【生物】酶的作用和本質課件-2024-2025學年高一上學期生物人教版必修1

2024/11第5章細胞的能量供應和利用第1節(jié)降低化學反應活化能的酶第1課時酶的作用和本質CONTENT目錄01酶在細胞代謝中的作用02比較過氧化氫酶在不同條件下的分解

03酶的作用機理04酶的本質問題探討1.為什么要將肉塊放在金屬籠內?排除物理性消化對肉塊的影響，確定其是否發(fā)生了化學性消化。是胃內的化學物質將肉塊分解了。收集胃內的化學物質，看看這些物質在體外是否也能將肉塊分解。斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用【資料】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(fā)現(xiàn)籠內的肉塊消失了。2.是什么物質使肉塊消失了?3.怎樣才能證明你的推測?酶在細胞代謝中的作用0101酶在細胞代謝中的作用YOURTEXT斯帕蘭札尼食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某種物質。后來，科學家發(fā)現(xiàn)胃液中含有大量的鹽酸，推測鹽酸是使食物分解的物質。1835年，施旺（德）胃腺分泌物中有一種物質，將它與鹽酸混合后，對肉類的分解能力遠大于鹽酸的單獨作用，這種物質就是胃蛋白酶。1.酶的發(fā)現(xiàn)01酶在細胞代謝中的作用YOURTEXT（1）細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝。（2）意義：細胞生命活動的基礎。

（3）細胞代謝是細胞生命活動的基礎，但代謝也會產(chǎn)生對細胞有害的物質，如過氧化氫。幸而細胞中含有過氧化氫酶，能將過氧化氫分解，變成氧和水。2H2O22H2O+O2↑過氧化氫酶2.細胞代謝比較過氧化氫酶在不同條件下的分解0202比較過氧化氫酶在不同條件下的分解YOURTEXT（1）目的要求通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用。（2）實驗原理2H2O22H2O+O2反應條件加熱是化學反應的常見條件Fe3+是無機催化劑新鮮的肝臟中含有過氧化氫酶不同反應條件通過O2的產(chǎn)生量判斷H2O2的分解情況單位時間內產(chǎn)生氣泡的多少；帶火星的衛(wèi)生香的復燃情況。02比較過氧化氫酶在不同條件下的分解02比較過氧化氫酶在不同條件下的分解1號2號3號4號2mLH2O290℃水浴加熱2滴3.5%FeCl32滴20%肝臟研磨液常溫（3）實驗步驟02比較過氧化氫酶在不同條件下的分解觀察產(chǎn)生氣泡的多少觀察衛(wèi)生香的燃燒情況基本無少量較多大量復燃不明顯復燃明顯（4）實驗結果02比較過氧化氫酶在不同條件下的分解（1）與1號試管相比，2號試管產(chǎn)生的氣泡多，這一現(xiàn)象說明了什么？（2）3、4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明了什么？（3）3號試管Fe3+數(shù)比4號試管H2O2酶高25萬倍，但4號反應速率更快，這說明什么？加熱能促進H2O2的分解,提高反應速率。FeCl3中的Fe3+

和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。過氧化氫酶比Fe3+

的催化效率高得多。（5）實驗分析02比較過氧化氫酶在不同條件下的分解（6）實驗結論加熱、FeCl3溶液中的Fe3+以及新鮮肝臟研磨液中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解。與無機催化劑Fe3+相比，過氧化氫酶的催化效率更高。02比較過氧化氫酶在不同條件下的分解思考與討論1.為什么要選用新鮮的肝臟？

2.為什么要將肝臟制成研磨液？使肝細胞破裂從而釋放出過氧化氫酶，增大酶與過氧化氫的接觸面積，加速過氧化氫的分解。

02比較過氧化氫酶在不同條件下的分解科學方法——控制變量和設計對照實驗（1）控制變量①變量：實驗過程中的變化因素。溫度（加熱）、催化劑（FeCl?溶液、肝臟研磨液）。②自變量：人為控制的對實驗對象進行處理的因素（不同條件X）。③因變量：因自變量改變而變化的變量（結果Y）。④無關變量：H2O2分解速率。H2O2濃度和體積、反應時間、肝臟的新鮮程度等。除自變量外，實驗中還存在的一些也可對實驗結果造成影響的其它變量（相同條件a）。02比較過氧化氫酶在不同條件下的分解空白對照對照組實驗組①對照實驗：除作為自變量的因素外，其余因素(無關變量)都保持一致，并將結果進行比較的實驗。一般設置對照組和實驗組。（2）對照實驗②對照實驗的類型：空白對照、自身對照、相互對照、條件對照。02比較過氧化氫酶在不同條件下的分解（3）實驗設計的一般原則①對照原則：在實驗中，一般需要設置對照組。通過設置對照組，既能排除無關變量對實驗結果的影響，又能增加實驗結果的可信度和說服力。②單一變量原則：在對照實驗中,除了要觀察的變量發(fā)生變化外,其他變量都應保持相同。（無關變量始終相同且適宜）③等量性原則：指除單一變量可以變化外，其他的實驗條件應是一樣的，如所用試劑量要相同，放在相同條件下培養(yǎng)，取長勢相同的植物培養(yǎng)等。酶的作用機理0303酶的作用機理加熱加無機催化劑Fe3+加酶加快反應速率原理？？？——催化（加快反應速率）酶的作用03酶的作用機理1.活化能分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。Fe3+和過氧化氫酶促使過氧化氫分解，但它們并未供給過氧化氫能量，而是降低了過氧化氫分解的活化能。穿山隧道加熱加壓相當于給汽車加大油門。提供能量03酶的作用機理2.酶的作用機理活躍狀態(tài)（1）與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。（2）正是由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和條件下快速有序地進行。降低化學反應的活化能。03酶的作用機理思考討論例：下圖中曲線a、b、c分別表示物質A在無催化劑、有無機催化劑催化和有酶催化三種條件下，生成產(chǎn)物的過程中能量的變化過程(反應溫度為最適溫度)（1）圖中E1、E2、E3這三部分都是活化能，分別代表

、

、

時的活化能。（2）由E1>E2>E3可以看出，催化劑的作用機理是

；且與無機催化劑相比，酶降低的更多，催化效率更高。無催化劑無機催化劑酶催化降低化學反應活化能03酶的作用機理思考討論酶能增加產(chǎn)物的生成量嗎？酶和無機催化劑一樣能催化化學反應的進行，降低反應的活化能，但本身并不被消耗，不為化學反應提供物質和能量，不改變化學反應的方向和生成物的量。酶的本質0404酶的本質發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關巴斯德李比希畢希納薩姆納其他科學家切赫和奧爾特曼引起發(fā)酵的是酵母細胞中的某些物質，但這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才發(fā)揮作用發(fā)酵與活細胞有關脲酶是蛋白質胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質少數(shù)酶是RNA酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)發(fā)揮作用，就像在活酵母細胞中一樣04