5.1 降低化学反应活化能的酶（第一课时）-【生物讲堂】2023-2024学年高一生物上册同步备课课件（人教版2019必修1）

光合作用 细胞呼吸 能量 ATP 酶 物质代谢 有机物 分解 有机物 合成 第5章 细胞的能量供应和利用 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应， 统称为 。 （新陈代谢） 细胞代谢 细胞代谢离不开酶，酶是如何被发现的？它在细胞代谢中起什么作用？ 1 5.1降低化学反应活化能的酶 第一课时 酶的作用和本质 01 02 03 细胞代谢为什么离不开酶？ 酶是什么物质？ 通过对酶本质的探索过程的分析，你对科学是怎样发展的有哪些领悟？ 本 节 聚 焦 2H2O2 2H2O + O2↑ 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。 资料 加热、强酸、强碱、 加催化剂（如Fecl3) 细胞中含有过氧化氢酶 在体外要使过氧化氢快速分解需要什么条件？ 细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？ 一、酶在细胞代谢中的作用 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？ 探究：比较过氧化氢在不同条件下的分解 比较H2O2在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用。 2H2O2 2H2O+O2 反应条件 判断H2O2的分解快慢依据：O2的产生量 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 ⑴点燃的卫生香的复燃情况。 ⑵单位时间内，气泡产生量。 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。 将步骤转化为图或者表格？ 文字表征不够直观指引操作，可以转化为图或表格形式 ①分组编号 1 2 3 4 ②过氧化氢 浓度 3% 2ml 剂量 ③设置反应条件 常温 90℃ FeCl32滴 肝脏研磨液2滴 ④观察记录结果 单位时间气泡产生量 卫生香燃烧情况 实验结论 过氧化氢在不同条件下的分解速率不同， 在过氧化氢酶的作用下分解速率最快。 一、酶在细胞代谢中的作用 科学方法：控制变量和设计对照实验 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 ①分组编号 1 2 3 4 变量分析 ②过氧化氢 浓度 3% 2ml 剂量 ③设置反应条件 常温 90℃ FeCl32滴 肝脏研磨液2滴 ④观察记录结果 单位时间气泡产生量 卫生香燃烧情况 实验结论 过氧化氢在不同条件下的分解速率不同，在过氧化氢酶的作用下分解速率最快。 实验变量的分析与设计 因变量 无关变量 自变量 相同 适宜 讨论：该实验的对照组和实验组分别是什么？ 对照组 实验组 一、酶在细胞代谢中的作用 ① ２号试管放出的气泡比１号多？这一现象说明什么？ ② 在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？ ③ ３号和４号试管未经加热，也有大量的气泡产生，这说明什么？ ④ ４号试管比３号试管反应速率快, 这说明什么？ 为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？ 加热能促进过氧化氢分解，提高反应速率。 不能 Fe3+和过氧化氢酶也能加速过氧化氢的分解，提高反应速率。 过氧化氢酶比无机催化剂的催化效率更高。 细胞中的反应需在常温常压下高效进行，因此细胞代谢离不开酶。 1、2对比 1、3对比 1、4对比 3、4对比 加热为什么能加快过氧化氢分解？ 3号、4号试管没有加热，为什么也有大量气泡产生？ 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：为分子提供了能量。 无机催化剂：降低化学反应的活化能。 酶：同无机催化相比，酶。更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。 二、酶的作用机理 b a d e 反应过程 能量 初态 （反应物） 终态 （产物） 活跃状态 ① ② ③ ad段的含义？ ac段？ ac>ab段，说明？ 没有催化剂 无机催化剂 酶 酶降低的活化能。 二、酶的作用机理 c ② ① ③ 请说明每条曲线是在何种条件下进行的反应？ 在没有催化剂条件下，反应所需要的活化能。 酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著，酶具有高效性。 酶能够在细胞内温和环境中催化各种生化反应，酶是一种什么样的物质呢？ 13 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 胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质 发酵与活细胞有关