5.1.1酶的作用和本质课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

降低化学反应活化能的酶第一课时：酶的作用和本质主动运输我们每天都需要摄入食物来满足机体的营养需要，那食物的消化是依靠什么呢？问题探讨1773年，意大利科学家斯帕兰札尼设计了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间他把小笼子取出来发现笼内的肉块消失了。1．为什么要将肉块放在金属笼内？2．是什么物质让肉块消失了？3．怎样才能证明你的推测？

排除胃的物理性消化消化道内的化学物质将肉块分解了收集消化道内的化学物质，看看这些化学物质在体外是否也能将肉块分解问题探讨食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某种物质。科学家发现胃液中有大量盐酸，推测盐酸是使食物分解的物质。1835年，施旺通过实验发现，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。物质是什么？细胞代谢细胞的生活需要物质和能量。能量的释放、储存和利用都必须通过化学反应来实现。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的基础。细胞代谢离不开酶。酶在细胞中的代谢作用——比较过氧化氢在不同条件下的分解细胞代谢会产生代谢废物，其中一些物质是对细胞有害的，比如H2O2。幸而细胞中有一种物质过氧化氢酶，能将H2O2及时分解成O2和水。1.实验原理：H2O2分解产生氧气和水，但在加热、Fe3＋、过氧化氢酶的作用下能加速分解。质量分数为3.5%的氯化铁溶液1滴质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液1滴Fe3+相对数量25万过氧化氢酶相对数量12.实验目的2H2O22H2O+O2↑不同条件通过比较过氧化氢在不同条件下的分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。1.常温3.加FeCl32.加热4.加过氧化氢酶3.实验材料新配置的体积分数为3%的过氧化氢溶液新鲜的肝脏——H2O2酶数量多、活性强研磨液——增加H2O2酶与反应物的接触面酶在细胞中的代谢作用——比较过氧化氢在不同条件下的分解4.实验步骤（1）取4支洁净的试管，分别编上序号1、2、3、4，向各试管中加入2ml过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。

1234酶在细胞中的代谢作用——比较过氧化氢在不同条件下的分解4.实验步骤（2）1号试管不做任何处理，2号试管90℃水浴加热，3号试管内滴入2滴FeCl3溶液，4号试管内滴入2滴肝脏研磨液。仔细观察并记录气泡冒出的情况。（3）立即将点燃的卫生香分别放入3号和4号试管内液面的上方，仔细观察并记录实验结果。

123434酶在细胞中的代谢作用——比较过氧化氢在不同条件下的分解产生气泡情况几乎无

少量

较多

大量卫生香燃烧情况

变亮

复燃5.实验结果酶在细胞中的代谢作用——比较过氧化氢在不同条件下的分解6.结果讨论⑴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？单位时间内，2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率⑵在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？不能，细胞内的环境是很温和的。酶在细胞中的代谢作用——比较过氧化氢在不同条件下的分解6.结果讨论⑶3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？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⑷3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？为什么说酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要？①4号试管的反应速率比3号试管快得多。②这说明过氧化氢比Fe3+的催化效率高得多。③细胞内每时每刻都在进行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，所以酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要过氧化氢溶液+FeCl3溶液

过氧化氢溶液+肝脏研磨液

酶在细胞中的代谢作用——比较过氧化氢在不同条件下的分解7.实验结论

123434能促进过氧化氢的分解，提高反应速率1与2对照：1与3对照：1与4对照：3与4对照：能促进过氧化氢的分解，提高反应速率能促进过氧化氢的分解，提高反应速率

比

的催化效率更高加热FeCl3过氧化氢酶过氧化氢酶FeCl3实验中的变量分析自变量:人为控制的对实验对象进行处理的因素因变量:因自变量改变而变化的变量无关变量:除自变量外，一些对因变量造成影响的可变因素对照实验一般既要有对照组又要有实验组。对实验假设而言，不接受变量处理的组是对照组，接受变量处理的组是实验组。变量实验过程中变化的因素称为变量实验中的变量分析组别1234变量过氧化氢体积分数3%3%3%3%剂量2ml2ml2ml2ml反应条件常温90℃水浴加热FeCl3两滴肝脏研磨液2滴结果产生气泡几乎无少量较多大量卫生香燃烧情况变量复燃无关变量自变量因变量无关变量因变量对照组实验组实验组实验组对照实验的原则对照原则:在实验中，设置对照组和实验组。通过对照，使实验结果更加可信。单一变量原则:控制唯一变量【自变量】而排除其他因素的干扰。适宜性原则:其他无关变量要相同且适宜。对照实验的原则平行重复原则:尽可能地多观察较多的实验对象，使实验结果不是由于偶然的原因而呈现的特例。科学性原则:实验方案严密，选材合适，实验原理准确无误。对照实验的类型对照实验的类型有空白对照、自身对照、相互对照、条件对照五种。下面我们就结合具体的实验逐一认识一下吧！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。

1234341号试管为对照组。2，3，4号试管为实验组。且1号试管为典型的空白对照。对照实验的类型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。实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象状况为实验组。生长状况相同的正常同种植物分两组甲组：缺Fe的完全培养液乙组：完全培养液出现缺乏症加入Fe元素再培养缺乏症消失Fe为植物生长的必需元素植物正常生长植物正常生长Fe为植物生长的非必需元素证明Fe元素是否为植物必需的元素自身对照对照实验的类型相互对照不单独设对照组，而是几个实验组相互对比对照，其中每一组既是实验组也是其他级别的对照组。34343号试管和4号试管形成相互对照。对照实验的类型条件对照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。条件对照的目的是通过对比得出相对立的结论，以验证实验结论的正确性。—验证甲状腺激素促进幼小动物发育—对照实验的一般设计步骤对照实验的目的是排除无关变量的干扰，从而确定自变量与因变量的关系。自变量因变量无关变量(相同适宜)(控制)(检测)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，检测因变量根据实验目的和器材，分析实验的自变量，找出主要的无关变量，明确因变量的检测方法。排除无关变量的干扰，从而确定自变量与因变量的关系酶的催化机理活化能：分子从_____转变为_________________的活跃状态所需要的能量。常态容易发生化学反应活化能反应历程活跃状态分子的平均能量常态分子的平均能量初态活化态终态酶的催化机理①常温②FeCl3（无机催化剂）③过氧化氢酶①能量反应历程E1E2H2O2H2O＋1/2O2②③E5E1表示无催化剂时化学反应所需要的活化能

初态活化态终态E2表示无机催化剂催化时化学反应所需要的活化能

E3表示酶催化时化学反应所需要的活化能

E3E4E4表示无机催化剂降低的活化能

E5表示酶降低的活化能

酶的催化机理加热为化学反应提供能量无机催化剂酶降低化学反应的活化能，但是酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。酶的本质阅读课本79-80页“资料分析”找出每一位科学家的研究背景、过程、结论及贡献完成教材P80“拓展应用2”巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德(微生物学家）发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用引起发酵的是细胞中的某些物质，但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脲酶是蛋白质李比希（化学家）切赫、奥特曼少数RNA也具有生物催化功能酶的本质思考·讨论1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极的意义？各有什么局限性？1.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。毕希纳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？3.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？2.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。3.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。酶的本质加酶洗衣粉加酶洗衣粉线粒体：呼吸作用第二道防线：体液中杀菌物质和吞噬细胞小技巧探究酶化学本质的实验设计1、设计原理大部分是蛋白质少部分是RNA加__________，呈_____双缩脲试剂紫色加__________，呈_____吡罗红染液红色2、设计方案分组实验操作现象结论紫色对照组：标准蛋白质溶液实验组：等量待测酶液紫色/蓝色是蛋白质/不是蛋白质（鉴定是否为RNA同上）加双缩脲试剂酶的本质概念检测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.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DD拓展应用1.在本节“探究·实践”中，有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管，向其中分别加入2mL过氧化氢溶液后，再向5号试管内加