率比無機(jī)催化劑更高。（二）酶的本質(zhì)我國(guó)早在4000多年前的夏禹時(shí)代，就掌握了釀酒技術(shù)。1716年《康熙字典》收錄了酶字，并將“酶”解釋為“酒母也”?！熬颇浮本褪乾F(xiàn)在所說的酵母。19世紀(jì)，釀酒業(yè)在歐洲經(jīng)濟(jì)中占重要地位，但釀出的葡萄酒經(jīng)常變酸，因此，科學(xué)界非常重視對(duì)發(fā)酵過程的研究。當(dāng)時(shí)，人們已經(jīng)知道，釀酒就是讓糖類通過發(fā)酵變成酒精和二氧化碳。但糖類是怎么變成酒精的呢？1857年，法國(guó)微生物學(xué)家巴斯德(通過顯微鏡觀察，提出釀酒中的發(fā)酵是由酵母菌細(xì)胞的存在所致，沒有活細(xì)胞的參與，糖類是不可能變成酒精的。德國(guó)化學(xué)家李比希卻堅(jiān)持認(rèn)為引起發(fā)酵的是酵母菌細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母菌細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。結(jié)束這一爭(zhēng)論的是德國(guó)化學(xué)家畢希納。他把酵母菌細(xì)胞放在石英砂中用力研磨，加水?dāng)嚢瑁龠M(jìn)行加壓過濾，得到不含酵母菌細(xì)胞的提取液。在這些汁液中加入葡萄糖，一段時(shí)間后就冒出氣泡，糖液居然變成了酒。這一結(jié)果與糖液中含有活酵母菌細(xì)胞是一樣的。他將酵母菌細(xì)胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶。美國(guó)科學(xué)家薩姆納也認(rèn)為酶是蛋白質(zhì)。1917年，他從資料中得知刀豆種子中脲酶含量相當(dāng)高(這種酶能使尿素分解成氨和二氧化碳），便決定從刀豆種了中提取純酶。他嘗試了多種方法，歷經(jīng)一次又一次的失敗，終于在1926年的一天清晨驚喜地發(fā)現(xiàn)，在用丙酮作溶劑的提取液中出現(xiàn)了結(jié)晶，這說明提取物達(dá)到了一定的純度。這種結(jié)晶溶于水后能夠催化尿素分解成氨和二氧化碳。然后他又用多種方法證明脲酶是蛋白質(zhì)。后來，科學(xué)家又相繼獲得胃蛋白酶、胰蛋白酶等許多酶的結(jié)晶，并證明這些酶都是蛋白質(zhì)。20世紀(jì)80年代，美國(guó)科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化功能。酶是蛋白質(zhì)巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān)巴斯德畢希納薩姆納李比希少數(shù)RNA也具有生物催化功能切赫、奧特曼酵母細(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)胞中一樣發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個(gè)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)揮作用提示：可用第2章中學(xué)過的鑒定蛋白質(zhì)的方法。在薩姆納之前，之所以很難鑒定酶的本質(zhì)，主要是因?yàn)榧?xì)胞中酶的提取和純化非常困難。給你一份某種酶的結(jié)晶，你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)它是不是蛋白質(zhì)嗎？請(qǐng)簡(jiǎn)略寫出實(shí)驗(yàn)步驟。想一想，在薩姆納之前，為什么很難鑒定酶的本質(zhì)？小結(jié)課堂檢測(cè)1.在過氧化氫酶溶液中加入雙縮脲試劑，其結(jié)果應(yīng)該是(

)A.產(chǎn)生氣泡B.溶液呈藍(lán)色C.溶液呈紫色 D.產(chǎn)生磚紅色沉淀2.在實(shí)驗(yàn)中需要控制各種變量，其中人為改變的變量是(

)A.因變量B.自變量C.無關(guān)變量 D.控制變量CB3.為探究酶的某種特性，現(xiàn)用可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液(兩者都是非還原糖)以及淀粉酶溶液、斐林試劑等材料進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是(

)A.實(shí)驗(yàn)的自變量是淀粉酶溶液B.實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量有溫度、pH等C.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢測(cè)