5.1.1 酶的作用和本质-【易备课】2024-2025学年高一生物同步备课实用课件（人教版2019必修1）

第1节 酶的作用和本质（1） 贺老师 第5章 细胞的能量供应和利用 1 通过被动、主动运输、胞吞进入细胞的物质在细胞内进行各种 。 细胞代谢 化学反应 2 常见的化学反应条件剧烈：如高温、高压、强酸、强碱等 细胞内的环境是很温和的：常温、常压、水溶液环境、pH接近中性。 在细胞较为温和的环境中，各种生化反应如何高效有序的进行呢？ 细胞中的化学反应和体外的化学反应有什么区别呢? 引用 淀粉在唾液淀粉酶的作用下，分解成了麦芽糖。引出酶 3 2H2O2 2H2O + O2↑ 1、过氧化氢在体外分解需要什么条件？ 资料一：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（H2O2 ），体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发（包括头发）变白 ，是导致人体衰老的原因之一。 加热 加催化剂（如Fecl3) 2、细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？ 酶在细胞代谢中的作用 过氧化氢酶 细胞代谢离不开酶 4 2H2O2 2H2O+O2↑ 反应条件 不同条件 加热是化学反应常见的条件 Fe3+是无机催化剂 新鲜肝脏中含有过氧化氢酶 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。 比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验） 根据实验目的找出单一变量： 反应条件 一、实验目的 二、实验原理 ①单位时间内产生气泡的多少 ②带火星的卫生香的复燃情况 判断H2O2的分解快慢依据： O2的产生量 实验原理：指实验设计所依据的理论根据,是指建立在大量观察、科学实验和社会实践的基础上，经分析、推理、归纳、概括而得到的事物的存在和运动规律。 5 三、实验设计 组别 过氧化氢 H2O2浓度 H2O2剂量 反应条件 3% 3% 3% 3% 2mL 2mL 2mL 2mL 常温 90℃ FeCl32滴 肝脏研磨液2滴 比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验） 对照组 实验组 1 2 3 4 6 比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验） 四、实验结果与结论 ①常温 ② 90℃ ③FeCl3 ④肝脏研磨液 1、①②号试管对照说明 。 2、③号试管Fe3+数比④号试管H2O2酶高25万倍，但④号反应速率更快, 这说明 。 加热能促进H2O2的分解,提高反应速率 过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多 酶具有高效性 7 比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验） 四、实验结果与结论 ①常温 ② 90℃ ③FeCl3 ④肝脏研磨液 过氧化氢在不同条件下的分解速率 。 过氧化氢在 的作用下分解速率最快。 不一样 过氧化氢酶 8 3、加入等量H2O2，2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？酶能增加产物的生成量吗？ 未加催化剂 无机催化剂 酶催化 时间 O2产量 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。催化剂只能提高反应速率，无法提高产量。 任务一： 请同学们在右图中画出等量H2O2分别在Fe3+、H2O2酶的条件下分解产生02的量与时间的关系图。 9 1、加热为什么能加快过氧化氢分解？ 2、3号、4号试管没有加热，为什么也有大量气泡产生？ 加热：为分子提供了能量 Fe3+：降低化学反应的活化能 酶：同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。 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。 酶的催化效率为何会更高呢？原理是什么？ 细胞的正常代谢需要在温和的条件下快速进行化学反应，而酶满足以上要求。 10 （三）各条件使反应加快的本质： 加热： Fe3+： 酶： 更显著地降低化学反应的活化能（作用机理） 为反应物分子提供能量(活化能），使其达到活跃状态 降低化学反应的活化能 想一想：如何表示？ 无催化剂曲线：______ 酶促反应曲线：______ 无酶促反应所需活化能：______ 酶促反应所需活化能： ______ 酶降低的活化能： ______ 曲线A 曲线C E3 E2—E3 E2 11 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 控制变量和 设计对照实验 控制变量和设计对照实验 12 试管编号 步骤 1 2 3 4 一 二 三 观察 2ml 2ml 2ml 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ FeCl3 肝脏研磨液 2滴 2滴 几乎无 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 反应条件 无关变量 H2O2浓度 H2O2剂量 气泡产生 带火星的卫生香 对照组 实验组 自变量 因变量 对照实验 变量 ①对照性原则 实验组、对照组 相同且适宜 ②等量原则 ③单一变量原则 只有一个自变量 控制变量和设计对照实验 13 对照实验设计的一般步骤： 自变量 因变量 无关变量 (相同且适宜) (控制) (检测) 取样、分组、编号、统一处理 控制自变量（实验组、对照组） 检测因变量（观测指标） 控制变量和设计对照实验 第一步： 第二步： 第三步： 根据实验目的和器材，分析实验的自变量，找出主要的无关变量（保持相同且适宜），明确因变量的检测方法。 14 对酶本质的探索 15 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：酿酶 脲酶是蛋白质 胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质 少数酶是RNA 切赫 奥特曼 对酶本质的探索 16 酶的本质 酶 来源 活细胞产生的 活细胞产生，可在细胞内、细胞外(或体外)发挥作用 功能 具有催化作用 降低化学反应的活化能　 本质 有机物(蛋白质或RNA) 合成原料： 酶的定义：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。 氨基酸和核糖核苷酸 17 设计实验，探究某种酶的化学本质 某种酶 + 蛋白酶 加入酶的底物 底物没有被催化 底物被催化 某种酶 + 双缩脲试剂 出现紫色 不出现紫色 方案1 方案2 → 该酶是蛋白质 → 该酶是RNA →该酶是蛋白质 →该酶是RNA 酶的本质：RAN 酶的本质：蛋白质 18 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 无关量 19 20 酶的本质 X酶 + 蛋白酶 加入酶的底物 底物没有被催化→该酶是蛋白质 底物被催化→该酶是RNA A.酶解法 甲酶：核酶，化学本质为RNA 乙酶：化学本质为蛋白质 减法原理 用RNA酶处理甲酶和乙酶，测定该酶的活性，与本实验进行相互对照。 某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，请利用这一原理设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。简要写出实验思路，并预期实验结果及结论(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。 鉴定酶本质的方法 B.试剂检测法 从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。因此可利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应原理。 巴斯德认为发酵与活细胞有关，是合理的；认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用，是不正确的。毕希纳认为引起发酵的是细胞中的某些物质，是合理的；认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解才能发挥作用，是不正确的。巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。3.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。 21 22 Lavf58.48.100 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$