5.1.1降低化学反应活化能的酶-酶的作用和本质课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第五章 细胞的能量供应和利用 第1节　降低化学反应活化能的酶(1) 预习课本P76—80，回答以下问题： 1、细胞代谢？活化能？酶在细胞代谢中的作用？ 2、对照实验？自变量？因变量？无关变量？ 3、“关于酶本质的探索”中各位科学家的结论？ 4、酶的概念及本质？ 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。 问题探讨 是什么物质使肉块消失了？ 怎样才能证明你的推测？ 为什么要将肉放在金属笼内？ 便于取出实验材料(肉块)，排除物理性消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学性消化。 是胃内的化学物质将肉块分解了。 收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。 第1节 降低化学反应活化能的酶 一、细胞代谢 常见有机化学反应的条件 细胞内外的环境 细胞在较为温和的环境中，各种 生化反应如何高效有序的进行呢？ 常温 常压 水溶液环境 pH接近中性 高温 高压 强酸 强碱 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 温和 剧烈条件 二、酶在细胞代谢中的作用 1、比较H2O2在不同条件下的分解 (1)实验原理： 过氧化氢在常温或高温或Fe3+或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气。 (2)实验目的： (3)实验材料： 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。 2H2O2 2H2O + O2 常温/加热/Fe3+/过氧化氢酶 O2的产生速率 新鲜的质量分数20%的肝脏研磨液 质量分数3.5%的FeCI3溶液 新配制的体积分数3 %的H2O2溶液 二、酶在细胞代谢中的作用 1、比较H2O2在不同条件下的分解 (4)实验过程： 二、酶在细胞代谢中的作用 1、比较H2O2在不同条件下的分解 (5)实验结果： 观察气泡的多少及点燃的卫生香的燃烧程度 1号 2号 3号 4号 (6)实验结论： 加热、无机催化剂、酶都能加快化学反应的速率； 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剂。 二、酶在细胞代谢中的作用 1、比较H2O2在不同条件下的分解 讨论： 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？ ②在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？ ③3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？ ④3号试管和4号试管相比，哪只试管中的反应速率快？这说明什么？ 2号试管放出的气泡多。说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。 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的分解。 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。 不能 ④为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？ 细胞内每时每刻都在进行着许多化学反应，这些化学反应需要在常温常压下高效率的进行，只有酶能满足这样的要求 P78：科学方法—控制变量和设计对照实验 步骤 试管编号 说明 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 不明显 少量 较多 大量 卫生香燃烧 不复燃 不复燃 变亮 复燃 对照组 实验组 实验应遵循的原则： 等量原则 单一变量原则 因自变量的改变而变化的因素 人为控制的对实验对象进行处理的因素 实验中可能存在的一些对实验结果造成影响的可变因素 自变量 因变量 无关变量 对照实验 变量 对照原则 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叫作对照实验。 2滴清水 2滴清水 等量原则 等量原则 单一变量原则 无关变量 二、酶在细胞代谢中的作用 2、酶的作用原理 酶的催化效率为何会更高呢？与加热促进反应的原理相同吗？ 加热为什么能加快过氧化氢分解？ 3号、4号试管没有加热，为什么也有大量气泡产生？ 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。 使H2O2分子得到了能量 Fe3+：降低化学反应的活化能 酶：能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。 由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下 快速有序地进行 细胞代谢为什么离不开酶？ 二、酶在细胞代谢中的作用 2、酶的作用原理 酶降低的活化能 酶催化过程所需的活化能 无酶催化过程下，所需的活化能 ①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是 段。 ②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是 段。 ③表示酶降低的活化能是_____段。 (4)若将酶变为无机催化剂，则B在纵轴上向什么方向移动？ AC BC AB 降低活化能的作用更显著 向上移动 三、酶的本质 1、关于酶本质的探索 巴斯德之前 萨姆纳 巴斯德 李比希 毕希纳 切赫和奥尔特曼 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 发酵必需有活细胞参与 引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质,且只在酵母菌死亡裂解后才发挥作用 活细胞粉碎后所得物质（酿酶）的作用和活的酵母细胞一样 证明脲酶是蛋白质 发现少量RNA也具有生物催化功能 酶的定义？ 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，极少数酶是RNA 三、酶的本质 2、关于酶的总结 化学本质 绝大多数_______ 少数是_____ 合成原料 合成场所 来源 作用部位 生理功能 作用原理 蛋白质 RNA 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 细胞核（主要） 降低化学反应的活化能 催化作用 活细胞 细胞内外、体外 可变因素 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，极少数酶是RNA 酶的化学本质 活细胞产生的，绝大多数是蛋白质，少数是RNA 细胞代谢的概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应 酶的作用机理：显著降低化学反应的活化能 酶在细胞代谢中的作用 酶的作用和本质 细胞代谢为什么离不开酶？ 由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行 科学方法 控制变量和设计对照实验 小结 实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 一、概念检测 1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，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.酶和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.能在温和条件下催化化学反应 D.催化化学反应更高效 D D 二、拓展应用 1.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？ 本小节“探究·实践”涉及的自变量并非只有⼀个,而是包括温度和催化剂两个变量,1号试管中仅放置了过氧化氢溶液,可以起到对照作用。2号试管与 1 号试管的区别在于温度,3号试管和4号试管与 1 号试管的区别在于多了催化剂 3号试管与 4号试管之间也可以起相互对照作用。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。 15 2.仔细阅读本节的“思考·讨论”，通过完成下面的图解，体会巴斯德、李比希、毕希纳、萨姆纳的观点之间的逻辑关系；写一篇短文，谈谈对科学发展过程的认识。 巴斯德之前 发酵与活细胞有关,发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用 发酵是纯化学反应，与生命活动无关。 巴斯德 李比希 引起发酵的是细胞中的某些物质,但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。 毕希纳 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 萨姆纳 酶是蛋白质 3.给你一份某种酶的结晶，你能设计实验检测它是不是蛋白质吗?请简略写出实验步骤。想一想，在萨姆纳之前，为什么很难鉴定酶的本质? 可用第2章中学过的检测蛋白质的方法。在萨姆纳之前,之所以很难鉴定酶的本质,主要是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。 实验组：待测酶液 + 双缩脲试剂 → 是否出现紫色反应 实验组 对照组 待测 酶液 稀释的 鸡蛋清 对照组：已知蛋白液 + 双缩脲试剂 → 出现紫色反应 一、概念检测 1.D 2.D 练习与应用(P80) 二、拓展应用 2.巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用 李比希：引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡并 裂解后才能发挥作用 毕希纳：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 萨姆纳：酶是蛋白质 3.检测方法：(略） 因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。 1.5号试管可以与4号试管作对照；6号试管可以作为3号、4号试管的对照组。 Lavf58.47.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.57(gap_fixed:False) $$