5.1 降低化学反应活化能的酶课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修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 学习目标 目标 01 02 03 说明酶在细胞代谢中的作用和化学本质。(生命观念、科学思维） 通过有关实验，进一步熟悉控制自变量的方法。（科学思维、科学探索） 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） 2 温和 ①常温 ②常压 ③水溶液环境 ④pH接近中性 剧烈 ①高温 ②高压 ③强酸 ④强碱 常见有机化学反应 细胞内外的环境 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？ 酶在细胞代谢中的作用 细胞代谢：细胞中每时每刻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，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。 2H2O2 2H2O + O2↑ 1.过氧化氢在体外分解需要什么条件？ 2.细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？ 加热、强酸、强碱、 加催化剂（如Fecl3) 细胞中含有过氧化氢酶 过氧化氢酶与加热、强酸、强碱、加催化剂都能使过氧化氢分解，他们原理一样吗？分解速率一样吗？如何设计实验来探究酶的作用？ 酶在细胞代谢中的作用 1. 实验目的： 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。 2. 实验原理： 2H2O2 2H2O+O2 反应条件 ①加热 ②无机催化剂：Fe3+ ③新鲜肝脏：过氧化氢酶 不同条件 判断H2O2的分解快慢依据： O2的产生量 ①点燃的卫生香的复燃情况 ②气泡冒出情况 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验 3. 实验材料： ①新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（含较多的过氧化氢酶） ②质量分数为3.5%的FeCI3溶液 ③新配制的体积分数为3%的H2O2溶液 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 4. 实验用具： 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验 一 酶在细胞代谢中的作用 任务一：观看实验视频，观察实验现象，思考讨论教材P77页的四个问题。时间6min。 组别 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 5. 实验设计及结果： 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验 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？ 2号试管放出的气泡多，说明加热能提高反应速率 2.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？ 不能 4.2号、3号、4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？ 3.3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？ FeCl3中的Fe3+ 和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。 4号，过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多。 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验 细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内的化学反应的顺利进行是至关重要的。 6.为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？ 5.2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多？ 一样多，几支试管的H2O2 溶液的体积和浓度都相同。 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验 ②自变量： ③因变量： ④无关变量： 除自变量外，实验中还存在的一些也可对实验结果造成影响的其它变量 随着自变量的变化而变化的变量 人为改变的变量 ①变 量： 实验中可以变化的因素 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相同且适宜。 控制变量和设计对照实验 自变量 因变量 无关变量 (相同且适宜) (控制) (检测) 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 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 过氧化氢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 对照实验 讨论：无关变量对实验结果没有影响吗？该实验的无关变量有哪些？ 变量 相同 适宜 对照组 实验组 讨论：该实验的对照组和实验组分别是什么？ 对照性原则 加热、Fe3+、酶的作用机理 提高分子的能量 降低化学反应的活化能 更显著地降低化 学反应的活化能 加热 Fe3+ 酶 酶作用原理： 酶作用意义： 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。 与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。 使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行。 加热、Fe3+、酶的作用机理 图中①表示： 图中②表示： 图中④表示： 无催化剂时化学反应所需的活化能。 无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。 酶催化时化学反应所需的活化能。 图中③表示： 图中⑤表示： 无机催化剂降低的活化能 酶降低的活化能 酶是什么物质呢？ 加热、Fe3+、酶的作用机理 我国早在4000多年前的夏禹时代，就掌握了酿酒技术。1716年《康熙字典》收录了酶字，并将“酶”解释为“酒母也”。“酒母”就是现在所说的酵母。 19世纪以前，人们还不知道酶为何物。19世纪以后，随着酿酒中发酵过程的深入研究，科学家才揭开酶的“面纱”。 酶的本质 16 任务三：阅读P80-81关于酶本质的探索内容，小组讨论整理历代科学家在揭示酶的本质的过程中做出的贡献，完成P80拓展题2。时间3min。 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 切赫和奥尔特曼 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 脲酶是蛋白质 胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质 切赫 奥尔特曼 请给酶下一个比较完整的定义。 少数酶是RNA 酶的本质 定义 绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA 酶的化学本质 酶的来源 酶的功能 活细胞产生的 具有催化作用的 有机物。 一类 一般说来，活细胞都能产生酶 酶可在细胞内、细胞外、体外发挥作用 酶只起催化作用，无调节功能 本质 温馨提示 酶的本质 化学本质 绝大多数是_______ 少数是_________ 元素组成 合成原料 合成场所 来源 一般来说，活细胞都能产生 作用场所 作用原理 RNA 蛋白质 核糖核苷酸 氨基酸 核糖体 细胞核（真核生物） 细胞内、外及生物体外均能发挥作用 C、H、O、N、(S) C、H、O、N、P 显著降低化学反应的活化能 酶的本质 20 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 课堂小结 21 Lavf58.30.100 Lavf58.48.100 $$