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1节 第1课时 酶的作用和本质 SW生老师 SW生老师 2024/12/11 1 收集鹰胃内的化学物质，在体外是否可以将肉块分解。 1773年，意大利科学家斯帕兰札尼(L.Spallanzani,1729-1799)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。 讨论： 1为什么要将肉块放在金属笼内? 2.是什么物质使肉块消失了? 3.怎样才能证明你的推测? 排出物理消化的干扰； 胃内的化学物质； 问题探讨 SW生老师 2024/12/11 2 胃内的化学物质物质是什么呢？ 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。 研究发现盐酸和胃蛋白酶混合后，在体外也可以将肉块分解。 由此你可得出什么结论？ 肉块是在酸性环境中，在胃蛋白酶的催化下，被消化了 酶在生物体内起什么作用呢？ SW生老师 2024/12/11 3 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶，FeCl3溶液和肝脏研磨液都可以催化过氧化氢分解，那么它们之间谁催化过氧化氢分解的能力强呢? 细胞代谢是细胞生命活动的基础。 代谢过程中会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。 过氧化氢酶能催化过氧化氢及时分解，变成氧气和水。 细胞代谢离不开酶。 一、酶在细胞代谢中的作用 SW生老师 2024/12/11 4 探究实践 比较过氧化氢在不同条件下的分解 SW生老师 2024/12/11 5 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。 2H2O2 2H2O + O2 反应条件 1、加热是化学反应的常见条件 2、Fe3+是无机催化剂 3、新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶 不同条件 SW生老师 2024/12/11 6 2、材料用具: 新鲜的质量分数为20%的肝脏(如猪肝、鸡肝)研磨液；新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液；质量分数为3.5%的FeCl3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。 想一想 1.为什么选择新鲜的肝脏？ 肝脏放置时间长，过氧化氢酶会被破坏，影响实验效果 2.为什么把肝脏制成研磨液？ 使细胞内的酶释放出来，从而增加酶与过氧化氢的接触概率，加快分解速率。 SW生老师 2024/12/11 7 3、方法步骤 试管编号 1 2 3 4 第一步 每支试管加2ml过氧化氢溶液 第二步 常温 90℃水浴 2滴FeCI3溶液 2滴肝脏研磨液 实验现象 无明显气泡 少量气泡 较多气泡复燃 最多气泡 快速复燃 4、实验结论： （1）加热、FeCl3和过氧化氢酶都可以加快H2O2分解为H2O和O2的反应速率。 （2）过氧化氢酶的催化效果比FeCl3更显著。 SW生老师 2024/12/11 8 加热促使H202分解，是因为加热使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。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称为活化能。 SW生老师 2024/12/11 9 酶在细胞代谢中的作用 SW生老师 2024/12/11 10 酶和Fe3+催化H2O2分解，并没有给H2O2提供能量，而是降低了H2O2化学反应的活化能。 酶同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更加显著，催化效率更高。 酶催化的实质 SW生老师 2024/12/11 11 实验变量及对照实验 实验变量:实验过程中的变化因素。 ①自变量:指人为控制的对实验对象进行处理的因素，如上述实验中的催化剂种类。 ②因变量:随着自变量改变而变化的变量,如上述实验中的H2O2分解速率。 ③无关变量:除自变量外,会对实验结果造成影响的可变因素。 实验中各组无关变量应保持相同且适宜。 对照实验: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。 对照实验一般要设置对照组和实验组，如上述实验中的1号试管属于未作任何处理的空白对照组，2号、3号和4号试管是实验组。 SW生老师 2024/12/11 12 1、均等处理材料，分组并编号。一般编号为A,B,C...组。 2、控制单一变量原则，设置合理的变量及对照组 3、相同并适宜条件处理（培养）一定时间 4、观察并记录实验现象（结果） 实验设计的一般步骤 试管编号 A B C D 第一步 每支试管加2ml过氧化氢溶液 第二步 常温 90℃水浴 2滴FeCI3溶液 2滴肝脏研磨液 实验现象 无明显气泡 少量气泡 较多气泡复燃 最多气泡 快速复燃 SW生老师 2024/12/11 13 控制变量和设计对照实验 实验设计的原则： ①对照原则: ②单一变量原则： 设计对照实验,既要有对照组又要有实验组。 在对照实验中,除了要观察的变量（自变量）发生变化外,其他变量（无关变量）都应保持相同。 ③平行重复原则： 在同一组中设置多个相同装置（比如：多株植株、多个种子）在相同条件下同一时间进行实验，将数据取平均值，减少偶然性。 SW生老师 2024/12/11 14 设计对照实验 对照实验一般要设置对照组和实验组 对照组 实验组 空白对照 设问：１与２、１与３和４、３与４对照的自变量分别什么？ SW生老师 2024/12/11 15 思考•讨论：关于酶本质的探索 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 少数酶是RNA 切赫 奥特曼 二、酶的本质 SW生老师 2024/12/11 16 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。 其中绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA。 酶的来源 酶的作用 酶的化学成分 降低活化能 酶在细胞内外都能发挥作用 SW生老师 2024/12/11 17 错误说法 正确理解 产生场所 化学本质 作用场所 作用 来源 具有分泌功能的细胞才能产生 活细胞（除哺乳动物成熟的红细胞） 辨析酶的五种说法 蛋白质 有机物（大多数为蛋白质，少数为RNA） 只在细胞内起催化作用 在细胞内和细胞外均可发挥作用 酶具有调节、催化作用 酶只起催化作用 可来源于食物等 酶只在生物体内合成 SW生老师 2024/12/11 18 大量的实验数据表明，酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍。这对细胞有什么意义呢？ SW生老师 2024/12/11 19 三、酶的催化机理 酶为什么能大幅度地降低反应的活化能呢？ SW生老师 2024/12/11 20 酶 酶 酶 底物 中间产物 产物 酶+底物 酶-底物复合物 酶+产物 SW生老师 2024/12/11 21 课堂总结 SW生老师 2024/12/11 22 课堂练习 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 SW生老师 2024/12/11 23 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 SW生老师 2024/12/11 24 3.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 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号试管的区别在于比1号试管多了催化剂。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号试管作对照；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。 SW生老师 2024/12/11 25 Lavf59.27.100 Lavf58.28.100 $$