第5章 第1节 第1课时 酶的作用和本质(课件PPT)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物必修1（人教版2019 单选版）

第5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1课时　酶的作用和本质 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 目 录 课前预习·自主落实 01 02 CONTENTS 04 课堂探究·重难突破 课后检测·知能达标 03 随堂巩固·基础夯实 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 课前预习·自主落实 01 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 化学反应 酶 细胞生命活动 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 更高 人为控制 自变量 可变因素 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 自变量 保持一致 结果 2、3、4 催化作用 常态 活跃 活化能 温和 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 蛋白质 RNA 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 × √ × 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 课堂探究·重难突破 02 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 无机催化剂 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 氨基酸和核糖核苷酸 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 随堂巩固·基础夯实 03 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 课后检测·知能达标 04 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 谢谢观看 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 学习目标 1.利用结构与功能观理解酶的功能是由其独特的空间结构决定的。(生命观念) 2．通过比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，理解酶的作用。(科学思维) 3．通过对有关酶实验的分析，学会控制实验的变量和设置对照实验。(科学探究) 一、酶在细胞代谢中的作用 1．细胞代谢 (1)概念：细胞中每时每刻都进行着许多__________，统称为细胞代谢。 (2)条件：需___的催化。 (3)意义：细胞代谢是_______________的基础。 2．比较过氧化氢在不同条件下的分解 (1)实验原理 2H2O2eq \o(――――――――――――→,\s\up17(水浴加热),\s\do15(或FeCl3溶液或过氧化氢酶))2H2O＋O2 (2)实验过程和现象 试管编号 1 2 3 4 第一步 H2O2浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 第二步 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3溶液 肝脏研磨液 剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 结果 气泡产生 不明显 少量 较多 大量 卫生香复燃情况 不复燃 不复燃 复燃 迅速复燃 (3)实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，酶的催化效率_____。 (4)实验中变量的控制 ①自变量：__________的对实验对象进行处理的因素。如本实验中温度和催化剂等。 ②因变量：因________改变而变化的变量。如本实验中H2O2分解速率。 ③无关变量：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__________，如肝脏研磨液的新鲜程度，加入H2O2的量等。 (5)对照实验 除作为________的因素外，其余因素(无关变量)都__________并将_____进行比较的实验。 对照实验一般要设置对照组和实验组，如本实验中，1号试管为对照组，_____________号试管为实验组。 3．酶的作用 (1)生理作用：__________。 (2)活化能：分子从_____转变为容易发生化学反应的_____状态所需要的能量。 (3)作用原理：酶能降低化学反应的________。 (4)意义：使细胞代谢能在_____条件下快速有序地进行。 [微思考]　加热、Fe3＋和过氧化氢酶都可以促进过氧化氢分解，它们的作用机理相同吗？ 提示：不同，加热促进过氧化氢分解的作用机理是加热使过氧化氢分子得到了能量，而Fe3＋和过氧化氢酶降低了过氧化氢分解反应的活化能。 二、酶的化学本质 1．关于酶本质的探索(连线) 2．酶的本质：绝大多数酶是________，少数是________。 在茶叶组织中的酚氧化酶分为游离态和束缚态，前者主要存在于细胞液中，属于可溶态酚氧化酶，而后者则主要存在于叶绿体、线粒体等细胞器中，与这些细胞器的膜系统或其他特异部位结合呈不溶态。某位研究员研究了茶树新梢中酚氧化酶活性及茶多酚含量对红茶品质的影响，发现酚氧化酶活性强，茶多酚含量降低，对红茶品质有利，相反则利于绿茶的生产。结合所学知识判断： (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)酶的化学本质是蛋白质或RNA。( ) (3)酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行。( ) 探究点一　比较过氧化氢在不同条件下的分解 结合实验材料、用具、操作步骤及安全性等方面，思考下列问题： (3)3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？ 提示：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。 (1)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？ 提示：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。 (2)在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？ 提示：不能。 (4)3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？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？ 提示：4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3＋的催化效率高得多。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、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。 (5)实验中相关的变量分析(以本实验为例) 自变量 因变量 无关变量 对照组 实验组 2号：90 ℃水浴加热 用单位时间内产生气泡的数目多少表示______ 加入H2O2的量；实验室温度；FeCl3溶液和________ 1号 试管 2、3、4 号试管 3号：______ 4号：加入2滴20%的肝脏研磨液 提示：①加入2滴3.5%的FeCl3溶液　②H2O2分解速率　③肝脏研磨液的新鲜程度 科学方法：设计对照实验 1．对照实验 (1)含义：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。 (2)对照实验的类型 (3)实验设计原则 ①对照原则：设计对照实验，既要有对照组又要有实验组。 ②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一致且适宜。 ③等量性原则：指除单一变量可以变化外，其他的实验条件应是一样的，如所用试剂量要相同、放在相同条件下培养、取长势相同的植物培养等。 2．对照实验设计策略 1．下列“关于比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的叙述，错误的是(　　) A．加热能提高过氧化氢的分解速率，但不能降低活化能 B．该实验中加肝脏研磨液和FeCl3的两组可构成对比实验 C．若所用肝脏不新鲜，等量过氧化氢彻底分解所得氧气将减少 D．该实验能得出过氧化氢酶具有催化作用以及高效性的结论 解析　加热能提高过氧化氢的分解速率，但不能降低活化能，A正确；该实验中加肝脏研磨液和FeCl3溶液的两组可构成对比实验，说明酶具有高效性，B正确；若所用肝脏不新鲜，过氧化氢酶的活性会下降，催化过氧化氢分解的速率会降低，但最终等量过氧化氢彻底分解所得氧气理论上是相等的，C错误；该实验能得出过氧化氢酶具有催化作用以及高效性的结论，D正确。 答案　C 2．如图为H2O2在不同条件下分解的曲线图模型，①②③④曲线的条件分别是(　　) 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 解析　由题图中曲线①②③④可以看出，④的反应速率快于①②③，活化能比较低，①的反应速率最慢，故④加入了过氧化氢酶催化，①表示在自然条件下的反应过程；②和③比较，③反应所需的活化能比②低，故③为加入了无机催化剂的反应过程，②为较高温度下的反应过程。 答案　D 探究点二　酶的作用原理及本质 1．分析酶降低化学反应活化能的示意图，回答下列问题： 提示：加热提供了化学反应所需能量，提高反应速率。 (4)由(E2－E3)>(E2－E1)可以看出，催化剂的作用机理是什么？ 提示：催化剂的作用机理是降低反应的活化能，且酶促反应降低的活化能更多，催化效率更高。 (1)图中E1、E2、E3这三部分都是活化能，分别代表使用_____________、不使用催化剂、使用酶作催化剂时的活化能。 (2)加热和无机催化剂都可降低化学反应的活化能吗？ 提示：加热不可降低化学反应的活化能；无机催化剂可降低化学反应的活化能。 (3)加热处理促进反应进行的原理是什么？ 2．阅读下列材料： 材料1　1926年，萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶的结晶，并通过化学实验证实脲酶是一种蛋白质。后来，科学家相继提取出多种酶的蛋白质结晶，并指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。20世纪80年代，切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能。 材料2　酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。 提示：用双缩脲试剂检测，用已知的蛋白质样液作对照。 (1)分析酶的本质和基本单位 ①本质：______________________________________。 ②基本单位：_______________________。 (2)据材料分析，酶具有什么作用？ 提示：催化作用。 (3)萨姆纳提取出脲酶结晶，证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你能用简单的实验帮助萨姆纳验证脲酶是蛋白质吗？(写出简单实验思路即可) 1．酶的概念理解 化学本质 大多数是蛋白质 少数是RNA 合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 合成场所 核糖体 主要在细胞核 来源 一般活细胞均能产生 生理功能 具有生物催化作用 2.酶本质的验证 (1)试剂检测法 组别 待测液 检验试剂 现象 实验组 待测酶液 双缩脲试剂 出现/不出现紫色 对照组 已知蛋白液 双缩脲试剂 出现紫色 (2)酶解法 3．如图所示，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能，正确的图解是(　　) 解析　由于酶的作用是降低化学反应的活化能，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，故①比②曲线的峰值要低，且①②曲线峰值的差值表示降低的活化能E，C正确。 答案　C 4．下列有关生物体内酶的叙述，正确的是(　　) A．酶在完成催化作用后立即失活 B．酶只能在活细胞内才能发挥作用 C．大多数酶是在核糖体上合成的 D．酶为反应过程供能从而降低反应活化能 解析　酶在完成催化作用后不会立即失活，酶可以多次重复利用，A错误；只要条件适宜，酶在生物体内、外都能发挥作用，B错误；大多数酶是蛋白质，是在核糖体上合成的，C正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，酶不能为反应过程供能，D错误。 答案　C [课堂小结] [课堂巩固] 1．下列关于酶的叙述有几项是正确的(　　) ①是有分泌功能的细胞产生的　②有的从食物中获得，有的在体内转化而来　③凡是活细胞都能产生酶　④酶只能在核糖体上合成　⑤酶的水解产物是氨基酸　⑥酶在代谢中有多种功能⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用　⑧酶只是起催化作用，其催化作用的实质是为化学反应提供活化能 A．0　　 B．1　　　 C．2　　 D．3 解析　不具有分泌功能的细胞也可以产生酶，①错误；酶是由活细胞产生的，②错误；大多活细胞都能产生酶，但哺乳动物成熟的红细胞不能产生酶，③错误；酶的化学本质是蛋白质或RNA，可以在核糖体或细胞核中合成，④错误；酶的水解产物是氨基酸或核糖核苷酸，⑤错误；酶只具有催化作用，⑥错误；酶不能起调控作用，⑦错误；酶只是起催化作用，其催化作用的实质是降低化学反应所需的活化能，⑧错误。 答案　A 2．下列关于活化能的叙述，不正确的是(　　) A．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 B．无机催化剂、水浴加热都可以降低化学反应的活化能 C．酶可以降低化学反应的活化能 D．同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用效果更显著 解析　酶和无机催化剂均能降低化学反应的活化能，同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用效果更显著；水浴加热可以给化学反应提供能量，但不能降低化学反应的活化能。 答案　B 3．下图是酶的有关实验，下列相关叙述错误的是(　　) A．上述反应中的自变量是催化剂的种类 B．该实验能证明酶催化效率高 C．该实验如果将肝脏进行研磨，效果会更好 D．该实验的因变量是肝脏质量的变化 解析　本实验中用的是过氧化氢酶和FeCl3溶液两种不同的催化剂，所以催化剂的种类是本实验的自变量，而加入肝脏(含过氧化氢酶)的试管反应更快，说明了酶催化效率高；因变量是产生氧气的快慢。 答案　D 4．甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性(酶催化特定化学反应的能力)与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是(　　) A．乙酶的化学本质为蛋白质 B．甲酶能够不被该种蛋白酶降解 C．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 D．甲酶不可能是具有催化功能的RNA 解析　绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。用蛋白酶处理后，甲酶活性不变，则说明甲酶可能是RNA，D错误。 答案　D 5．为了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示。在37 ℃水浴中保温一段时间后，1、2中加入适量双缩脲试剂，3、4中不加任何试剂，下列分析正确的是(　　) A．实验②能达到实验目的 B．实验①能达到实验目的 C．实验①②都能达到实验目的 D．实验①②都不能达到实验目的 解析　双缩脲试剂检测的是蛋白质，蛋白酶也是蛋白质，故本题无法从化学特性上达到目的，只有考虑物理特性，如蛋白块变小或消失。 答案　A $$