酶的作用和本质课件-高一上学期生物人教版必修

能量光合作用有机物合成有机物分解细胞呼吸ATP酶物质代谢太阳能酶第五章细胞的能量供应和利用第一节降低化学反应活化能的酶（1）（一、酶的作用和本质）学习目标任务2学习设计对照实验探索酶的本质3探索酶的作用1教学目标及核心素养1.通过对酶催化作用实例的讨论，说明酶在细胞代谢中的作用。2.通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，阐明绝大多数酶的化学本质是蛋白质的事实，认同科学是在不断地探索和争论中前进的。3.通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，学会控制自变量、观察和检测因变量，以及尝试设置对照组和重复实验。重点难点教学重点：

1.酶的作用、本质。2.探究实验中控制变量的科学方法。教学难点：

1.酶能降低化学反应的活化能。2.探究实验中控制变量的科学方法。课前预习一、细胞代谢细胞代谢的主要场所是[1]

，其实质是各种[2]

的总称，意义是细胞[3]

的基础。二关于酶本质的探究发现发酵与活的酵母细胞有关的科学家是[4]

，认为引起发酵的是酵母细胞死亡并裂解后释放的某些物质的科学家是[5]

，发现酵母细胞中的某些物质能在酵母细胞破碎后继续起催化作用的科学家是[6]

，发现酶是蛋白质的科学家是[7]

。酶的本质：具有[8]

的有机物，其中绝大多数是[9]

，少数是[10]

。细胞质化学反应生命活动巴斯德李比希毕希纳萨姆纳催化蛋白质RNA课前预习酶的作用原理是[11]

，从而使细胞代谢能在[12]

的条件下快速进行。降低化学反应的活化能温和判断题1.脲酶能在丙酮中结晶析出，溶于水后分解尿素（）2.酶是活细胞产生的，在细胞内外都能起作用（） 3.酶的催化作用完成后，就失去活性（）√√×一、酶在细胞代谢中的作用任务一：比较过氧化氢在不同条件下的分解1实验目的通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用。实验原理22H2O22H2O+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②点燃的卫生香的复燃情况①气泡冒出情况一、酶在细胞代谢中的作用任务一：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验材料3【思考·讨论】1.为什么要选择新鲜的猪肝或鸡肝为实验材料？2.过氧化氢溶液为什么最好现配现用？提示：因为新鲜肝脏中过氧化氢酶的数量多，活性高；肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生菌的作用下分解，就不能催化过氧化氢分解。提示：因为过氧化氢在常温下会分解，长时间放置会导致过氧化氢溶液浓度不准确，影响实验结果。任务一：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验设计4步骤试管编号1234

一步H2O2浓度3%3%3%3%剂量2ml2ml2ml2ml二步反应条件常温90℃水浴FeCl3鲜肝研磨液剂量

2滴清水2滴清水2滴2滴现象气泡产生带火星木条任务一：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验现象5步骤试管编号1234

一步H2O2浓度3%3%3%3%剂量2ml2ml2ml2ml二步反应条件常温90℃水浴FeCl3鲜肝研磨液剂量

2滴清水2滴清水2滴2滴现象气泡产生带火星木条不明显少量较多大量不复燃不复燃复燃迅速复燃任务一：比较过氧化氢在不同条件下的分解步骤试管编号1234

一步H2O2溶液2ml2ml2ml2ml二步反应条件常温90℃水浴FeCl3鲜肝研磨液剂量

2滴清水2滴清水2滴2滴现象气泡产生带火星木条不明显少量较多大量不复燃不复燃复燃迅速复燃实验结果与结论6①与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明？加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。任务一：比较过氧化氢在不同条件下的分解步骤试管编号1234

一步H2O2溶液2ml2ml2ml2ml二步反应条件常温90℃水浴FeCl3鲜肝研磨液剂量

2滴清水2滴清水2滴2滴现象气泡产生带火星木条不明显少量较多大量不复燃不复燃复燃迅速复燃实验结果与结论6②3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？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。任务一：比较过氧化氢在不同条件下的分解步骤试管编号1234

一步H2O2溶液2ml2ml2ml2ml二步反应条件常温90℃水浴FeCl3鲜肝研磨液剂量

2滴清水2滴清水2滴2滴现象气泡产生带火星木条不明显少量较多大量不复燃不复燃复燃迅速复燃实验结果与结论6③1、3、4(或3、4)号试管对照说明？与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。任务一：比较过氧化氢在不同条件下的分解步骤试管编号1234

一步H2O2溶液2ml2ml2ml2ml二步反应条件常温90℃水浴FeCl3鲜肝研磨液剂量

2滴清水2滴清水2滴2滴现象气泡产生带火星木条不明显少量较多大量不复燃不复燃复燃迅速复燃实验结果与结论6④

2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多？为什么？最终产生的氧气一样多，因为几支试管的过氧化氢溶液的体积和浓度都相同。思考：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。任务2：控制变量和设计对照实验（可操作）1.变量：实验过程中的变化因素自变量：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：实验过程中存在的其他一些会对实验结果造成影响的可

变因素（可测量）（可控制）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。Y=a+f(x)自变量因变量无关变量任务2：控制变量和设计对照实验2.对照实验：（1）概念：除作为自变量的因素外，其余无关变量都保持一致，并将结果进行比较的实验。（2）原则：除了要探究的变量外，其他变量（即：无关变量）都应当始终保持相同且适宜。对照实验一般要设置对照组和实验组。一般来说，未经实验因素处理的一组作为对照组，经实验因素处理的人为改变条件的一组作为实验组。或者说，实验结果已知的一组作为对照组，实验结果未知的一组作为实验组。任务2：控制变量和设计对照实验2.对照实验：（3）对照的类型：①空白对照：是指不给对照组做任何实验处理。但“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。即：除不给予实验变量外，别的无关变量都与实验组完全相同。

空白对照通常加入清水、蒸馏水或生理盐水来代替实验因素。②自身对照：是指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不另设对照组。观察改变条件前、后研究对象的变化。③相互对照：指不另设对照组，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组。任务2：控制变量和设计对照实验【特别提示】

实验设计要遵循单一变量原则和等量对照原则。单一变量即实验中只有一个自变量。等量对照是指在其他无关变量相同且适宜的情况下，设置对照组和实验组作比较。上述实验中可形成多组对照实验，如试管1与试管4作对照，可说明酶具有催化作用，试管3与试管4作对照，可说明酶的催化效率更高。

步骤试管编号1234

一步H2O2浓度3%3%3%3%剂量2ml2ml2ml2ml二步反应条件常温90℃水浴FeCl3鲜肝研磨液剂量

2滴清水2滴清水2滴2滴现象气泡产生带火星木条不明显少量较多大量不复燃不复燃复燃迅速复燃任务2：控制变量和设计对照实验变量自变量因变量无关变量相同适宜对照组实验组单一变量原则无关变量等量性原则等量性原则该实验的对照组和实验组是什么？找出以下实验中的相关变量。一、酶在细胞代谢中的作用任务3：酶催化作用的原理一、酶在细胞代谢中的作用任务3：酶催化作用的原理活化能：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。一、酶在细胞代谢中的作用任务3：酶催化作用的原理活化能：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。加热、Fe3+、酶的作用机理

加热

Fe3+酶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酶作用原理：酶在生化反应中起着催化剂的作用，其作用机理是降低化学反应的活化能。一、酶在细胞代谢中的作用任务3：酶催化作用的原理加热、Fe3+、酶的作用机理

加热

Fe3+酶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酶作用的意义：使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行。一、酶在细胞代谢中的作用任务3：酶催化作用的原理【特别提示】（1）酶、无机催化剂可以降低反应的活化能，而不是提供活化能，用加热的方法是提供能量。（2）酶与无机催化剂一样，都能改变化学反应的速率，但本身不被消耗；都能缩短反应达到平衡的时间，但不改变反应的方向和平衡点。（3）虽然酶是活细胞产生的有机物，但是它可以在细胞外发挥作用，如消化道内的唾液淀粉酶等消化酶。

【典例1】在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，各组的处理如下表所示。对该实验的有关分析，不正确的是（）上表所示实验处理研究了温度和催化剂两个自变量B.试管2中没有加入任何试剂，应为空白对照组C.试管4和试管1形成对照，可说明酶具有催化作用D.若研究酶的高效性，选用的实验组合是试管3和试管4【解析】A.根据表格中的信息可知，试管1和试管2的变量为温度，试管3和试管4的变量为催化剂的种类，两者均为自变量，其他因素如底物和试剂浓度、体积、pH等为无关变量，A项正确。B.试管2中虽没有添加任何试剂，但是温度与试管1不同，因此也是实验组，B项错误。

B【典例1】在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，各组的处理如下表所示。对该实验的有关分析，不正确的是（）上表所示实验处理研究了温度和催化剂两个自变量B.试管2中没有加入任何试剂，应为空白对照组C.试管4和试管1形成对照，可说明酶具有催化作用D.若研究酶的高效性，选用的实验组合是试管3和试管4【解析】C.试管1和试管4的不同点为是否添加了酶，由此可以说明酶具有催化作用，C项正确。D.试管3和试管4的不同点为加入的是酶还是无机催化剂，由此可以说明酶具有高效性，D项正确。【答案】B

B【变式1】为研究酶的特性,实验小组进行了相关实验,基本过程如表所示:据此分析,下列叙述错误的是 (

)A.实验的自变量是催化剂的种类B.该实验能说明酶的作用具有高效性C.可用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验D.充分反应后试管A比试管B收集到的氧气更多【解析】A.根据表格信息分析可知,该实验是比较马铃薯匀浆(含过氧化氢酶)与二氧化锰催化过氧化氢分解速率的大小,可以探究酶的高效性,加入的过氧化氢溶液为反应的底物,实验的自变量为加入的催化剂种类(过氧化氢酶或二氧化锰),A正确;步骤基本过程试管A试管B1加入2%的过氧化氢溶液3mL3mL2加入马铃薯匀浆少许—3加入二氧化锰—少许4检测【变式1】为研究酶的特性,实验小组进行了相关实验,基本过程如表所示:据此分析,下列叙述错误的是 (

)A.实验的自变量是催化剂的种类B.该实验能说明酶的作用具有高效性C.可用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验D.充分反应后试管A比试管B收集到的氧气更多【解析】B.酶的高效性是指与无机催化剂相比,酶的催化效率更高,本实验用二氧化锰和马铃薯匀浆(含有过氧化氢酶)对比,可说明酶的作用具有高效性,B正确;C.鸡肝匀浆和马铃薯匀浆中均含有过氧化氢酶,故可用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验,C正确;步骤基本过程试管A试管B1加入2%的过氧化氢溶液3mL3mL2加入马铃薯匀浆少许—3加入二氧化锰—少许4检测【变式1】为研究酶的特性,实验小组进行了相关实验,基本过程如表所示:据此分析,下列叙述错误的是 (

)A.实验的自变量是催化剂的种类B.该实验能说明酶的作用具有高效性C.可用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验D.充分反应后试管A比试管B收集到的氧气更多【解析】D.酶与无机催化剂都能够降低化学反应所需的活化能,使化学反应速率加快,但不改变化学反应的平衡点,由于生成物的量是由反应物的量决定的，两支试管中过氧化氢的量相同,故充分反应后试管A与试管B收集到的氧气一样多,D错误。

【答案】D

D步骤基本过程试管A试管B1加入2%的过氧化氢溶液3mL3mL2加入马铃薯匀浆少许—3加入二氧化锰—少许4检测【典例2】如图表示酶和无机催化剂改变化学反应速率的原理，下列叙述正确的是(

)CA.酶具有催化作用，是因为能为化学

反应提供能量B.酶降低的化学反应的活化能是ECC.酶比无机催化剂的催化效率更高，

其实质在于EB－EC＞EB－EAD.EC和EA分别表示酶和无机催化剂

为化学反应提供的活化能【变式2】如图为H2O2在不同条件下分解的曲线图模型,曲线①②③④的条件分别可以是 (

)A.过氧化氢酶催化、FeCl3催化、加热、自然条件B.加热、自然条件、过氧化氢酶催化、FeCl3催化C.加热、FeCl3催化、自然条件、过氧化氢酶催化D.自然条件、加热、FeCl3催化、过氧化氢酶催化D【解析】由题图中曲线①②③④可以看出,④的反应速率快于①②③,反应所需的活化能最低,①的反应速率最慢,②的反应速率比①快,二者反应所需能量相同且最高,故④为加入了过氧化氢酶的反应曲线,①表示在自然条件下的反应曲线,②为加热条件下的反应曲线,③为加入了无机催化剂的反应曲线。综上,D符合题意。【答案】D

二、探索酶的本质

1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼(L.Spallanzani,1729—1799）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。讨论：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鹰胃里的化学物质收集鹰胃里的化学物质，看能否在体外将肉块分解二、探索酶的本质阅读P79关于酶本质的探索，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？巴斯德（1822～1895）李比希（1803～1873）比希纳（1860～1917）萨姆纳（1887～1955）二、探索酶的本质发酵是纯化学反应，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少数酶是RNA

二、探索酶的本质定义活细胞产生的具有催化作用的有机物。酶的化学本质

酶的来源

酶的功能本质绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA温馨提示一般说来，活细胞都能产生酶酶可在细胞内、细胞外、体外发挥作用酶只起催化作用，无调节功能二、探索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(哺乳动物成熟红细胞除外)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