5.1降低化学反应活化能的酶（第1课时）课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

酶为生活添姿彩...... 让肉更嫩滑 第1节 降低化学反应活化能的酶 第5章 细胞的能量供应和利用 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，然后让老鹰把金属笼吞下去。过一段时间后，把金属笼取出来，发现笼内的肉块消失了。 问题探讨 讨论 1.为什么要将肉块放在金属笼内？ 2.是什么物质使肉块消失？ 3.怎样才能证明你的推测？ 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 细胞代谢是生命活动的基础！细胞代谢离不开酶。 尿素 尿素是含氮物质如氨基酸，蛋白质等在机体中经过脱氨基作用形成，最终由肾脏排出体外。过多的尿素积累会引发多种临床症状。 乳酸 人体运动时肌肉细胞的无氧呼吸会产生乳酸，引起肌肉酸痛，可被人体内的碱性物质中和。过量的乳酸积累可引起肌肉强烈收缩，血管压迫等症状。 过氧 化氢 人体在新陈代的多种途径中，都会产生过氧化氢，过氧化氢具有强氧化性，会损伤机体结构。肝脏作为动物体内最大的解毒器官，其内存在可高效降解过氧化氢的物质——过氧化氢酶。 细胞代谢过程中产生的物质都是对生命活动有利的吗？ 加热 加Fe3+ 加酶 过氧化氢在这些条件下的分解速率有什么差别？ 2H2O2 2H2O + O2 ↑ 探究-实践 比较H2O2 在不同条件下的分解 2滴清水 2滴清水 2滴FeCl3溶液 2滴肝脏研磨液 2mLH2O2 2mLH2O2 2mLH2O2 2mLH2O2 常温 加热至90℃ 常温 常温 探究-实践 比较H2O2 在不同条件下的分解 步骤 试管编号 说明 1 2 3 4 一 H2O2 浓度 剂量 二 反应条件 剂量 结果 气泡产生 卫生香燃烧 结论 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ FeCl3 新鲜肝脏研磨液 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 2ml 2ml 2ml 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 酶具有催化作用；同无机催化剂相比，酶的催化效率更高 步骤 试管编号 说明 1 2 3 4 一 H2O2 浓度 剂量 二 反应条件 剂量 结果 气泡产生 卫生香燃烧 结论 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ FeCl3 新鲜肝脏研磨液 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 2ml 2ml 2ml 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 酶具有催化作用；同无机催化剂相比，酶的催化效率更高 对照组 实验组 对照实验 控制变量和设计对照实验 1.自变量：实验中人为控制改变的变量。 2.因变量：随自变量而变化的变量。 3.无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在的一些可变因素，对实验结果造成影响。 4.对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。 步骤 试管编号 说明 1 2 3 4 一 H2O2 浓度 剂量 二 反应条件 剂量 结果 气泡产生 卫生香燃烧 结论 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ FeCl3 新鲜肝脏研磨液 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 2ml 2ml 2ml 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 酶具有催化作用；同无机催化剂相比，酶的催化效率更高 自变量 因变量 无关变量 无关变量 探究-实践 比较H2O2 在不同条件下的分解 (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) 在细胞内,能通过加热来提高反应速率吗? 1 2 3 4 加热能促进H2O2的分解 【抢答环节】 探究-实践 比较H2O2 在不同条件下的分解 (3) 3号和4号试管未经加热，也有大量的气泡产生，说明什么？ (4) 3号和4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？说明什么？ 1 2 3 4 Fe3+和H2O2酶都能加快H2O2分解的速率 H2O2酶比Fe3+的催化效率高得多 【抢答环节】 探究-实践 比较H2O2 在不同条件下的分解 1.为什么要选用新鲜的猪肝？ 2.为什么要将猪肝制成研磨液？ 3.滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能否共用一个吸管？ 4.H2O2 的分解速率可以通过哪些途径观察？ 【抢答环节】 保证过氧化氢酶的数量和活性。 使肝细胞破裂从而释放出过氧化氢酶，增大酶与过氧化氢的接触面积。 不能，影响实验的准确性 气泡数量、带火星卫生香复燃情况 2H2O2 2H2O + O2 ↑ 加热 Fe3+ H2O2酶 探究-实践 比较H2O2 在不同条件下的分解 加热、Fe3+ （无机催化剂） 、H2O2酶（有机催化剂）为什么可以加快反应速率？为什么H2O2酶的效果最好？ 【任务】观看动画，思考问题：酶的作用机理是什么？ 一. 酶在细胞代谢中的作用 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。 想要加快化学反应速率，可以有哪些方法？ 常态分子 活跃状态分子 提供活化能（加热） 加入催化剂 Fe3+ （无机催化剂）、 酶 （有机催化剂） 一. 酶在细胞代谢中的作用 常态分子 活跃状态分子 注意：铁离子和过氧化氢酶促使过氧化氢分解，但他们并未供给过氧化氢能量，而是降低了过氧化氢分解反应的活化能。 一. 酶在细胞代谢中的作用 常态分子 活跃状态分子 同无机催化剂相比，酶降低活化能作用更显著，因而催化效率更高。 都是催化剂，为什么酶的催化效果比Fe3+好很多？ 酶在细胞代谢中的作用 同无机催化剂相比，酶降低活化能作用更显著，因而催化效率更高，正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。 酶 一. 酶在细胞代谢中的作用 如图a、b、c 中，表示无催化剂条件下分子活化能的是 ，表示酶促反应所需活化能的是 ；表示酶所降低的活化能的是 。 a b c a c a-c 一. 酶在细胞代谢中的作用 未加催化剂 加入酶 加入无机催化剂 思考：酶在催化过程中能否改变化学反应的平衡点？ 结论：酶只是 达到化学平衡所需的时间， 改变化学反应的平衡点。 缩短 不能 一. 酶在细胞代谢中的作用 思考：酶在反应前后数量和性质发生改变了吗？ 结论：酶在反应前后，数量和性质 。 不发生改变 一. 酶在细胞代谢中的作用 二. 酶的本质 阅读课本P79“思考∙讨论” 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？ 1 2 3 4 加入葡萄糖 毕希纳（1860 — 1917） 实验过程： 酵母细胞研磨 加水搅拌 加压过滤 含酵母细胞的提取液 观察现象 实验现象： 冒出气泡 实验结论： 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。 二. 酶的本质 二. 酶的本质 萨姆纳（1887 — 1955） 成功地分离出一种脲酶； 生物化学史上首次得到的结晶酶； 也是首次直接证明酶是蛋白质。 后来科学家又获得胃蛋白酶、胰蛋白酶等许多酶的结晶， 并证明这些酶都是蛋白质。 切赫（1947 —）、奥尔特曼（1939 —） 发现少数RNA也具有生物催化功能 二. 酶的本质 “没有怀疑，就没有发展。” —— 托马斯·切赫 “如果你能根据别人刚刚发表的成果马上修正自己的研究工作，那么，你有可能获诺贝尔奖。” ——西德尼·奥尔特曼 催化作用 功能 ※ 酶是 产生的具有 的有机物，其中绝大多数酶是 ,少数酶是 。 来源 作用 少量：RNA 大多数：蛋白质 本质 活细胞 催化作用 蛋白质 RNA 本质 本质 C D A B 1.下列关于酶的作用特点及化学本质的说法，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能起作用 C.所有的酶都是蛋白质 D.酶是具有催化作用的有机物 2.酶与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.能在温和的条件下催化化学反应 D.催化化学反应更高效 B D A C Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.70 $$