高一生物必修一细胞的能量供应和利用ppt演示课件

1 1 细胞的能量供应和利用 1 1 问题讨论 2 实验中为什么要把肉块放入金属笼内 1 这个实验要解决什么问题 3 推测是什么物质使肉块消失了 鸟类的胃是否只有物理性消化 没有化学性消化 排除鸟类的胃只有物理性消化的可能 可能是胃内的某种化学物质将肉块分解了 4 怎样才能证明你的推测 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了 1 1 组成生物体的细胞内外环境是很温和的 常温 常压 水溶液环境 pH接近中性 而细胞内每时每刻都进行着各种生化反应 为什么这些生化反应能迅速有序地完成的呢 酶 问题质疑 在生物体外 许多化学反应的顺利进行需要一些条件 如高温 高压 强酸 强碱 催化剂等 细胞内是否具备这些条件呢 1 1 细胞代谢 第一节降低化学反应活化能的酶 一 酶在细胞代谢中的作用 一酶的作用和本质 概念 细胞中每时每刻进行的化学反应的统称 场所 细胞内条件 细胞代谢需要酶的参与 细胞代谢是在温和的条件下进行的 Q 细胞代谢为什么离不开酶 1 1 实验探究 酶的作用 2 实验变量类型 对照方式 基本原则 自变量因变量无关变量 前后对照空白对照相互对照 单一变量原则对照原则 1 1 细胞代谢是生命活动的基础 但代谢过程中也会产生对细胞有害的物质 如过氧化氢 体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄 毛发 包括头发 变白 会加速人体衰老 损害细胞 细胞中的过氧化氢酶能将过氧化氢及时分解 过氧化氢酶在肝脏里含量较多 资料 过氧化氢在体外能分解吗 需要什么条件 在体内分解和在外界分解情况有什么不一样吗 1 1 一 实验原理 1 2 1 二 实验材料用具 新鲜的质量分数为20 的肝脏研磨液质量分数为3 5 的氯化铁溶液量筒 试管 滴管 试管架 卫生香 火柴 试管夹 大烧杯 三脚架 石棉网 温度计 1 该实验几个注意点 1 为什么要选用新鲜的肝脏 2 为什么要将肝脏制成研磨液 3 滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时 能否共用一个吸管 为什么 4 氧气的多少可以通过哪些途径观察 H2O2酶数量多且活性高 使酶更容易释放出来 不能 易交叉污染 气泡的产生速率或带火星卫生香的复燃程度 1 1 2ml 2ml 2ml 2ml 3 3 3 3 常温 90 FeCl3 肝脏研磨液 2滴 2滴 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快 反应条件 H2O2浓度 剂量 剂量 气泡产生 带火星的木条 实验 三 实验步骤 1 1 该实验的实验目的是什么 共做了几组实验 哪些是对照组 哪些是实验组 涉及哪些对照类型 分析该实验的自变量 因变量 无关变量 试描述各组实验的实验现象 结果 1号 2号试管对照可得出什么结论 1号 3号试管对照可得出什么结论 1号 4号试管对照可得出什么结论 3号 4号试管对照可得出什么结论 1 1 实验结论分析 1 加热能促进H2O2的分解 提高反应速率 2 细胞内的环境为常温常压 不能通过加热来提高反应速率 3 Fe3 H2O2酶都能加快H2O2分解的速率 但H2O2酶的催化效率比Fe3 的催化效率要高很多 4 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率进行 只有酶能满足这样的要求 1 1 讨论 1 与1号试管相比 为什么2号试管加热后过氧化氢就能分解 加热使反应加快的本质 使过氧化氢分子得到能量 从常态转变为容易分解的活跃状态 2 FeCl3中Fe3 和猪肝研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的原因与2号试管的相同吗 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称为活化能 1 1 酶降低化学反应活化能的图解 20摄氏度测得过氧化氢分解的活化能 条件 活化能kj mol 没有催化剂催化 用胶态铂催化 过氧化氢酶催化 75 54 29 催化剂催化作用的本质是什么 降低化学反应活化能 1 正是由于酶的催化作用 细胞代谢才能在温和的条件下快速进行 各条件使反应加快的本质 加热 Fe3 酶 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 二 酶在细胞代谢中的作用 催化效率更高 1 1 1 1 加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道 同无机催化剂相比较 酶降低活化能的作用更显著 因而催化效率更高 1 反应物 产物 活化能 反应进程 能量 催化剂在化学反应中的作用 请根据无催化剂反应进程画出无机催化剂 酶催化剂反应进程和能量的关系 并标出活化能 1 小结 酶的作用 催化 酶的作用机理 降低化学反应的活化能 酶和无机催化剂的共同点 不为化学反应提供物质和能量 本身不被消耗 不改变化学反应的方向 不改变生成无物的量 只是加快反应速率 酶的特性之一 高效性高效性体现在 同无机催化剂相比 酶的催化效率更高 原因是酶降低活化能的作用更显著 1 二 酶的本质 资料分析 关于酶本质的探索 思考 1 酶都是蛋白质吗 2 酶的基本单位就是氨基酸 对吗 3 酶都是在核糖体上合成的吗 1 酶的完整定义 酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物 其中绝大多数的酶是蛋白质 酶的来源 活细胞 活细胞中都有酶 但是活细胞不一定都能合成酶 如哺乳动物成熟的红细胞 酶的作用场所 细胞内 细胞外 生物体外 酶的化学本质 大多数酶是蛋白质 少数为RNA酶的基本单位 氨基酸或核糖核苷酸 酶的合成场所 主要是核糖体 小结 1 作业 预习P81的资料分析 说出酶的研究过程 从这些过程中你得到了什么启示 完成探究影响酶活性的条件实验中的实验步骤的设计 1 1 1 二 酶的本质 讨论 1 巴斯德和李比希的观点各是什么 有什么积极意义 各有什么局限性 2 巴斯德和李比希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 糖酒精 CO2 关于酶本质的探索 对这一问题的争论有哪些观点 代表人物分别是谁 巴斯德 微生物学家 是活酵母细胞的作用 李比希 化学家 是某些物质在细胞死亡裂解后的作用 糖酒精 CO2 关于酶本质的探索 对这一问题的争论有哪些观点 代表人物分别是谁 巴斯德 微生物学家 是活酵母细胞的作用 李比希 化学家 是某些物质在细胞死亡裂解后的作用 他们争论的焦点是什么 出现争论的原因是什么 糖酒精 CO2 关于酶本质的探索 巴斯德 微生物学家 是活酵母细胞的作用 李比希 化学家 是某些物质在细胞死亡裂解后的作用 他们争论的焦点是什么 出现争论的原因是什么 是谁通过怎样的实验结束了这场争论 得到什么结论 毕希纳 化学家 是谁最先鉴定出酶的化学本质 为什么在他之前很难鉴定 萨姆纳 脲酶是蛋白质 少数RNA也具有生物催化作用 1 1 关于酶的本质的探索 1857年 法国微生物学家巴斯德提出 酿酒中的发酵是由于的存在 没有的参与 糖类不可能变成酒精 德国化学家李比希坚持认为 引起发酵的是 但这些物质只有在后才能发挥作用 德国化学家毕西纳得到 加入葡萄糖后变成酒 他将引起发酵的物质称为 酵母细胞 活细胞 酵母细胞中的某些物质 酵母细胞死亡 不含酵母细胞的提取液 酿酶 1 1 关于酶的本质的探索 美国科学家萨姆纳用作溶剂 得到的结晶 这种结晶溶于水后能够催化分解成 然后他用多种方法证明该物质是 后来 科学家又相继获得 等许多酶的结晶 并证明这些酶都是 20世纪80年代 美国科学家切赫和奥特曼发现少数也具有生物催化功能 丙酮 脲酶 尿素 氨和二氧化碳 蛋白质 胃蛋白酶 胰蛋白酶 蛋白质 RNA 发酵是纯化学反应 与生命活动无关 巴斯德 李比希 毕希纳 萨姆纳 VS 其他科学家 切赫和奥特曼 发酵与死细胞中的物质有关 发酵与活细胞有关 死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵 脲酶是蛋白质 胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质 少数酶是RNA 酶的本质是什么呢 1 1 巴斯德之前 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 引起发酵的是细胞中的某些物质 但这些物质只有在酵母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催化作用 就像在活酵母细胞中一样 萨姆纳 脲酶是蛋白质 李比希 切赫 奥特曼 少数RNA也具有生物催化功能 1 1 二 酶的本质 酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物 其中绝大多数酶是蛋白质少数是RNA 酶的来源 酶的作用 酶的化学成分 降低活化能 酶是活细胞产生的 只能在活细胞中发挥作用吗 酶在细胞内外都能发挥作用 1 下列说法正确吗 A 是活细胞都能产生酶B 酶只能由活细胞产生C 具有分泌功能的细胞才能产生酶D 生物体内的酶有的从食物中获取 有的在生物体内合成E 产生激素的细胞一定能产生酶F产生酶的细胞一定能产生激素 关键词1 活细胞 1 下列说法正确吗 A 酶只能在细胞内起作用B 酶能在细胞内起作用 也能在细胞外起作用C 酶能提供使反应开始所必需的活化能D 酶在催化过程中不断被消耗 关键词2 催化作用 催化作用的实质 降低化学反应的活化能 1 下列说法正确吗 A 酶是蛋白质B 绝大多数酶是蛋白质 少数为RNAC 酶都是在核糖体上合成的D 分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶 关键词3 有机物 1 1 本节课小结 1 酶在细胞代谢中的作用 降低化学反应活化能 是生物催化剂 同无机催化剂相比 催化效率更高 2 酶的本质 绝大多数酶是蛋白质 少数酶是RNA 3 酶的定义 酶是活细胞产生的具有催化效率的有机物 酶是活细胞产生的 只能在活细胞中发挥作用吗 1 作业 完成探究影响酶活性的条件实验中的实验步骤的设计 练习册 报纸 1 1 1 1 大多数酶在水解过程中 通常能得到多肽 最后能得到氨基酸 这说明 A 大多数酶是细胞产生的B 大多数酶是生物催化剂C 大多数酶的化学本质是蛋白质D 大多数酶的基本组成单位是多肽2 酶的基本组成单位是 A 氨基酸B 核苷酸C 核糖核苷酸D A或C 练一练 C D 1 1 3 关于酶的叙述中 正确的是 A 酶只有在生物体内才能起催化作用B 酶都有消化作用C 酶是活细胞产生的具有催化效率的有机物 D 酶都是在核糖体上合成的4 在过氧化氢酶和Fe3 的催化效率比较的实验中 把肝脏制成研磨液的目的是 A 有利于过氧化氢酶的释放B 保护过氧化氢酶C 提高过氧化氢酶的活性D 以上说法都不正确 c A 1 1 5 20世纪80年代初 Cech和Altman分别发现了具有催化功能的核酶 打破了酶只是蛋白质的传统观念 为此双双获得了1989年的诺贝尔化学奖 核酶 是指某些 A DNAB RNAC 染色体D ATP B 1 1 二酶的特性 1 无机催化剂和酶都可以降低化学反应的活化能 都可以提高化学反应速率 那么哪个作用更显著呢 如何用实验来验证 请大家回忆上节课H2O2在不同条件下的分解的实验 1 说明过氧化氢酶比Fe3 的催化效率 活性 高得多 比较过氧化氢酶和Fe3 的催化效率 为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多 1 1 酶具有高效性 1 事实上 酶的催化效率一般是无机催化剂的倍 107 1013 3 酶具有高效性的意义 1 保证了细胞内化学反应的顺利进行 2 保证了细胞内能量供应的稳定 2 上述实验说明了 1 酶是否能催化多种化学反应 资料2 脲酶 只能催化尿素分解 过氧化氢酶 只能使过氧化氢分解 二肽酶 可以使所有的二肽分解 酶的专一性 一种酶只能催化一种或一类化学反应 资料1 单独咀嚼米饭一段时间后 感觉有甜味 但早晨起床发现昨晚夹在牙缝中的瘦肉丝依然存在 是什么原因 1 意义 保证了细胞代谢能够有条不紊地进行 2 酶具有专一性 如果给你淀粉酶 淀粉 蔗糖以及其它必须的材料用具 你能设计出实验步骤吗 分别加入淀粉酶2滴 振荡 试管下半部浸入60 左右的热水中 反应5min 加入2mL蔗糖溶液 加入斐林试剂 振荡 约60 水浴2min 加入2mL淀粉溶液 蓝色 无变化 砖红色沉淀 淀粉酶只能催化淀粉水解 不能催化蔗糖水解 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 酶的特性 专一性 1 有 无 无 有 广东省四会市四会中学方仲扬 成分 蛋白酶0 2 清洁剂15 用法 洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内一段时间 使用温水30 40 效果最佳 切勿用60 以上的热水 注意 切勿用于丝质及羊毛衣料 用后须彻底清洗双手 探究 一般洗衣粉不易清除衣物上的奶渍 但加酶洗衣粉则可以 某加酶洗衣粉包装袋上印有以下资料 next 1 思考与讨论1 1 加酶洗衣粉中 蛋白酶的含量 0 2 那么低 能有效去除奶渍吗 2 为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料 3 为什么要强调 使用温水30 40 效果最佳 切勿用60 以上的热水 酶活性受什么因素影响 能 酶具有高效性 丝质及羊毛衣料的主要成分是蛋白质 蛋白质可以被洗衣粉中的蛋白酶专一性水解 温度 你又该动脑筋了 想想怎么用实验去探究温度是如何影响酶的活性的 怎么样才能使你的假设变为事实 1 选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料 自变量 温度 2 如果选淀粉酶 本实验的自变量 因变量无关变量分别是什么 怎样观察和检测因变量 淀粉酶 H2O2受温度影响也会分解 因变量 酶的活性 碘液 看是否变蓝 斐林试剂 看是否变成砖红色 检测变量 淀粉的减少量或麦芽糖的生成量 以上设计有两点错误 一是加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则 二是试剂加入的顺序错误2 3步应互换 以上设计是否有错误 1 蓝色 0 冰水中水浴5min 100 沸水中水浴5min 60 温水中水浴5min 无明显现象 酶的催化作用需要适宜的温和条件 温度过高和过低都会影响酶的活性 蓝色 探究温度对淀粉酶活性的影响 2mL淀粉溶液 2mL淀粉溶液 2mL淀粉溶液 2mL淀粉酶溶液 2mL淀粉酶溶液 2mL淀粉酶溶液 1和1 试管混合摇匀 3和3 试管混合摇匀 2和2 试管混合摇匀 0 冰水中水浴5min 60 温水中水浴5min 100 沸水中水浴5min 取出试管 分别加2滴碘液 摇匀 观察现象 1 酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的最适温度 动物 35 40 植物体 40 50 细菌 真菌 差别较大 温度对酶活性的影响 低 活性 空间结构 1 在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起 疑问 60 时 为什么肉块长时间不能被分解 如何找到酶活性最高时的温度 pH对酶活性的影响 结论 不同的酶 其最适pH不同 pH对酶活性的影响探究 提出问题 pH对酶的活性有什么影响 三 酶的作用条件较温和 作出假设 过酸 过碱都会影响酶的活性 设计实验 材料 质量分数为20 的新鲜肝脏研磨液 质量分数为3 的过氧化氢溶液 5 的NaOH 5 盐酸 蒸馏水 试管 量筒 滴管 pH对酶活性的影响 振荡试管后 在60 恒温水浴中静置1min 轻轻振荡试管 60 C水浴加热2min pH会影响酶的活性 过高或者过低都会使酶活性降低 探究pH对酶活性的影响 进行实验 表达与交流 分析结果 1 1 影响酶活性的条件实验设计程序 1 过氧化氢酶 最高 空间结构 活性 1 高温 低温 过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗 不同 过酸 过碱或温度过高 会使酶的空间结构遭到破坏 使酶永久失活 低温使酶活性明显下降 但在适宜温度下其活性可以恢复 1 3 如果实验失败了 应该怎样做 检查实验步骤是否出错 重复实验 思考 1 课本建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响 用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响 为什么 因为温度对淀粉酶活性的影响较大 pH对过氧化氢酶的影响较大 这样做实验的现象才明显 2 在测定淀粉酶的专一性时 为什么要用到蔗糖溶液 设置对照实验 1 酶的特性 具有高效性具有专一性作用条件较温和要有合适的温度要有合适的pH 总结 比较过氧化氢酶和Fe3 的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用温度对淀粉酶活性的影响pH对过氧化氢酶活性的影响 1 影响酶促反应速率的因素 1 温度 3 酶的浓度 反应速率随酶浓度的升高而加快 4 底物浓度 在一定浓度范围内 反应速率随浓度的升高而加快 但达到一定浓度 反应速率不再变化 酶量一定 2 pH 在测定胃蛋白酶活性时 将溶液中pH由10降到2的过程中 胃蛋白酶的活性将会 原因是 不变 pH为10时 酶已经永久失活 2 将唾液淀粉酶先放入沸水中2分钟 再放在37 的恒温水浴中 酶的催化效率前后变化是 A 不断降低B 先升后降C 先降后升D 没有变化 D 过酸过碱和高温 酶变性 永久失活低温 酶活性受抑制 可恢复 1 课堂练习 1 人在发高烧时 常常食欲大减 最根本的原因是A 所吃食物不能消化 B 胃没有排空C 体温超过合适温度 消化酶的活性下降D 吃药使人没有了胃口2 胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用 主要原因是 A pH不适合B 胃中已经起了消化作用 不能再起作用了C 被小肠中的物质包裹起来 所以起不到催化作用D 小肠中没有蛋白质可被