5.1降低化学反应活化能的酶 第1课时课件高一上学期生物人教版（2019）必修1

第1节降低化学反应活化能的酶

第5章细胞的能量供应和利用欢迎大家来到高效生物课堂第1课时酶的作用和本质教学目标/teachingobjectives细胞的能量供应和利用说明酶在细胞代谢中的作用和化学本质。(生命观念、科学思维）0102通过有关实验，进一步熟悉控制自变量的方法。（科学思维、科学探索）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）03温故知新，引入主题

胃蛋白酶结晶(教材P28）（教材P51）酶到底是什么？（教材P49）问题探讨斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用讨论：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？便于取出实验材料（肉块），排除物理性消化对肉块的影响，确定肉块消失过程是否存在化学性消化。胃里的化学物质将肉块分解了。收集胃里的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。课中学习——任务1：细胞代谢1.定义：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。思考：鹰消化道中消化食物的过程是否属于细胞代谢？不属于3.意义：细胞代谢是细胞生命活动的基础。为什么细胞代谢离不开酶？酶在细胞代谢中起什么作用？下面以H2O2在不同条件下的分解为例，探究酶在细胞代谢中的作用。2.条件：需要酶的催化。课中学习——任务2：酶在细胞代谢中的作用比较过氧化氢在不同条件下的分解1.实验原理：2H2O22H2O+O2常温加热或Fe3+或过氧化氢酶2.实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。3.材料用具：3.5％的氯化铁溶液，20％的新鲜肝脏研磨液，3%的过氧化氢溶液，卫生香，……注意：新鲜的肝脏：过氧化氢酶的数量多，活性高。研磨液：增大过氧化氢酶与反应物的接触面积。探究·实践课中学习——任务2：酶在细胞代谢中的作用试管编号步骤1234一3%3%3%3%2mL2mL2mL2mL二

FeCl3肝脏研磨液2滴2滴观察结果

H2O2浓度H2O2剂量反应条件常温90℃水浴不明显少量较多大量变亮复燃4.实验过程和现象气泡产生带火星的卫生香思考：如何比较H2O2的分解速率？观查什么指标？课中讨论——P77讨论：（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号试管放出的气泡多，这一现象说明加热促进过氧化氢的分解，提高反应速率。（2）在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？不能，细胞是在常温下生活，若加热，会使细胞死亡（3）3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，说明了什么？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）3号试管与4号试管相比，哪支试管中反应速率快？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？4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。细胞内每时每刻都进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。课中学习——任务2：酶在细胞代谢中的作用5.实验分析

12341与2对照→1与3对照→1与4对照→3与4对照→加热能提高H2O2分解的速率Fe3+能提高H2O2分解的速率过氧化氢酶能提高H2O2分解的速率过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高6.实验结论：

酶和无机催化剂一样，都能催化化学反应，并且酶的催化效率远高于无机催化剂的催化效率。课中学习——任务2：酶在细胞代谢中的作用科学方法变量：实验过程中的变化因素称为变量。自变量因变量无关变量人为控制的对实验对象进行处理的因素。因自变量改变而变化的变量。除自变量外，实验过程中还存在的一些对实验结果造成影响的可变因素。对H2O2溶液的不同处理，加热、加FeCl3溶液、加肝脏研磨液；H2O2的分解速率；H2O2的浓度、H2O2的用量、反应时间；科学方法课中学习——任务2：酶在细胞代谢中的作用对照实验：除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致（等量原则），并将结果进行比较的实验。试管编号步骤1234一H2O2浓度3%3%3%3%H2O2用量2mL2mL2mL2mL二FeCl3肝脏研磨液2滴2滴观察结果气泡产生不明显少量较多大量带火星的卫生香变亮复燃反应条件

常温90℃水浴对照实验一般要设置对照组和实验组。等量适宜原则单一变量原则可观测性原则对照组实验组无关变量自变量因变量设计对照实验自变量因变量无关变量(等量适宜原则)(单一变量原则)(可观测性原则)一般步骤：第一步：分组编号，统一处理第二步：分组施加自变量第三步：一段时间后，检测因变量课中学习——任务2：酶在细胞代谢中的作用课中学习——任务2：酶在细胞代谢中的作用思考：在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，加热促使H2O2分解，Fe3＋和过氧化氢酶也能促使H2O2分解，它们作用的原理相同吗？1与2对照1与3对照1与4对照3与4对照加热可以加快过氧化氢分解FeCl3能催化过氧化氢分解过氧化氢酶能催化过氧化氢分解过氧化氢酶的催化效率比FeCl3高结论作用机理提供能量降低活化能显著降低活化能活化能定义：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。15常见有机化学反应的条件高温高压强酸强碱剧烈细胞内外的环境常温常压水溶液环境pH接近中性温和正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行课中学习——任务2：酶在细胞代谢中的作用课中学习——任务2：酶在细胞代谢中的作用没有催化剂有酶催化有无机催化剂催化图中①表示：图中②表示：图中④表示：无催化剂时化学反应发生所需的活化能。无机催化剂催化时化学反应发生所需的活化能。酶催化时化学反应所需的活化能。图中③表示：图中⑤表示：无机催化剂催化时降低的活化能。酶催化时降低的活化能。思考：为什么酶的催化效率比无机催化剂高得多？⑤＞③与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。课中评价——任务2：酶在细胞代谢中的作用【评价】1.下列关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的叙述，正确的是(

)A.实验所用肝脏研磨液和FeCl3溶液的质量分数相同B.肝脏研磨液和FeCl3溶液的滴加量属于自变量C.试管中过氧化氢分解速率属于自变量D.各试管中的过氧化氢溶液量属于无关变量D【评价】2.关于生物学实验中的变量，下列说法错误的是(

)A.任何生物学实验中都需要设置变量B.对照实验中应遵循单一变量原则C.对照实验中一定存在自变量D.无关变量并不是与实验结果没有关系A课中评价——任务2：酶在细胞代谢中的作用【评价】3.酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特点是（）A.能为反应物提供能量B.能降低化学反应的活化能C.能在温和条件下催化化学反应D.催化化学反应更高效D课中学习——任务3：酶的本质酶，酒母也。周代已经能用酶制作饴糖和酱春秋战国时期利用曲治疗消化不良课中学习——任务3：酶的本质活动：角色扮演——我是科学家以小组为单位抽取科学家名单，讨论该科学家有什么研究成果？其研究成果有何积极意义？有何局限性？1分钟后每个小组派一名代表扮演你所抽取的科学家，上台展示你的研究成果。巴斯德之前发酵与活细胞有关,发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。发酵是纯化学反应，与生命活动无关。巴斯德李比希引起发酵的是细胞中的某些物质,但是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。萨姆纳酶是蛋白质。课中学习——任务3：酶的本质切赫、奥尔特曼少数RNA也具有生物催化作用。课中讨论——任务3：酶的本质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？巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是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；李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的，但是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.他们之间的争论对于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的目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。课中讨论——任务3：酶的本质P803.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。4.萨姆纳历时9年证明脲酶是蛋白质，并获诺贝尔奖。你认为他成功的原因是什么？萨姆纳历时9年,用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。5.请给酶下一个较完整的定义。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。02

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。酶活细胞催化作用产生功能化学本质有机物多数蛋白质少数RNA课中学习——任务3：酶的本质课中评价——任务3：酶的本质——酶的【评价】4.科学家证实:RNaseP酶由蛋白质和RNA组成,将这种酶中的蛋白质和RNA分开,在适宜条件下,RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,而蛋白质不具有。这一结果表明()A.酶都是由蛋白质和RNA组成的B.RNA具有催化作用C.RNaseP酶的基本组成单位是脱氧核苷酸D.绝大多数酶是蛋白质,少数是RNAB【评价】5.甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是()A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解B.甲酶不可能是具有催化功能的RNAC.乙酶的化学本质为蛋白质D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变B课中评价——任务3：酶的本质【评价】6