5.1.1酶的作用和本质课件高一上学期生物人教版必修一

第五章第1节降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质

【教学目标】1.掌握酶的本质、作用机理。2.进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化。【教学重点】1.酶的作用机理和本质2.酶能降低化学反应的活化能【教学难点】酶的作用机理和本质问题探讨讨论：1.为什么要将肉块放在金属笼内？2.是什么物质使肉块消失了？3.怎样才能证明你的推测？便于取出肉块、排除物理性消化干扰胃内的化学物质收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否能将肉块分解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。01酶在细胞代谢中的作用

细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。

CO2+H2O

有机物+O2光能叶绿体:氨基酸多肽(蛋白质）脱水缩合核糖体：线粒体:有机物+O2CO2+H2O+能量

酶

酶

酶细胞代谢离不开酶的作用2H2O22H2O+O2↑1、过氧化氢在体外分解需要什么条件？资料：细胞代谢是细胞生命活动的基础，但代谢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。加热、强酸、强碱、加催化剂（如Fecl3)等2、细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？细胞中含有过氧化氢酶。在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫做催化剂。2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑Fe3+过氧化氢酶2H2O2

2H2O+O2↑（一）比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验）1.实验原理2.实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。肝脏研磨液如何判断过氧化氢被分解的快慢？观察单位时间内产生气泡的多少观察带火星的卫生香的复燃情况自变量因变量新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（含较多的过氧化氢酶）质量分数为3.5%的FeCI3溶液新配制的体积分数为3%的H2O2溶液量筒、试管、滴管、试管架、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计、卫生香、火柴3.材料用具过氧化氢酶含量多且活性高实验过程示意图2mlH2O2溶液1号2滴FeCl3溶液2滴肝脏研磨液2号2mlH2O2溶液90℃水浴3号2mlH2O2溶液3号4号4号气泡：几乎无少量较多大量复燃不明显明显试管编号步骤1234一二

三观察2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴2滴几乎无少量较多大量//变亮复燃反应条件H2O2浓度H2O2剂量气泡产生带火星的卫生香请观察教材P77面图片，描述各支试管的实验现象。结论：水浴加热、FeCl3

、过氧化氢酶都能加快H2O2分解的速率，与FeCl3

相比，过氧化氢酶的催化速率要高得多。2）3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？1234341）与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？加热能促进H2O2的分解,提高反应速率；P77讨论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。3）3号试管Fe3+数比4号试管H2O2酶高25万倍，但4号反应速率更快,这说明什么？123434过氧化氢酶比Fe3+

的催化效率高得多。4）2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多,为什么？一样多，几支试管的H2O2溶液的体积和浓度都相同。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、常压下高效地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内的化学反应的顺利进行是至关重要的。

请同学们阅读教材P78相关内容（控制变量），思考：一个严谨的实验该如何来设计？有哪些因素是我们必须要考虑的？

自变量：

因变量：无关变量：除自变量外，实验中还存在的一些也可对实验结果造成影响的其它变量随着自变量的变化而变化的变量人为改变的变量

变量：实验中可以变化的因素（不同条件X）单一变量原则：实验设计时只有一个自变量，且无关变量在对照组和实验组中均要保持一致且适宜（结果Y）（相同条件a）对照实验：除自变量之外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验。对照实验一般要设置对照组和实验组。空白对照不给对照组做任何实验处理，这里的”空白”绝不是什么影响因素都不给予，而是针对实验组所要研究的实验因素给与空白。对照实验类型2三、控制变量和设计对照实验（P78）自身对照对照组和实验组都在同一研究对象上进行。不另设对照组。(不同处理的前后对照)条件对照虽给对照组施以某种实验因素的处理。但这种处理是作为对照因素的，不是所要研究的实验因素。这种处理不包括实验研究给定的的自变量。目的是更有效的比较实验组和对照组的结果。相互对照不另设对照组，而是几个实验组之间相互对照，其中的每一组既是实验组也是其他组的对照组。试管编号步骤1234一二

三观察实验结论2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴2滴几乎无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无关变量H2O2浓度H2O2剂量气泡产生带火星的卫生香自变量因变量对照实验讨论：无关变量对实验结果没有影响吗？该实验的无关变量还有哪些？变量相同适宜试管编号步骤1234一二

三观察实验结论2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴2滴几乎无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无关变量H2O2浓度H2O2剂量气泡产生带火星的卫生香对照组实验组自变量因变量对照实验讨论：该实验的对照组和实验组分别是什么？变量相同适宜单一变量原则加热为什么能加快过氧化氢分解？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。3号、4号试管没有加热，为什么也有大量气泡产生？降低了过氧化氢分解反应的活化能。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同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。催化剂降低了反应物分子活化时所需的能量加热：为反应物分子提供能量(活化能），使其达到活跃状态Fe3+：降低化学反应的活化能酶：更显著地降低化学反应的活化能（作用机理）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B曲线AE2E3—E2E3酶与一般无机催化剂的共同点（1）改变化学反应速率，反应前后本身不被消耗（2）降低活化能，使反应速率加快（3）缩短达到平衡的时间，但不改变化学反应方向和平衡点------------------------------------BA有催化剂无催化剂02酶的本质二酶的本质发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德李比希毕希纳萨姆纳其他科学家切赫和奥尔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切赫奥尔特曼巴斯德：发酵的过程并非与生命活动无关，需要酵母活细胞的参与才能进行。李比希：引起发酵的是细胞中的某些化学物质，但这些物质只有在酵母细胞裂解死亡后才能发挥作用1907年他为此获得了诺贝尔化学奖1946年获得诺贝尔化学奖酶的定义？酶的本质酶是一类生物催化剂酶的化学成分

酶的来源

酶的功能活细胞产生的具有生物催化作用的是有机物。一类大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。化学本质绝大多数_______少数是_____合成原料合成场所来源作用部位生理功能作用原理蛋白质RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体主要是细胞核降低化学反应的活化能生物催化作用活细胞细胞内外、体外

酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物.其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA酶的本质讨论：P801、巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？

都认为发酵与酵母菌有关；巴斯德局限于与整个活细胞有关，李比希局限于细胞裂解后才发挥作用。2、巴斯德和李比希争论的原因是什么？对研究酶的本质起到什么作用？

争论的原因是只提出观点，未进行实验验证；促使后来的科学家用实验去验证，结束争论。3、从毕希纳的实验可以得出什么结论？

是酵母细胞的产物引起发酵。4、萨姆纳取得成功靠的是什么样的精神品质？

尝试不同的方法，持之以恒的努力。课堂小结

为验证酶的活性,进行下图所示实验,以下叙述正确的是()。A.加氯化铁的试管必须加热处理B.两试管加入催化剂的分子数相同C.两试管加入过氧化氢的量不同D.反应完成后,两试管中产物数量相同D练一练1.20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，是由20%的蛋白质和80%的RNA组成的，如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高剩余物质的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明(

)A.RNA具有生物催化作用 B.酶是由RNA和蛋白质组成的C.酶的化学本质都是蛋白质 D.酶的化学本质都是RNAA2、酶和无机催化剂都能催化学反应，与无机催化剂相比，酶具有的特点是（

） A.能为反应提供活化能 B.降低反应所需活化能 C.能在温和条件下催化化学反应 D.催化化学反应更高效3、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CDD2.无机催化剂和酶都可以加快化学反应的速率，下列叙述正确的是(

)A.反应前后，无机催化剂和酶自身会发生变化B.和无机催化剂不同，酶催化化学反应的原理是降低化学反应的活化能C.与酶相比，无机催化剂降低活化能的效果更显著D.通过加热也可以提高化学反应的速率，但原理与催化剂的不同D课堂精练判断题（1）酶的作用是为化学反应提供能量（）（2）酶是活细胞产生的，只能在活细胞内起作用（）（3）所有的酶都是在核糖体上合成的（）（4）酶起催化作用后立即被降解（