5.1+降低化学反应活化能的酶（第一课时）课件-高一上学期生物人教版（2019）必修1VIP

第5章细胞的能量供应和利用

炎炎烈日之下，岩石变得很烫，这是因为照射在岩石上的光能转变成热能，而组成岩石的分子并未发生化学变化。岩石旁边的植物同样遭到暴晒，却并未变得发烫。是不是植物不吸收光能呢？当然不是。植物的叶片不但能吸收光能，而且能通过光合作用，将一部分光能转变成储存在有机物中的化学能。

细胞的生命活动是需要能量来驱动的。太阳能是几乎所有生命系统中能量的最终源头。外界能量进入细胞，并为细胞所利用，都要经过复杂的化学反应。

细胞是如何通过化学反应来获取和利用能量的呢？

第1节降低化学反应活化能的酶（第1课时）目标010203通过对酶催化作用具体实例的讨论，说明酶在细胞代谢中的作用及酶的本质和特性。通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进的，伟大的科学家也会有认识上的局限性。教学目标通过相关的实验和探究，尝试控制自变量、观察和检测因变量，设置对照组和重复组。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。便于取出肉块、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。问题探讨1、为什么要将肉块放在金属笼内?讨论：

是胃内的化学物质将肉块分解了。问题探讨2、是什么物质使肉块消失了？讨论：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。

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。问题探讨3、怎样才能证明你的推测？讨论：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。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，推测：盐酸是使食物分解的物质。1835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。德国生理学家温和①常温②常压③水溶液环境④pH接近中性剧烈①高温②高压③强酸④强碱常见有机化学反应细胞内外的环境在细胞较为温和的环境中，各种生化反应如何高效有序的进行呢？细胞代谢离不开酶

细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢，那么细胞代谢与我们常见的化学反应需要的条件一样吗？

细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。2H2O22H2O+O2↑1.过氧化氢在体外分解需要什么条件？2.细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？加热、强酸、强碱、加催化剂（如FeCI3)细胞中含有过氧化氢酶过氧化氢酶与加热、强酸、强碱、加催化剂都能使过氧化氢分解，他们原理一样吗？分解速率一样吗？如何设计实验来探究酶的作用？一、酶在细胞代谢中的作用1.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。2.实验原理：2H2O22H2O+O2反应条件①加热是化学反应常见的条件②Fe3+是无机催化剂③新鲜肝脏中含有过氧化氢酶不同条件判断H2O2分解快慢的依据：②点燃的卫生香

的复燃情况①气泡冒出情况探究·实践比较过氧化氢在不同条件下的分解O2的产生量3.实验材料：①新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（含较多的过氧化氢酶）②质量分数为3.5%的FeCI3溶液③新配制的体积分数为3%的H2O2溶液量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计4.实验用具：探究·实践比较过氧化氢在不同条件下的分解（每滴FeCI3溶液中的Fe3+数，大约是每滴过氧化氢酶分子数的25万倍）5.实验设计：组别对照组实验组1234过氧化氢H2O2浓度3%3%3%3%H2O2剂量2mL2mL2mL2mL反应条件常温90℃FeCl32滴肝脏研磨液2滴结果产生气泡卫生香燃烧情况探究·实践比较过氧化氢在不同条件下的分解探究·实践比较过氧化氢在不同条件下的分解Fe3+做催化剂过氧化氢酶6.实验现象：探究·实践比较过氧化氢在不同条件下的分解组别对照组实验组1234过氧化氢H2O2浓度3%3%3%3%H2O2剂量2mL2mL2mL2mL反应条件常温90℃FeCl32滴肝脏研磨液2滴现象产生气泡卫生香燃烧情况7.实验结论：不明显少量较多大量不复燃不复燃复燃不明显复燃明显探究·实践比较过氧化氢在不同条件下的分解实验结论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1.与１号试管相比，２号试管出现什么不同的现象？说明什么？2号试管放出的气泡多，说明加热能促进过氧化氢分解，提高反应速率。

2.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？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。4.3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？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。讨论：探究·实践比较过氧化氢在不同条件下的分解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？不能。

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。6.2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多？一样多，几支试管的H2O2溶液的体积和浓度都相同。讨论：探究·实践比较过氧化氢在不同条件下的分解

以上比较过氧化氢在不同条件下的分解实验设计严谨吗？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？5.为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？（不同条件X）②自变量：③因变量：④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可变因素随着自变量的改变而变化的变量人为控制的对实验对象进行处理的因素①变

量：实验过程中的变化因素Y=a+f(x)自变量因变量无关变量单一变量原则：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相同且适宜。（结果Y）（相同条件a）你能准确找出以上实验中的相关变量吗？控制变量和设计对照实验科学方法讨论：无关变量对实验结果有影响吗？怎样控制无关变量？

讨论：该实验的对照组和实验组分别是什么？变量步骤试管编号1234一H2O2浓度3%3%3%3%H2O2剂量2ml2ml2ml2ml二

FeCl3肝脏研磨液2滴2滴三观察气泡产生几乎无少量较多大量带火星的卫生香不复燃不复燃复燃不明显复燃明显实验结论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常温90℃无关变量自变量因变量的观察指标相同且适宜对照组实验组对照实验：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叫作对照实验。空白对照比较过氧化氢在不同条件下的分解速率因变量※单一变量原则：实验设计时只有一个自变量发生变化，无关变量都应保持相同且适宜。

讨论：实验设置对照组有什么意义？对照原则：对照可以排除无关变量对实验结果的影响。变量步骤试管编号1234一H2O2浓度3%3%3%3%H2O2剂量2ml2ml2ml2ml二

FeCl3肝脏研磨液2滴2滴三观察气泡产生几乎无少量较多大量带火星的卫生香不复燃不复燃复燃不明显复燃明显实验结论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常温90℃无关变量自变量因变量的观察指标相同且适宜对照组实验组对照实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解速率因变量1号和2号试管实验结果对比，说明

。升高温度能加快过氧化氢的分解1号和3号试管实验结果对比，说明

。FeCl3具有催化作用1号和4号试管实验结果对比，说明

。酶具有催化作用4号试管与3号试管的现象不同，说明

。与无机催化剂相比，酶的催化效率更高

1、加热、Fe3+、酶的作用机理一、酶在细胞代谢中的作用

1、加热、Fe3+、酶的作用机理3、酶催化效率高的原因：4、酶作用意义：2、活化能：一、酶在细胞代谢中的作用为分子提供能量降低化学反应的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。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行。①加热：②Fe3+、酶：①②④H2O2H2O＋1/2O2⑤③表示：⑤表示：无机催化剂降低的活化能酶降低的活化能①表示：②表示：④表示：化学反应所需的活化能。无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。酶催化时化学反应所需的活化能。③反应过程能量一、酶在细胞代谢中的作用(1)活化能:

分子从

态到达状态所需的能量(2)无酶催化的反应曲线是______，无酶时的活化能是

。(3)有酶催化的反应曲线是______，有酶时的活化能是

。(4)ca段的含义是:

在无催化剂的条件下，启动反应所需要的

。(5)ba段的含义是:酶

__。(6)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点在纵轴上将________移动。常活跃①②降低的活化能向上acbc常态活化态活化能随堂练习时间O2量5、酶作用特征：与无机催化剂一样，本身并不被消耗，也不改变反应

的方向和生成物的量。只是改变了化学反应速率。一、酶在细胞代谢中的作用无催化剂加Fe3+加过氧化氢酶酶是什么物质？哪里产生的？

我国早在4000多年前的夏禹时代，就掌握了酿酒技术。1716年《康熙字典》收录了酶字，并将“酶”解释为“酒母也”。“酒母”就是现在所说的酵母。二、酶的本质19世纪以前，人们还不知道酶为何物。19世纪以后，随着酿酒中发酵过程的深入研究，科学家才揭开酶的“面纱”。二、酶的本质关于酶本质的探索思考·讨论

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。李比希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。1、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？关于酶本质的探索思考·讨论讨论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。2、巴斯德和李比希的争论原因是什么？他们的争论对后人研究酶

的本质有何意义？关于酶本质的探索思考·讨论讨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。3、从毕希纳的实验可以得出什么结论？关于酶本质的探索思考·讨论讨论萨姆纳历时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。4、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？关于酶本质的探索思考·讨论讨论发酵是纯化学反应，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切赫奥尔特曼请给酶下一个比较完整的定义。少数酶是RNA

二、酶的本质1、定义：绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA酶的化学本质

酶的来源

酶的功能活细胞产生的具有催化作用的有机物。一般说来，活细胞都能产生酶酶可在细胞内、细胞外、生物体外发挥作用酶只起催化作用，无调节等其他功能2、本质：温馨提示二、酶的本质化学本质绝大多数是_______少数是_________元素组成合成原料合成场所来源一般来说，活细胞都能产生作用场所作用原理RNA

蛋白质核糖核苷酸氨基酸核糖体细胞核（真核生物）细胞内、外及生物体外均能发挥作用C、H、O、N、(S)C、H、O、N、P降低化学反应的活化能二、酶的本质探究实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解酶的作用和本质酶在细胞代谢中的作用酶的本质：

绝大多数是蛋白质，少数是RNA。自变量原理：降低化学反应活化能因变量无关变量课堂小结练习与应用.

1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是

（

）A.酶不能脱离生物体起作用B.酶只有释放到细胞外才起作用C.所有的酶都是蛋白质D.酶是具有催化作用的有机物D一、概念检测.

2.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.