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。问题探讨（课本P76）斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用实验便于取出肉块、排除物理性消化干扰讨论1:

为什么要将肉块放在金属笼内？讨论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。细胞的能量供应和利用都离不开化学反应。复杂高效温和有序一、细胞代谢一、细胞代谢细胞代谢是细胞生命活动的基础。细胞代谢细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的总称。常温(37℃)常压液体环境pH接近中性（7.35~7.45）细胞内的环境主要场所概念意义细胞质条件需要酶的催化课本P76二、酶在细胞代谢中的作用

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。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FeCl3)细胞中含有过氧化氢酶课本P76比较H2O2在不同条件下的分解探究.实验合作探究一：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.设计该实验，并简述实验步骤：二、酶在细胞代谢中的作用1.实验原理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。2.实验目的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2H2O22H2O+O2↑加热或Fe3+或过氧化氢酶课本P773.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；④各种用具如：量筒、试管、滴管、酒精灯、卫生香等等。本实验为什么要用新鲜的肝脏？如果不是新鲜的肝脏，肝脏中的过氧化氢酶会被腐生菌分解而减少。制成肝脏研磨液会增大酶与过氧化氢的接触面积，加快分解速率。实验为什么把肝脏制备成研磨液？二、酶在细胞代谢中的作用课本P77组别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4.实验设计比较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课本P77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5.实验现象5.实验现象比较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1号试管2号试管3号试管滴加2滴FeCl34号试管滴加2滴肝脏研磨液组别对照组实验组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6.实验结果比较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讨论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，说明加热能提高过氧化氢分解速率。

讨论2:

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。讨论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？过氧化氢酶比Fe3+

的催化效率高得多。讨论4:

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合作探究二：请同学们思考根据实验现象，小组合作完成以下问题。

7.实验结果分析课本P77讨论6：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讨论5:

在细胞内能通过加热来提高反应速率吗？不能，细胞温度过高会死亡。

酶具有催化作用，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。8.实验结论课本P77(易错题)将少许的FeCl3和新鲜肝脏研磨液分别加入等量过氧化氢溶液中,分别检测产生的气体量。下列有关该实验结果的预测,正确的是(注:实线为加入FeCl3产生的气体量,虚线为加入新鲜肝脏研磨液产生的气体量)(

)

课堂练习C组别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滴结果产生气泡不明显少量较多大量卫生香燃烧情况不复燃不复燃变亮复燃二、酶在细胞代谢中的作用对照组实验组合作探究三：小组讨论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？比较H2O2在不同条件下的分解探究.实验控制变量和设计对照实验自变量：因变量：无关变量：变量：指在实验中__________的因素。在实验中，由实验操作者_________的变量人为改变在实验中，随着________的变化而变化的变量。

因变量一般都应有容易检测的指标。自变量除________以外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素。自变量实验对象：指在实验中要接受某种因素处理的实验材料。可以变化二、酶在细胞代谢中的作用课本P78除了一个因素外，_________都保持相同的实验。对照试验一般要设置对照组和_________。自变量实验对象因变量因果关系经过自变量处理。无关变量（对照实验）其余因素实验组不经自变量处理；对照实验：对照组：实验组：控制变量和设计对照实验二、酶在细胞代谢中的作用Fe3+做催化剂过氧化氢酶对照的类型空白对照、自身对照、相互对照、条件对照1.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予空白。1号试管即为空白对照控制变量和设计对照实验2.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)紫色洋葱鳞片叶外表皮滴加3%的蔗糖溶液，低倍镜观察滴加清水后，低倍镜观察→→制成装片，低倍镜观察。→Fe3+做催化剂过氧化氢酶3.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。2、3、4为相互对照对照的类型空白对照、自身对照、相互对照、条件对照幼小蝌蚪不处理幼小蝌蚪饲喂甲状腺激素幼小蝌蚪饲喂甲状腺抑制剂条件对照就是给对照组施加跟自变量不同程度或反向处理，目的是与实验组形成对照。4.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自变量。目的是更有效的比较实验组和对照组的结果。（1）空白对照（2）实验组（3）条件对照组对照的类型空白对照、自身对照、相互对照、条件对照试管编号步骤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变量相同适宜对照组实验组对照性原则二、酶在细胞代谢中的作用明确实验目的分析实验原理提出实验思路设计实验步骤预期结果及结论单一变量原则（等量性原则）对照原则平行重复原则科学性原则要解决的问题与该实验进行或检测结果有关的生物学知识遵循实验原则材料分组编号（设置对照实验）给不同对象实施不同处理（控制自变量）给予相同且适宜的条件（控制无关变量）实验结果的观察与记录（因变量的检测）实验结果：观察出的实验现象实验现象：与实验目的相匹配实验设计基本方法1．如图所示为“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”。下列有关分析不合理的是（）AA．本实验的因变量是不同的催化剂B．H2O2溶液用量和浓度属于无关变量C．①号与④号对照说明酶具有催化性D．①号与②号对照说明加热能促进H2O2分解课堂练习处于液面处的水分子具有更高的能量，容易逃出变为气态的高能量的水分子气化后，较低能量水平的水分子形成新的液面（具有较高的能量水平）一杯水全部气化，所有水分子都要经历从低能量水平到高能量水平的过程溶液中H2O2分子能量水平存在差异，部分H2O2分子更容易分解能量高的H2O2分子分解之后，部分原来能量较低的H2O2分子会重新成为能量较高的H2O2分子H2O2分子全部分解，所有H2O2分子都要经历能量水平较高的状态二、酶在细胞代谢中的作用思考:

通过以上学习你能总结出加热、Fe3+、酶使H2O2分解的作用机理吗？二、酶在细胞代谢中的作用加热、Fe3+、酶的作用机理二、酶在细胞代谢中的作用思考:

通过以上学习你能总结出加热、Fe3+、酶使H2O2分解的作用机理吗？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。酶作用意义：使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行。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。课本P78

反应物（常态）……………活化能反应进程能量

反应物（活跃状态）常态活跃状态

活化能才可发生化学反应H2O2(常态)

能量H2O2(活跃状态)活化能活化能一个化学反应体系中，活化分子数越多，反应的速率越快。提醒:加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。课本P78反应物的平均能量终产物的平均能量容易发生化学反应的活跃状态分子的平均能量（无催化剂）容易发生化学反应的活跃状的分子的平均能量（＋无机催化剂）容易发生化学反应的活跃状态分子的平均能量（＋酶）能量反应历程E1E2E3H2O2H2O＋1/2O2E1:无催化剂时的活化能

E2:加无机催化剂时的活化能

E3:加酶时的活化能

无机催化剂降低的活化能:酶降低的活化能:E1—E2E1—E3酶的作用机理分析课本P78大书P70特别提醒

(1)催化剂在反应前后的自身性质不变。(2)催化剂可加快反应速率,缩短反应达到平衡的时间。(3)催化剂不改变反应的方向、平衡点和产物最终的生成量,也不为化学反应提供能量。2．如图表示过氧化氢分解前后的能量变化，其中曲线A、B分别表示没有酶催化和有酶催化时的反应过程。下列叙述错误的是

（）A．图中H表示没有酶催化时反应所需的活化能B．图中h表示有酶催化时反应所需的活化能C．若将过氧化氢酶换为Fe3＋，则H与h的差值减小D．在加热时，H和h值都将减小D课堂练习合作探究四：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？三、酶的本质探索巴斯德之前萨姆纳巴斯德李比希毕希纳切赫和奥尔特曼发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵必需有活细胞参与引起发酵是细胞中某些物质,且只在酵母菌死亡裂解后才发挥作用活细胞粉碎后所得的物质作用和活的酵母细胞作用一样证明脲酶是蛋白质证明少量RNA也具有催化作用三、酶的本质探索思考

讨论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？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。课本P80课堂练习

酶活细胞产生的活细胞产生，可在细胞内、细胞外(或体外)发挥作用具有催化作用降低化学反应的活化能有机物(蛋白质或RNA)合成原料：氨基酸或核糖核苷酸四、酶的本质概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。来源功能本质四、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显著降低化学反应的活化能大书P71(2024河南南阳期末)下列有关酶的叙述,正确的是(

)①酶是由具有分泌功能的细胞产生的②有的酶从食物中获得,有的酶在体内转化而来③凡是活细胞都能产生酶④酶都是蛋白质⑤酶反应前后性质不变⑥酶在代谢中有多种功能⑦酶在新陈代谢和生殖发育中起调控作用⑧酶只起催化作用,其催化作用的实质是降低反应的活化能A.①②⑥

B.⑤⑦⑧C.⑤⑧

D.①③⑤C特别提醒

并不是所有活细胞都能产生酶,如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和细胞器,不能合成酶,但细胞中含有酶。课堂练习拓展延伸酶化学本质的实验验证自变量：待测酶液和标准蛋白质样液或RNA样液因变量：是否有紫色反应或红色反应标准蛋白质样液待测酶液标准RNA样液双缩脲试剂吡罗红染液紫色反应红色反应该酶是蛋白质该酶是RNA①方法一：颜色反应法：蛋白质类酶可用

双缩脲

试剂鉴定，反应后呈

紫色。②方法二：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酶解法拓展延伸酶化学本质的实验验证酶在生活中的运用多酶片多酶片中含有多种消化酶，人在消化不良时可以服用。1.为什么需要用温水浸泡？2.能否用它来洗羊毛衫？加酶洗衣粉果胶酶分解果肉内细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得澄清。判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。1．酶都是活细胞产生的，具有催化和调节生命活动的作用。

（

×

）2．酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质。

（

×

）3．加热能够促进H2O2分解，是因为加热使H2O2得到了能量。

（

√

）4．酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行。

（

×

）5．酶的化学本质是蛋白质或RNA。

（

√

）××√×√课堂练习1．20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP，它由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2＋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．有的RNA具有生物催化作用B．酶是由RNA和蛋白质组成的C．RNA是由核糖核苷酸组成的D．绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNAA课堂练习2．奥司他韦是最著名的抗流感药物之一，其抗流感机理是抑制流感病毒表面的一种糖蛋白酶——神经氨酸酶的活性，从而阻止病毒颗粒从被感染的细胞中释放。下列关于此病毒及神经氨酸酶的相关叙述，正确的是

（）A．神经氨酸酶的单体是核糖核苷酸和氨基酸B．病毒表面的神经氨酸酶是在宿主细胞内合成的C．奥司他韦可直接杀死乙型流感病毒D．神经氨酸酶中的氨基酸数量可用双缩脲试剂鉴定B课堂练习探究实验：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1．判断正误，正确的打“