3.1.1生物催化剂—酶 课件 2024—2025学年高一上学期生物苏教版必修1

降低化学反应活化能的酶-1 基于活化能的定义，理解酶提高化学反应速率的机理。 比较过氧化氢在不同条件下的分解，学会辨别和控制变量，分析实验结果。 利用实验数据，建构酶的作用机理；利用科学史资料，构建酶的化学本质。（建模意识） 分析探索酶本质的科学史,认识科学发展的过程是一个不断完善、不断发展的螺旋式上升的过程。 生命 观念 科学 探究 社会 责任 科学 思维 核心素养 问题探讨 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： 斯帕兰扎尼在研究鹰的 消化作用 1.是什么物质使肉块消失了？ 是胃内的化学物质将肉块分解了。 2.经过科学家施旺的研究得知这种物质 就是 。 胃蛋白酶 细胞代谢： 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。 为什么细胞代谢离不开酶？ 酶1 酶2 酶3 酶11 酶5 酶6 酶12 酶8 酶9 酶10 酶14 酶7 酶13 酶15 酶16 酶17 酶18 一、酶在细胞代谢中的作用 1.探究·实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解 ①实验原理 新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。 2H2O2 2H2O + O2 ↑ 不同条件 ②实验目的 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。 ③材料用具 新鲜的质量分数为20%的肝脏(如猪肝、鸡肝)研磨液 质量分数为3%的FeCl3溶液 新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液 a.材料： b.用具： 量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯 试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计 尝试设计实验方案 1、常温下反应 2、加热 3、Fe3+做催化剂 4、过氧化氢酶 新鲜的肝脏研磨液 加入试管直接观察 酒精灯水浴加热 滴加FeCl3溶液 2H2O2 2H2O + O2 ↑ 不同条件 如何比较过氧化氢在不同条件下的分解快慢？ 气泡放出快慢、多少？ 带火星卫生香是否复燃，复燃程度？ 实验 【小贴示】 实验中应注意的问题： (1)实验时要选用新鲜的肝脏研磨液。 (2)酒精灯用火柴点，熄灭时要用酒精灯帽盖两次，以确保熄灭。 (3)滴入肝脏研磨液和FeCl3溶液时，不能共用一个滴管。 (4)H2O2 使用时现配，有腐蚀性，使用时要小心，不要触及皮肤。 触及也不要担心，及时清水冲洗。 小组合作：1. 组长领导有方 2.分工明确 3.人人参与，出谋划策， 实时提醒，合作共赢。 比较过氧化氢在不同条件下的分解 二、酶的作用 步骤 试管编号 1 2 3 4 一 H2O2 浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2mL 2mL 2mL 2mL 二 反应条件 常温 90℃ FeCl3溶液 新鲜肝脏研磨液 剂 量 2滴 2滴 结果 气泡产生 卫生香燃烧 不明显 少量 较多 复燃不明显 大量 剧烈燃烧 2与1对照：______________________________________ 加热能促进过氧化氢的分解。(为反应提供能量) 3与1对照：______________________________________ FeCl3在常温下能促进过氧化氢的分解。(催化作用) 4与1对照：__________________________________________ 过氧化氢酶在常温下能促进过氧化氢的分解。(催化作用) ⑤实验分析 4与3对照：____________________________ 实验分析 过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高。 实验结论 酶和无机催化剂一样，都能催化化学反应，并且酶的催化效率远高于无机催化的催化效率。具有高效性。 科学方法 控制变量和设计对照实验 实验过程中遵循的原则： 1.单一变量原则 ①自变量:实验过程中，人为控制的对实验对象进行处理的因素叫做自变量。 ②因变量:随自变量改变而变化的变量叫做因变量。 ③无关变量:除自变量外，实验中还存在一些对实验结果造成影响的可变 因素，叫做无关变量。 2.等量原则 3 .对照原则 4.平行重复原则 组别 变量 1 2 3 4 过氧化氢 浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2mL 2mL 2mL 2mL 反应条件 常温 2滴蒸馏水 90℃ 2滴蒸馏水 FeCl3 2滴 肝脏研磨液2滴 结果 产生气泡 无气泡 少量 较多 大量 卫生香燃烧情况 不复燃 不复燃 复燃不明显 剧烈燃烧 无关变量 无关变量 自变量 因变量 因变量 分析本实验 对照组 实 验 组 P80 拓展应用 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号试管内加入2滴煮沸过的肝脏研磨液，向6号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目的是什么？ 加入 2 滴煮沸过的肝脏研磨液的 5号试管,可以与加入新鲜的肝脏研磨液的 4号试管做对照; 同理,加入 2 滴蒸馏水的 6 号试管可以作为 3 号试管和 4 号试管的对照组 对照实验 （1）对照实验： 除作为自变量的因素外，无关变量都保持一致， 并将结果进行比较的实验。 （2）实验设计原则、步骤： 自变量 因变量 无关变量 (保持一致且适宜) (控制) (检测) 第一步：分组编号 第二步：分别施加自变量 第三步：一段时间后，检测因变量 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量称为活化能。 H2O2 (常态) H2O2(活跃状态) 能量 加热 活化能 1.加热为什么能加快化学反应？ 二、酶的作用机理 动画 2.酶催化的机理 图中①表示： 图中②表示： 图中④表示： 无催化剂时所需的活化能。 无机催化剂催化时所需的活化能。 酶催化时所需的活化能。 ③表示： 无机催化剂降低的活化能。 ⑤表示： 酶降低的活化能。 与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，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的条件下快速有序地进行。 基础过关： 1.关于生物学实验中的变量，下列说法不正确的是( ) A．任何生物学实验中都需要设置变量 B．对照实验中应遵循单一变量原则 C．对照实验中一定存在自变量 D．无关变量并不是与实验结果没有关系 A 2． 过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是(　　) A 管号 1%焦性没食子酸/mL 2%H2O2/mL 缓冲液/mL 过氧化物酶溶液/mL 白菜梗提取液/mL 煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL 1 2 2 2 － － － 2 2 2 － 2 － － 3 2 2 － － 2 － 4 2 2 － － － 2 A．1号管为对照组，其余不都是实验组 B．2号管为对照组，其余都为实验组 C．若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶 D．若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶 三、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 争论 其他科学家 切赫和奥特曼 发酵与细胞中的物质有关，细胞死亡后起作用 发酵与活细胞有关 死细胞中的物质和活细胞一样，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RNA有催化作用 三、酶的本质 🤔 讨论 1.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.请给酶下一个比较完整的定义。 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。 提示：来源、作用、化学本质方面 酶的本质： 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物， 大多数是蛋白质，少数是RNA。 催化特点：反应本身已存在； 酶只是加快速率，缩短时间； 酶反应前后不消耗； 不改变平衡点。 基础过关： 1、(不定项）关于酶的叙述，错误的是（ ） A.酶是具有分泌功能的细胞产生的 B.酶能使更多的反应物转化为产物 C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率 D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个化学反应的底物 AB 2. 20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，是由20%的蛋白质和80%的RNA组成的，如果将这种酶中的蛋白质除去，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明 (　　) A．RNA具有生物催化作用 B．酶是由RNA和蛋白质组成的 C．酶的化学本质是蛋白质 D．绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA　 A 举一反三： 落实核心素养 探究实验：比较过氧化氢 在不同条件下的分解 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用 酶的本质： 绝大多数是蛋白质，少数是RNA。 自变量 原理：降低化学反应活化能 因变量 无关变量 1 BC 2.A 3.答案：(1)催化剂种类　过氧化氢浓度　 (2)高效性　 (3)过氧化氢酶数量(浓度)有限　 (4)如图所示 (5)不能　过氧化氢在加热条件下会分解，影响实验结果 当堂达标： 当堂达标： 1、（不定项）下列有关酶的叙述不正确的是（ ) A. 同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 B. 酶在新陈代谢和生长发育中起调节作用 C. 酶分子在催化反应后立即被降解 D酶既可以在细胞内起作用，也可以在试管中起作用 BC 2．为了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某同学设计了两组实验。在37 ℃水浴中保温一段时间后，1、2号试管中加入适量双缩脲试剂，3、4号试管中不加任何试剂，下列实验能达到目的的是(　　) A．实验② B．实验①、实验②都能 C．实验① D．实验①、实验②都不能 A 3．（山东高考改编）下面两个图是某研究小组探究过氧化氢分解的条件而获得的实验结果。回答下列有关问题： (1)图1、图2所代表的实验中，实验自变量依次为______________ 、 __________________。 (2)根据图1可以得出的实验结论是酶的催化作用具有________。 (3)图2曲线bc段产生的原因最可能是__________________________。 过氧化氢浓度　 催化剂种类 高效性 过氧化氢酶数量(浓度)有限 (4)若图2实验过程中增加过氧化氢酶的含量，请在图2中，利用虚线绘出可能的曲线 变化情况。 (5)能否以过氧化氢为材料来探究温度对过氧化氢酶活性的影响？________，原因是_____________________________________________。 不能 过氧化氢在加热条件下会分解，影响实验结果 $$