5.1.1酶的作用和本质课件高一上学期生物人教版必修13

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。新叶为什需要阳光？第5章细胞的能量供应和利用人类及动物又是如何获取能量的？外界能量如何进入细胞并被细胞利用？1细胞代谢概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，

统称为细胞代谢。P76意义：场所：叶绿体：线粒体：核糖体：实质：CO2+H2O（CH2O)+O2酶

C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶光能

氨基酸多肽脱水缩合酶Q：为什么细胞代谢离不开酶的作用？主要在细胞质基质中是细胞生命活动的基础各种化学反应的总称光合作用呼吸作用脱水缩合01酶的作用和本质5.1降低化学反应活化能的酶目标010203掌握酶的化学本质和在细胞代谢中的作用，认同科学发现是在不断地探索和争论中前进的。(生命观念）通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，尝试设计对照实验。（科学探究）通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的，体会科学家不畏挫折的精神。（社会责任）

学习目标问题探讨1773年，意大利科学家斯帕兰扎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。

1讨论：1、为什么要将肉块放在金属笼内？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。斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用消化：食物在消化道被分解的过程消化消化的形式物理性消化：牙齿的咀嚼，舌头的搅拌，胃肠的蠕动等化学性消化：食物在消化液的作用下逐步分解的过程小鸡为什么啄食沙粒?问题探讨12、是什么物质使肉块消失了？3、怎样才能证明你的推测?是胃内的化学物质将肉块分解了。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。斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用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。斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用但我不知是什么物质...emo...后来，科学家发现胃液含有大量盐酸，于是推测盐酸是使食物分解的物质。胃蛋白酶的发现过程11835年，德国科学家施旺发现，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盐酸的单独作用，这种物质就是胃蛋白酶。施旺德国生理学家胃蛋白酶的发现过程1科学家发现了酶，那为什么细胞代谢离不开酶呢？【探究一】酶在细胞代谢中的作用：比较H2O2在不同条件下的分解（1）实验原理：

细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢，细胞中有

，能将过氧化氢及时分解为

。

中有较多的过氧化氢酶。质量分数为3.5%的

和质量分数为20%的

相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。过氧化氢酶氧气和水新鲜肝脏FeCl3溶液肝脏研磨液Fe3+是无机催化剂2H2O22H2O+O2↑反应条件【探究一】酶在细胞代谢中的作用：比较H2O2在不同条件下的分解（2）实验目的：②加热是化学反应常见的条件③Fe3+是无机催化剂④新鲜肝脏中含有过氧化氢酶不同条件①点燃的卫生香的复燃情况②气泡冒出情况判断H2O2的分解快慢依据：单位时间内O2的产生量①常温下反应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。（1）请问此处的不同条件分别是指什么条件？（2）判断过氧化氢的分解快慢的依据是什么？【探究一】酶在细胞代谢中的作用：比较H2O2在不同条件下的分解（3）实验材料：材料用具实验材料：_____的质量分数为20%的__________________________。实验仪器：量筒、试管、滴管、试管架、__________、火柴、酒精灯、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计。实验试剂：新配制的体积分数为___________________、_______________。恭喜同学们开启隐藏任务！请问为什么要用新鲜的肝脏研磨液？新鲜肝脏(如猪肝、鸡肝)研磨液3%的过氧化氢溶液质量分数3.5%的FeCl3溶液卫生香【探究一】酶在细胞代谢中的作用：比较H2O2在不同条件下的分解（3）实验材料：！实验中使用的肝脏必须是新鲜的，只有在新鲜的肝脏中，过氧化氢酶才能保持活性；！使肝细胞破裂从而释放出过氧化氢酶,有利于过氧化氢酶与试管内过氧化氢分子充分接触，加速过氧化氢的分解。【探究一】酶在细胞代谢中的作用：比较H2O2在不同条件下的分解（4）实验步骤：1.取4支洁净的试管，分别__________1、2、3、4，向各试管内分别加入2mL过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。2.将2号试管放在________________________，观察__________的情况，并与1号试管作比较。3.向3号试管内滴入______________，向4号试管内滴________________，仔细观察，并记录实验结果。4.立即将_____________分别放入3号和4号试管内液面的上方，仔细观察，并记录实验结果。编上序号2滴FeCl3溶液气泡冒出90℃左右的水浴中加热2滴肝脏研磨液点燃的卫生香【探究一】酶在细胞代谢中的作用：比较H2O2在不同条件下的分解试管编号1234H2O2溶液(3%)2mL2mL2mL2mL实验处理常温90℃水浴加热2滴FeCl32滴肝匀浆气泡产生情况卫生香复燃情况不明显少量较多大量变亮复燃不复燃不复燃

实验步骤和实验现象1与2对照：________________________________________________加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(为反应提供能量)1与3对照：________________________________________________FeCl3在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(催化作用)1与4对照：______________________________________________

____________过氧化氢酶在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(催化作用)3与4对照：____________________________过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高。比较过氧化氢在不同条件下的分解🤔对照试验使试验结论更可靠实验分析：（1）与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？（2）在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？（3）3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？（4）3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？2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。不能。温度过高会造成生物的细胞死亡说明FeCl3中的Fe3+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。

4号，过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多；讨论说明酶具有高效性讨论5.为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？

细胞内每时每刻都在进行着许多化学反应，这些化学反应需要在常温常压下高效率的进行，只有酶能满足这样的要求实验结论(1)加热、酶（过氧化氢酶）与无机催化剂（Fe3+）都具有加快化学反应速率的作用(2)与无机催化剂相比，过氧化氢酶的催化效率要高得多。请思考：通过刚才的探究实验，同学们有没有发现生物学实验设计中特别需要注意的一些因素呢？控制变量和设计对照实验实验设计应该遵循以下原则一个实验中只能有一个自变量，除了自变量之外其他变量（无关变量）均要相同。1）单一变量原则：自变量：实验中

的对实验对象进行处理的因素因变量：因

改变而变化的变量无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些对

造

成影响的可变因素人为控制

自变量

变量:实验过程中变化的因素实验结果①对照实验：除作为自变量的因素外，(其余因素）无关变量都保持一致，并将结果进行比较的实验。②对照实验：经实验因素处理的，人为改变条件的组，实验组：对照组：未经实验因素处理的组，实验结果未知实验结果已知实验设计应该遵循以下原则2）对照原则：通过设置对照实验，既可排除无关变量的干扰，又可增加实验结果的可信度和说服力。空白对照不给对照组做任何实验处理1号试管即为空白对照自身对照对照组和实验组都在同一研究对象上进行。紫色洋葱鳞片叶外表皮滴加3%的蔗糖溶液，低倍镜观察滴加清水后，低倍镜观察→→制成装片，低倍镜观察。→探究植物细胞的吸水和失水2与3——相互对照2与4——相互对照3与4——相互对照相互对照不单独设对照组，而是几个实验组之间相互对照蝾螈受精卵横缢实验示意图本实验既是自身对照，又是相互对照实验设计应该遵循以下原则3）平行重复原则：多次实验，取平均值，用以减少误差和偶然性。试管编号1234H2O2溶液(3%)2mL2mL2mL2mL实验处理常温90℃水浴加热2滴FeCl32滴肝匀浆气泡产生情况卫生香复燃情况对照组实验组不明显少量较多大量变亮复燃不复燃不复燃自变量无关变量因变量变量等量原则单一变量原则对照原则多组相同装置在相同条件下同一时间进行实验，将数据取平均值，减少偶然性。。平行重复原则控制变量和设计对照实验可检测或观察判断正误1、酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量2、无关变量就是与实验结果无关的变量3、在一个实验中，因变量的检测指标往往不是唯一的xx√酶在细胞代谢中的作用通过以上学习你能总结出加热、Fe3+、酶使H2O2分解的作用机理吗？酶在细胞代谢中的作用通过以上学习你能总结出加热、Fe3+、酶使H2O2分解的作用机理吗？提高分子的能量降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能酶作用原理：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。酶作用意义：使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行。活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。

加热

Fe3+酶AB常态活跃状态终态活化能

分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量称为活化能分子一、酶在细胞代谢中的作用想一想：如何表示？无催化剂曲线：______酶促反应曲线：______无酶促反应所需活化能：______酶促反应所需活化能：______酶降低的活化能：______曲线A曲线CE3E2—E3E2ABC时间O2量无催化剂加Fe3+加过氧化氢酶建构过氧化氢分解产生的氧气量与时间关系的数学模型

(无催化剂

加Fe3+

、H2O2酶)酶本身有没有消耗？是否为化学反应提供物质和能量？是否改变化学反应的方向和生成物的量吗？没有不提供不改变酶具有催化剂的特点：

①反应前后性质、数量不变；可以重复利用

②能改变反应速率→降低化学反应活化能；

③缩短达到平衡的时间，不改变平衡点（即产物的总量不变）A.酶具有催化作用，是因为能为化学反应提供能量B.酶降低的化学反应的活化能是ECC.酶比无机催化剂的催化效率更高，其实质在于EB－EC＞EB－EAD.EC和EA分别表示酶和无机催化剂

为化学反应提供的活化能例题：如图表示酶和无机催化剂改变化学反应速率的原理，下列叙述正确的是（

）C二、酶的本质1、科学家是怎么研究酶的本质的？二、酶的本质探索（视频）酶本质的探索10102030419世纪1857年发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞，而不是细胞中某些物质起作用李比希：引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用毕希纳：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起作用，就像在活酵母细胞中一样,取名酿酶05萨姆纳：认为酶是蛋白质，且能使尿素分解成氨和二氧化碳06切赫、奥尔特曼：少数RNA也具有生物催化功能1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极的意义？各有什么局限性？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在起作用，是不正确的。毕希纳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。2.在科学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起到了什么作用？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。讨论14、萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。

你认为他取得成功靠的是什么样的精神品质？5、请给酶下一个比较完整的定义。萨姆纳历时9年，用正确的科学方法，坚持不懈、百折不饶的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。酶是活细胞产生的具有催化活性的有机物。3、从毕希纳的实验可以得出什么结论？毕希纳的实验说明，酵母细胞中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。酶的定义酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。来源功能化学本质绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA。②酶发挥作用场所：细胞内、外，生物体内外均可。注意：①一般说来，活细胞都能产生酶；化学本质绝大多数是________少数是_____合成原料合成场所来源生理功能作用原理蛋白质RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体细胞核（真核生物）降低化学反应的活化能生物催化作用活细胞(哺乳动物成熟红细胞除外)酶的种类：按存在部位分：胞内酶：合成后在细胞内起作用，如有氧呼吸酶胞外酶：合成后分泌到细胞外起作用，如消化酶按功能分：水解酶：在物质水解时起催化作用合成酶：在物质合成时起催化作用一、概念检测1.酶对细胞代谢起着非