5.1 降低化学反应活化能的酶（第一课时）-2024-2025学年高一生物上学期同步授课课件（2019人教版必修1）

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 第一课时 课 型： 授课人： likezhisheng 问题探讨 【学习目标】 1.明确细胞代谢的概念。 2.掌握酶催化代谢反应的作用机理。 3.学会控制变量及设计对照实验。 likezhisheng 1783年，意大利科学家斯帕兰札尼设计了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间他把小笼子取出来发现笼内的肉块消失了。 1．为什么要将肉块放在金属笼内？ 2．是什么物质让肉块消失了？ 3．怎样才能证明你的推测？ 排除物理性消化 消化道内的化学物质将肉块分解了 收集消化道内的化学物质，看看这些化学物质在体外是否也能将肉块分解 likezhisheng 问题探讨 1835年，德国科学家施旺发现：胃腺分泌物中有一种物质，将它与盐酸混合后，对肉类的分解能力远远大于盐酸的单独作用，这种物质就是胃蛋白酶。 施旺 德国生理学家 likezhisheng 问题探讨 叶绿体：CO2+H2O （CH2O) +O2 光能 酶 线粒体: C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 酶 核糖体：氨基酸 多肽 脱水缩合 酶 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 细胞代谢离不开酶！ 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？ 温和 常温 常压 水溶液环境 pH接近中性 likezhisheng (1)概念： 细胞中每时每刻都进行着许多_________，统称为细胞代谢。 （实质为细胞内进行各种化学反应的总称，因为细胞的 能量释放、储存和利用都必须通过化学反应来实现） (2)条件：需____的催化。 (3)意义：细胞代谢是_____________ 的基础。 化学反应 酶 细胞生命活动 一、酶在细胞代谢中的作用 likezhisheng 一、酶在细胞代谢中的作用 2H2O2 2H2O + O2↑ 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，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。细胞中含有的过氧化氢酶能将过氧化氢及时分解，变成氧和水。过氧化氢酶在肝脏里含量较多。 加热 加催化剂（如FeCl3) 1、细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？ 过氧化氢酶 2、过氧化氢在体外分解需要什么条件？ likezhisheng 实验探究：比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验目的： 自变量 （人为控制） 因变量 (检测对象) 2H2O2 2H2O + O2 反应条件 实验原理： 常温 加热 加FeCl3 加过氧化氢酶 产生量： 1、气泡产生情况 2、卫生香复燃情况 探究不同条件下过氧化氢的分解速率 likezhisheng 实验探究：比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验材料： 1、新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液 2、新配制的体积分数为3%的H2O2溶液 3、3.5%的FeCl3溶液 过氧化氢酶是一种蛋白质，新鲜的肝脏中过氧化氢酶数量多且活性强。 若肝脏不新鲜，其中的过氧化氢酶可能被微生物分解数量减少，活性降低。 不能。滴管中残余的少量酶混入FeCl3溶液中也会影响实验的准确性。 使酶更易释放出来，可充分与过氧化氢接触，发挥作用。 1.如何判断过氧化氢被分解的快慢？ 观察单位时间内产生气泡的多少或 观察带火星的卫生香的复燃情况 2.实验时，选用新鲜的肝脏作为实验材料的原因是什么？ 3.在实验中，为什么将肝脏研磨成溶液？ 4.在滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时，为什么不能共用一支吸管？ likezhisheng 实验探究：比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验设计： 3 2滴FeCl3 1 室 温 2 90℃水浴加热 取4支洁净的试管，分别编上序号1、2、3、4，向各试管内分别加入2ml过氧化氢溶液。 空白对照组 实验组 4 2滴肝脏研磨液 likezhisheng 实验探究：比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验现象： 1 2 3 4 常温 加热 加FeCl3 加过氧化氢酶 如何判断过氧化氢被分解的快慢？ 观察单位时间内产生气泡的多少 观察带火星的卫生香的复燃情况 likezhisheng 实验探究：比较过氧化氢在不同条件下的分解 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         卫生香复燃情况         不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 复燃 迅速复燃 likezhisheng 实验探究：比较过氧化氢在不同条件下的分解 控制变量和设计对照实验 ①变量：实验过程中变化的因素称为变量。 ②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。 ③因变量：因自变量改变而变化的变量叫做因变量。 ④无关变量：除自变量外，实验中还存在的一些对实验结果造成影响的可变因素，叫做无关变量。 实验中变量的控制： likezhisheng 实验设计原则 对照组：不经自变量处理 实验组：经过自变量处理 对照原则：设计对照实验，既要有对照组又要有实验组 ①空白对照 实验与对照在同一对象上进行，不另设对照组。 不单独设对照组，而是几个实验组相互对比对照，其中每一组既是实验组也是其他组别的对照组。 不做任何实验处理的对照组。 ②自身对照 ③相互对照 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 等量性原则：指除单一变量可以变化外,其他的实验条件要是一样的,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。 likezhisheng 实验探究：比较过氧化氢在不同条件下的分解 试管编号 说明 1 2 3 4 一 H2O2 浓度 剂量 二 剂量 结果 气泡产生 卫生香燃烧 2ml 2ml 2ml 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 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 复燃 迅速复燃 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样，在过氧化氢酶的作用下分解速率最快 反应条件 自变量 因变量 无关变量 对照组 实验组 等量性原则 等量性原则 单一变量原则 变量 步骤 对照实验 结论 相同 适宜 likezhisheng ①与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明______________________________________________________。 ②1、4号试管对照说明_____________________________________。 ③3、4号试管对照说明_____________________________________。 ④2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？ ⑤2、3、4号三支试管都有气泡放出，但4号试管放出的气泡最多，说明了什么？ 加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率 酶具有催化作用 与无机催化剂相比，酶的催化效率更高 最终产生的氧气一样多，因为几支试管的过氧化氢溶液的体积和浓度都相同。 加热、无机催化剂和酶都能促进过氧化氢的分解，提高反应速率，但是酶的催化效率更高。 实验结果分析 likezhisheng 控制变量和设计对照实验 自变量 因变量 无关变量 (等量且适宜) (单一变量) (检测) 一般步骤： 第一步：分组、编号，统一处理（注意“均分、实验对象状态一致”等） 第二步：分组施加自变量 第三步：一段时间后，检测因变量 科学方法 likezhisheng 判断题 × (1) 细胞中发生的化学反应统称为细胞代谢(　　) (2)酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行( ) (3)加热可使过氧化氢分解，所以加热也可以降低反应的活化能( ) (4)无关变量是与实验结果无关的变量(　　) (5)具有分泌功能的细胞才能产生酶(　　) (6)酶的作用是为化学反应提供能量(　　) (7)酶具有催化调节等多种功能(　　) (8)酶是活细胞产生的，只能在活细胞内起作用（ ） × √ × × × × × likezhisheng 19 ①新鲜肝脏细胞中过氧化氢酶活性较高，制成肝脏研磨液会增大酶与过氧化氢的接触面积，加快分解速率。 ②实验中滴加FeCl3溶液和肝脏研磨液的滴管不能混用，因为酶具有高效性，少量的酶带入FeCl3溶液会干扰实验结果。 ③氧气的产生量只与过氧化氢的量有关，加热、催化剂等只能改变反应速率缩短达到平衡点所需要的时间，不改变平衡点。 ④一般来说，活细胞都能产生酶。 ⑤酶通过降低活化能加快化学反应速率。 ⑥在反应前后，酶的化学性质和数量将保持不变。 ⑦酶只有催化作用，没有调节功能。 易错提示 likezhisheng 下节提示：降低化学反应活化能的酶（2） 本课结束 likezhisheng 问题探讨 Lavf57.41.100 Lavf57.41.100 $$