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必修1

第五章

细胞的能量供应和利用

第1节降低化学反应活化能的酶

（第一课时）

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。情景材料一斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用实验（视频）便于取出肉块、排除物理性消化干扰问题1:

为什么要将肉块放在金属笼内？问题2:

是什么物质使肉块消失了？怎样才能证明你的推测？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。问题3:

像这样细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为什么？一、细胞代谢细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。问题4:

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？细胞代谢离不开酶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，体内过氧化氢会提高DNA损伤及基因突变、细胞衰老、阿尔兹海默症等疾病的概率2H2O22H2O+O21.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、加催化剂（如Fecl3)细胞中含有过氧化氢酶问题5:

过氧化氢酶与加热、加催化剂都能使过氧化氢分解，它们原理一样吗？分解速率一样吗？如何设计实验来探究酶的作用？比较H2O2在不同条件下的分解探究.实验1实验材料①新鲜的质量分数为20%肝脏研磨液；②新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液；③质量分数为3.5%的FeCl3溶液；各种用具如：量筒、试管、滴管、酒精灯、卫生香等等。合作探究一：请同学们自主阅读教材P76-77，小组合作完成以下问题。

1.写出实验目的：2.说出实验原理：3.找出自变量、因变量、无关变量。4.设计该实验，并简述实验步骤：二、酶在细胞代谢中的作用比较H2O2在不同条件下的分解探究.实验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。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的分解快慢依据：O2的产生量①点燃的卫生香的复燃情况②气泡冒出情况2实验目的3实验原理二、酶在细胞代谢中的作用比较H2O2在不同条件下的分解探究.实验二、酶在细胞代谢中的作用比较H2O2在不同条件下的分解探究.实验5实验现象Fe3+做催化剂过氧化氢酶二、酶在细胞代谢中的作用比较H2O2在不同条件下的分解探究.实验6实验结果组别对照组实验组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不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃二、酶在细胞代谢中的作用与１号试管相比，２号试管出现什么不同的现象？说明什么？234

1合作探究二：请同学们根据以上实验现象，小组合作完成以下问题。

3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？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？2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多？二、酶在细胞代谢中的作用二、酶在细胞代谢中的作用问题6:

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，说明加热能提高反应速率

问题7:

3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？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。问题8:

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？过氧化氢酶比Fe3+

的催化效率高得多。问题9:

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。二、酶在细胞代谢中的作用问题10:

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。二、酶在细胞代谢中的作用人为控制的对实验对象进行处理的因素自变量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；对照实验一般要设置对照组和实验组对照实验除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素无关变量因自变量改变而变化的变量因变量控制变量和设计对照实验问题12:

你能准确找出以上实验中的相关变量吗？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有影响吗？该实验的无关变量有哪些？变量相同适宜对照组实验组讨论：该实验的对照组和实验组分别是什么？对照性原则实战训练

下列关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验内容相关表述正确的是（

）A．该实验中新鲜肝脏研磨液是促进过氧化氢快速分解的催化剂B．实验中温度、催化剂和反应物的浓度是自变量，过氧化氢分解速率是因变量C．将2号试管放在60℃左右的水浴中加热，观察气泡冒出的情况D．设置空白对照组的目的是表明在本实验条件下过氧化氢不容易分解三、酶能降低化学反应的活化能问题13:

你能试着总结出加热、Fe3+、酶使H2O2分解的作用机理吗？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。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

加热

Fe3+酶酶作用原理：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。意义：使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行。问题13:

你能试着总结出加热、Fe3+、酶使H2O2分解的作用机理吗？三、酶能降低化学反应的活化能图中①表示：图中②表示：图中④表示：无催化剂时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。图中③表示：图中⑤表示：无机催化剂降低的活化能酶降低的活化能更显著地降低化学反应的活化能酶的作用机理分析问题15:

酶是什么物质？哪里产生的？四、酶的本质探索

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。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”。合作探究三：请同学们阅读P79关于酶本质的探索，每组派一个代表模仿其中一位科学家陈述自己的主要观点。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？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？毕希纳是如何终结上述争论的？他的实验结论是什么？萨姆纳成功揭示脲酶的化学本质靠的是什么样的精神？四、酶的本质探索思考并回答下列问题: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?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菌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焦点上,使科学研究更加有的放矢。3.从毕希纳的实验中可以得出什么结论?提示:毕希纳的实验说明,酵母菌细胞中的某些物质能够在酵母菌细胞破碎后继续起催化作用,就像在活酵母菌细胞中一样。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?5.切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化活性。试总结酶的化学本质。酶的化学本质是有机物,大多数是蛋白质,少数酶属于RNA。6.试给酶下一个相对完整的定义，涉及其产生、作用和化学本质。酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物,绝大多数是蛋白质,少数为RNA。1857192620世纪80年代巴斯德糖类变酒精必须有酵母活细胞的参与李比希糖类变酒精必须有酵母菌细胞死亡，并释放其中物质萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶，证明脲酶的化学本质是蛋白质，作用是分解尿素。毕希纳从酵母细胞质提取发酵物质酿酒切赫和奥尔特曼少数RNA也具有生物催化功能四、酶的本质探索

酶