5.1.1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5章 细胞的能量供应和利用 一 酶的作用和本质 第1节 降低化学反应活化能的酶 当双氧水涂抹到伤口处，你观察到了什么现象？并利用已有的化学知识解释这个现象。 2H2O2 2H2O+O2 ❓ 酶的作用和本质 学习目标 01 02 03 理解酶的化学本质，认同科学发现是在不断地探索和争论中前进的。(生命观念） 通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，尝试设计对照实验。（科学探究） 通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的，体会科学家不畏挫折的精神。 （社会责任） 学习目标 学习目标 4 细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。 细胞中含有另一种物质，能将过氧化氢及时分解为氧气和水，这种物质就是过氧化氢酶。 细胞代谢 2H2O2 2H2O + O2 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。(如光合作用，氨基酸的脱水缩合等） 主要场所：细胞质基质 2H2 SZ-LWH 探究·实践“比较过氧化氢在不同条件下的分解速率的大小” 处理方法 水浴加热 无机催化剂（FeCl3溶液 ） 过氧化氢酶（肝脏研磨液） 如何检测？ 气泡冒出情况 点燃卫生香复燃情况 实验应该分为几组？ SZ-LWH 比较H2O2在不同条件下的分解 探究.实验 实验材料 ①新鲜的质量分数为20%肝脏研磨液； ②新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液； ③质量分数为3.5%的FeCl3溶液； ④90度的热水 各种用具如：量筒、试管、滴管、卫生香等等。 一、酶在细胞代谢中的作用 SZ-LWH SZ-LWH 问题●探 实验设计及操作 组别 对照组 实验组 1 2 3 4 过氧化氢 H2O2浓度 H2O2剂量 反应条件 结果 产生气泡 卫生香燃烧情况 比较H2O2在不同条件下的分解 探究.实验 常温 90℃ FeCl32滴 肝脏研磨液2滴 阅读教材77页，以小组为单位，进行实验并完成实验结果记录 并完成77页的讨论题 2mL 2mL 2mL 2mL 3% 3% 3% 3% 一、酶在细胞代谢中的作用 SZ-LWH SZ-LWH 问题●探 6 实验结果 组别 对照组 实验组 1 2 3 4 过氧化氢 H2O2浓度 3% 3% 3% 3% H2O2剂量 2mL 2mL 2mL 2mL 反应条件 常温 90℃ FeCl32滴 肝脏研磨液2滴 结果 产生气泡 卫生香燃烧情况 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 比较H2O2在不同条件下的分解 探究.实验 一、酶在细胞代谢中的作用 SZ-LWH SZ-LWH 问题●探 问题2: 在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？ 问题1: 与１号试管相比，２号试管出现什么不同的现象？说明什么？ 问题3: 3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？ 问题4: 2、3、4号三只试管都有气泡放出，但4号试管放出的气泡最多，这一现象说明了什么？ 问题5: 通过对这个实验结果的分析，你认为酶在细胞代谢中具有什么作用？ 2号试管放出的气泡多，说明加热能提高反应速率 不能 FeCl3中Fe3+ 和新鲜肝脏中过氧化氢酶都能加快分解速率。 过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多 酶在温和条件下，可以高效完成对化学反应的催化，即酶具有高效催化化学反应的作用 一、酶在细胞代谢中的作用 实验分析 请思考： 通过刚才探究实验，生物学实验设计中特别需要注意的一些因素呢？ 控制变量和设计对照实验 人为控制的对实验对象进行处理的因素 除作为自变量因素外，其余因素（无关变量）保持一致，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 除自变量外，实验过程中还存在对实验结果造成影响的可变因素 因自变量改变而变化的变量 对照实验 无关变量 自变量 因变量 控制变量和设计对照实验 Y = a + f(x) 自变量 因变量 无关变量 一、酶在细胞代谢中的作用（科学方法） 阅读课本78页的科学方法，明确相应概念（1分钟） 一、酶在细胞代谢中的作用（科学方法） 试管编号 步骤 1 2 3 4 一 二 三 观察 实验结论 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 H2O2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 无关变量 H2O2浓度 H2O2剂量 气泡产生 带火星的卫生香 自变量 因变量 变量 相同 适宜 对照组 实验组 对照性原则 对照实验 SZ-LWH SZ-LWH 问题●探 常态 终态 活跃状态 活化能 酶的催化效率为何会更高呢？ 你能解释加热，加无机催化剂，加酶在这一过程中的不同吗？ 二、酶的作用原理 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。 加热：使H2O2分子得到了能量 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。 二、酶的作用原理 SZ-LWH 二、酶的作用原理 没有催化剂时的活化能是 有酶催化时的活化能是 酶降低的活化能是 (用图中文字表示) a-c b-c a-b SZ-LWH 三、酶的本质 酶到底是什么物质呢？ 19世纪以前，人们还不知道 酶为何物。19世纪以后，随着对酿酒中发酵过程的深入研究，科学家才逐渐揭开了酶的“面纱”。 阅读P79关于酶本质探索 每组派一个代表模仿其中一位科 学家陈述自己的主要观点，并讨论完成下面的问题。 巴斯德和李比希观点有什么积极意义？有什么局限性？ 巴斯德和李比希争论原因是什么？对后人研究酶本质意义？ 毕希纳是如何终结上述争论的？他的实验结论是什么？ 萨姆纳成功揭示脲酶化学本质靠什么样的精神？ 三、三、酶的本质 （3min ） 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 1、发酵由酵母菌细胞的存在所致 2、发酵必需有活细胞参与 1、引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质 2、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 证明少量RNA也具有生物催化功能 关于酶本质的探索 三、酶的本质 SZ-LWH 1、巴斯德和李比希观点有什么积极意义？有什么局限性？ 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。 李比希 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后才能发挥作用，是不正确的 三、酶的本质 SZ-LWH 2、试从巴斯德和李比希研究的领域的区别，分析他们争论原因是什么？对后人研究酶的本质有何意义？ 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。 三、酶的本质 SZ-LWH 3、毕希纳是如何终结上述争论的？他的实验结论是什么？ 毕希纳的实验说明，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。 4.萨姆纳历经9年才证明尿酶是蛋白质并因此获得诺贝尔化学奖，你认为 他取得成功靠的是什么样的精神品质？ 萨姆纳历时9年，用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。 三、酶的本质 SZ-LWH 5.请给酶下一个比较完整的定义。 催化剂 功能 本质 活细胞产生的 酶 来源 绝大多数是蛋白质， 少数是RNA 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。 三、酶的本质 SZ-LWH 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 因变量 无关变量 原理：降低化学反应活化能 控制变量 设计对照实验 课堂小结 24 在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。 —— 马克思 小题快练 1、大多数酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明（ ） A.大多数酶是细胞产生的 B.大多数酶是生物催化剂 C.大多数酶的化学本质是蛋白质 D.大多数酶的基本组成单位是多肽 C 习题巩固 2、关于酶的叙述中,正确的是( ) A．酶只有在生物体内才能起催化作用 B．酶都有消化作用 C．酶是活细胞产生的具有催化效率的有机物。 D．酶都是在核糖体上合成的 3．20世纪80年代初，切赫和奥特曼分别发现了具有催化功能的核酶，打破了酶只是蛋白质的传统观念，为此双双获得了1989年的诺贝尔化学奖。“核酶”是指某些（ ） A．DNA B．RNA C．染色体 D．ATP C B SZ-LWH SZ-LWH 问题●探 —、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 D 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 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 2 mL 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。这样做的目是 。 可以作为3 号试管和4 号试管的对照组 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。 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？ 待测酶液 双缩脲试剂 紫色反应 该酶是蛋白质 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。 酶为生活添姿增彩 多酶片 多酶片中含有多种消化酶， 人在消化不良时可以服用。 1.为什么需要用温水浸泡？ 2. 能否用它来洗羊毛衫？ 加酶洗衣粉 果胶酶 分解果肉内细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得澄清。 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.57(gap_fixed:False) $$