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

22. 活细胞时时刻刻都通过细胞膜与外界进行物质交换。下图是物质跨膜运输的示意图（微粒的多少表示浓度的高低），请据图回答下列问题： （1）图甲和图乙所示的物质跨膜运输方式分别是_____________和____________(填写“自由扩散”或“协助扩散”或“主动运输”)。 （2）图中的A和B表示细胞膜的两种主要成分，其中A表示的是__________分子，它构成了细胞膜的基本骨架。 （3）与图甲相比，图乙所示的物质跨膜运输方式还需要________的协助。 （4）图丙中的物质是________（填写“顺”或“逆”）浓度梯度跨膜运输的，据图分析丙中转运蛋白具有的功能是_____________________。 自由扩散 协助扩散 磷脂 载体蛋白（通道蛋白/转运蛋白/载体） 逆 催化ATP水解，运输物质 一 酶的作用和本质 第1节 降低化学反应活化能的酶 1.细胞代谢为什么离不开酶？ 2.酶是什么物质？ 3.通过对酶本质的探索过程的分析，你对科学是怎样发展的有哪些领悟？ 学习目标 预习教材P76~80，解决以下问题。 1、细胞代谢的本质是什么？细胞生命活动的基础是什么？ 2、实验的变量有哪些？无关变量对实验的影响？ 3、酶与无机催化剂有什么共性和区别？酶的作用机理？ 4、酶作用的意义？ 5、酶的合成场所，及化学本质？ 预习检测 定义： 主要场所： 实质： 特点： 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 1.细胞代谢 细胞内各种化学反应的统称。 细胞质基质 一般都需要酶催化。 (一)、酶在细胞代谢中的作用 P76 (一)、酶在细胞代谢中的作用 意义： P76 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↑ 讨论1：过氧化氢在体外分解需要什么条件？ 加热 、强酸、强碱、加催化剂（如Fecl3) 实验：比较H2O2在不同条件下的分解 2 H2O2 2 H2O + O2↑ 2 H2O2 2 H2O + O2↑ 2 H2O2 2 H2O + O2↑ Fe3+ 过氧化氢酶 2 H2O2 2 H2O + O2↑ 1、实验原理 2、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 P77 3、实验用具： P77 要观察什么现象来比较分解速率的快慢？ 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 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？ 3．3号试管和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？ 不能。 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FeCl中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能促进过氧化氢的分解。 3.5%FeCl3 20%肝脏研磨液(含过氧化氢酶） P77 4. 实验现象分析 讨论： 4．3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？ 4号试管反应速率快很多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。 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、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。 3.5%FeCl3 20%肝脏研磨液(含过氧化氢酶） 4. 实验现象分析 酶具有高效性 分 组 编 号 1号 2号 3号 4号 相 同 处 理 不 同 处 理 气泡产生 卫生香复燃 结 论 对照组 实 验 组 2mL 过氧化氢溶液 常温 90℃水浴 2滴FeCl3溶液 2滴肝脏研磨液 实验：比较H2O2在不同条件下的分解 5、实验现象 无气泡 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 对照实验 变量 对照组 实验组 对照性原则 P78 无关变量相同且适宜 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 变量 相同 适宜 对照组 实验组 对照性原则 实验：比较H2O2在不同条件下的分解 1、2号试管对比，说明___________ 1、3号试管对比，说明___________ 1、4号试管对比，说明___________ 3、4号试管对比，说明___________ 对照性原则 加热可以加快H2O2的分解。 FeCl3可以催化H2O2的分解。 过氧化氢酶具有催化作用,可以催化H2O2的分解。 与FeCl3相比，氧化氢酶的催化效率更高。 【视频学习】加热、Fe3+、酶的作用机理 活化能 活化能 活化能 加热 Fe3+ 酶 反 应 过 程 机理： 加热—— Fe3+、酶—— 提供能量 降低化学反应的活化能 ——催化作用 (一)、酶在细胞代谢中的作用 ➋酶作用意义： 活化能 加热 Fe3+ H2O2酶 为过氧化氢分子提供能量 降低化学反应的活化能 显著降低化学反应的活化能 ➊酶的作用机理 使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行。 (一)、酶在细胞代谢中的作用 ——催化作用 图中①表示： 图中②表示： 图中④表示： 时化学反应所需的活化能。 催化时化学反应所需的活化能。 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 更显著地降低化学反应的活化能 无催化剂 无机催化剂 酶 (一)、酶在细胞代谢中的作用 理解：酶的作用原理——降低化学反应的活化能 ac段的含义： bc段的含义： ab段的含义： 无催化剂时，反应所需的活化能 有酶催化时，反应所需的活化能 酶降低的活化能 思考：若将酶改为无机催化剂催化该反应，则b点在纵轴上将 移动。 向上 （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。） 17 阅读P79-80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。 (二) 酶的本质 (二) 酶的本质 19 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 【思考】请给酶下一个比较完整的定义。 少数酶是RNA (二)、酶的本质 （1）酶的本质： 酶的化学本质 酶的来源 酶的功能 酶可在细胞内、细胞外、体外发挥作用 （2）酶的应用： 酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物， 绝大多数酶是蛋白质。少数酶是RNA。 溶菌酶含片 加酶洗衣粉 消化液 (二)、酶的本质 化学本质 绝大多数是_______ 少数是_____ 合成原料 _______ ___________ 合成场所 _______ _____________ 来源 ___________________________________________________ 作用场所 ________________________ 生理功能 _______________ 蛋白质 RNA 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 细胞内、外或生物体外均可 生物催化作用 主要是细胞核(真核细胞) 一般来说活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶 (二) 酶的本质 24 习题检测 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 25 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 习题检测 26 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。 习题检测 27 Lavf58.48.100 $$