5.1.1 酶的作用和本質(zhì)空課件-高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

5.1.降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第一課時(shí)

酶的作用和本質(zhì)預(yù)習(xí)課本P76—80，回答以下問題：1、細(xì)胞代謝？活化能？酶在細(xì)胞代謝中的作用？2、對照實(shí)驗(yàn)？自變量？因變量？無關(guān)變量？3、“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”中各位科學(xué)家的結(jié)論？4、酶的概念及本質(zhì)？1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼做了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。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。2.是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的推測？1.為什么要將肉放在金屬籠內(nèi)？便于取出實(shí)驗(yàn)材料(肉塊)，排除物理性消化對肉塊的影響，確定其是否發(fā)生了化學(xué)性消化。是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分了。收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。問題探討：常見有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的條件細(xì)胞內(nèi)外的環(huán)境思考：細(xì)胞在較為溫和的環(huán)境中，各種生化反應(yīng)如何高效有序的進(jìn)行呢？常溫常壓水溶液環(huán)境pH接近中性高溫

高壓強(qiáng)酸

強(qiáng)堿細(xì)胞代謝：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。溫和劇烈條件一、細(xì)胞代謝酶(1)實(shí)驗(yàn)原理：過氧化氫在常溫或高溫或Fe3+或過氧化氫酶的作用下都可分解成水和氧氣。(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?3)實(shí)驗(yàn)材料：通過比較過氧化氫在不同條件下的分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用。新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的肝臟研磨液質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.5%的FeCI3溶液新配制的體積分?jǐn)?shù)3%的H2O2溶液二、酶在細(xì)胞代謝中的作用1.比較H2O2在不同條件下的分解2H2O22H2O+O2常溫/加熱/Fe3+/過氧化氫酶(4)實(shí)驗(yàn)過程：二、酶在細(xì)胞代謝中的作用(5)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：分組編號(hào)對照組實(shí)驗(yàn)組1號(hào)2號(hào)3號(hào)4號(hào)相同處理2mL過氧化氫溶液不同處理常溫90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香復(fù)燃實(shí)驗(yàn)分析(1)1/2號(hào)試管相比現(xiàn)象說明了什么?(2)3/4號(hào)試管未經(jīng)加熱,也有大量氣泡產(chǎn)生,這說明了什么問題?(3)4號(hào)試管反應(yīng)速率更快，說明?(4)2/3/4號(hào)試管相比，哪只試管最終產(chǎn)生的氧氣多？不明顯少量較多大量復(fù)燃復(fù)燃且燃燒劇烈說明加熱能促進(jìn)過氧化氫分解,提高反應(yīng)速率。Fe3+和肝臟研磨液中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解速率。過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。一樣多，過氧化氫的濃度和體積一樣。不復(fù)燃不復(fù)燃二、酶在細(xì)胞代謝中的作用(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：加熱、無機(jī)催化劑、酶都能加快化學(xué)反應(yīng)的速率；酶和無機(jī)催化劑一樣都能催化化學(xué)反應(yīng)，并且酶的催化效率遠(yuǎn)高于無機(jī)催化劑。通過剛才探究實(shí)驗(yàn)，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中特別需要注意的一些因素呢？思考控制變量和設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)二、酶在細(xì)胞代謝中的作用科學(xué)方法—控制變量和設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)步驟試管編號(hào)

說明1234

一H2O2

濃度3%3%3%3%劑量2ml2ml2ml2ml二反應(yīng)條件常溫90℃FeCl3溶液新鮮肝臟研磨液劑量2滴清水2滴清水2滴2滴結(jié)果氣泡產(chǎn)生不明顯少量較多大量衛(wèi)生香燃燒不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃對照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循的原則：等量原則單一變量原則因自變量的改變而變化的因素人為控制的對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行處理的因素實(shí)驗(yàn)中可能存在的一些對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的可變因素自變量因變量無關(guān)變量對照實(shí)驗(yàn)變量對照原則除作為自變量因素外，其余因素都保持一致并將結(jié)果進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)叫作對照實(shí)驗(yàn)。無關(guān)變量思考加熱、Fe3+、H2O2酶使H2O2分解加快的原因是?活躍狀態(tài)常態(tài)活化能分子終態(tài)活化能活化能：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。常態(tài)活躍狀態(tài)二、酶在細(xì)胞代謝中的作用2.酶的作用原理加熱為什么能加快過氧化氫分解？3號(hào)、4號(hào)試管沒有加熱，為什么也有大量氣泡產(chǎn)生？活化能：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。使H2O2分子得到了能量Fe3+：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶：能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，因而催化效率更高。由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速有序地進(jìn)行。細(xì)胞代謝為什么離不開酶？二、酶在細(xì)胞代謝中的作用酶降低的活化能酶催化過程所需的活化能無酶催化過程下，所需的活化能①表示無酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是

段。②表示有酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是

段。③表示酶降低的活化能是_____段。

④若將酶變?yōu)闊o機(jī)催化劑，則B在縱軸上向什么方向移動(dòng)？ACBCAB降低活化能的作用更顯著向上移動(dòng)2.酶的作用原理二、酶在細(xì)胞代謝中的作用巴斯德之前薩姆納巴斯德李比希畢希納切赫和奧爾特曼

發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān)發(fā)酵必需有活細(xì)胞參與引起發(fā)酵的是酵母菌細(xì)胞中的某些物質(zhì),且只在酵母菌死亡裂解后才發(fā)揮作用

活細(xì)胞粉碎后所得物質(zhì)（釀酶）的作用和活的酵母細(xì)胞一樣證明脲酶是蛋白質(zhì)發(fā)現(xiàn)少量RNA也具有生物催化功能酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，極少數(shù)酶是RNA1.關(guān)于酶本質(zhì)的探索酶的定義？三、酶的本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)_______少數(shù)是_____合成原料合成場所來源作用部位生理功能作用原理蛋白質(zhì)RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體細(xì)胞核（真核生物）降低化學(xué)反應(yīng)的活化能催化作用一般來說，活細(xì)胞都能產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)、外及生物體外均能發(fā)揮作用2.關(guān)于酶的總結(jié)三、酶的本質(zhì)酶的化學(xué)本質(zhì)活細(xì)胞產(chǎn)生的，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)作用機(jī)理：顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶在細(xì)胞代謝中的作用酶的作用和本質(zhì)細(xì)胞代謝為什么離不開酶？由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速有序地進(jìn)行?？茖W(xué)方法：控制變量和設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)：比較過氧化氫在不同條件下的分解小結(jié)一、概念檢測1.酶對細(xì)胞代謝起著非常重要的作用，可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。下列關(guān)于酶的作用特點(diǎn)及本質(zhì)的敘述，正確的是（）A.酶不能脫離生物體起作用B.酶只有釋放到細(xì)胞外才起作用C.所有的酶都是蛋白質(zhì)D.酶是具有催化作用的有機(jī)物D練習(xí)與應(yīng)用2.酶和無機(jī)催化劑都能催化化學(xué)反應(yīng)。與無機(jī)催化劑相比，酶具有的特點(diǎn)是（）A.能為反應(yīng)物提供能量B.能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能C.能在溫和條件下催化化學(xué)反應(yīng)D.催化化學(xué)反應(yīng)更高效D練習(xí)與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用1.在本節(jié)“探究·實(shí)踐”中，有同學(xué)在原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了5號(hào)和6號(hào)試管，向其中分別加入2mL過氧化氫溶液后，再向5號(hào)試管內(nèi)加入2滴煮沸過的肝臟研磨液，向6號(hào)試管內(nèi)加入2滴蒸餾水。這樣做的目的是什么？本小節(jié)“探究·實(shí)踐”涉及的自變量并非只有?個(gè)，而是包括溫度和催化劑兩個(gè)變量，1號(hào)試管中僅放置了過氧化氫溶液,可以起到對照作用。2號(hào)試管與1號(hào)試管的區(qū)別在于溫度，3號(hào)試管和4號(hào)試管與1號(hào)試管的區(qū)別在于多了催化劑，

3號(hào)試管與4號(hào)試管之間也可以起相互對照作用。加入2滴煮沸過的肝臟研磨液的5號(hào)試管,可以與加入新鮮的肝臟研磨液的4號(hào)試管做對照;同理,加入2滴蒸餾水的6號(hào)試管可以作為3號(hào)試管和4號(hào)試管的對照組。練習(xí)與應(yīng)用2.仔細(xì)閱讀本節(jié)的“思考·討論”，通過完成下面的圖解，體會(huì)巴斯德、李比希、畢希納、薩姆納的觀點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系；寫一篇短文，談?wù)剬茖W(xué)發(fā)展過程的認(rèn)識(shí)。巴斯德之前發(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)胞中的某些物質(zhì)在起作用發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān)。巴斯德李比希引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì),但是這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。畢希納酵母細(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)胞中一樣薩姆納酶是蛋白質(zhì)練習(xí)與應(yīng)用3.給你一份某種酶的結(jié)晶，你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢測它是不是蛋白