5.1降低化学反应活化能的酶（第1课时）课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

降低化学反应活化能的酶 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。 讨论 斯帕兰扎尼在研究鹰的 消化作用 1.为什么要将肉块放在金属笼内？ 便于取出实验材料(肉块)，排除物理消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学消化。 2.是什么物质使肉块消失了？ 3.怎样才能证明你的推测？ 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。 蛋白块被蛋白酶水解消失 问题探讨 一、酶的作用 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 酶1 酶2 酶3 酶11 酶5 酶6 酶12 酶8 酶9 酶10 酶14 酶7 酶13 酶15 酶16 酶17 酶18 细胞代谢离不开酶。 酶在细胞代谢中起什么作用呢？ 比较过氧化氢在不同条件下的分解 1.实验目的： 比较H2O2在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用原理。 2.实验原理： 2H2O2 2H2O + O2 反应条件 1.常温 2.加热 3.Fe3+是无机催化剂 4.新鲜的肝脏中的过氧化氢酶 3.材料用具： 新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液 质量分数为3.5%的FeCl3溶液 新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液 a.材料： b.用具： 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 探究·实践 4.实验过程： 组别 1 2 3 4 过氧化氢 浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2mL 2mL 2mL 2mL 反应条件 常温 90℃ FeCl32滴 肝脏研磨液2滴 结果 气泡数 卫生香复燃情况 探究·实践 1.与1号试管相比，2号试管出现了什么不同的现象？这一现象说明什么？ 2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热促进过氧化氢的分解，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。 3. 3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？ 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分解的速率。 探究·实践 实验分析: 1与2对照：__________________________________ 1与3对照：_____________________________________ 1与4对照：_____________________________________ 3与4对照：_____________________________________ 加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(为反应提供能量) FeCl3在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(催化作用) 过氧化氢酶在常温下能促进H2O2的分解，提高反应速率。(催化作用) 过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高。 探究·实践 4.3号试管与4号试管相比，哪支试管中反应速率快？这说明什么？为什么说酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要？ 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。 细胞内每时每刻都在进行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，所以酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。 探究·实践 6.实验结论 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的催化效率。 探究·实践 科学方法 控制变量和设计对照实验 实验过程中遵循的原则： 控制变量原则、对照原则、等量原则 人为控制的对实验对象进行处理的因素 自变量 除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素 无关变量 因自变量改变而变化的变量 因变量 1.变量：实验中可以变化的因素 组别 对照组 实验组 变量 1 2 3 4 过氧化氢 浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2mL 2mL 2mL 2mL 反应条件 常温 90℃ FeCl3 2滴 肝脏研磨液2滴 结果 产生气泡 无气泡 少量 较多 大量 卫生香燃烧 情况 不复燃 不复燃 变亮 复燃 无关变量 无关变量 自变量 因变量 因变量 分析比较过氧化氢在不同条件下的分解的变量 2.对照原则 除作为自变量的因素外，无关变量都保持一致，并将结果进行比较的实验。 科学方法 控制变量和设计对照实验 对照的类型： 空白对照、自身对照、条件对照、相互对照(对比实验) 步骤 试管编号 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 肝脏研磨液 观察 气泡产生 卫生香燃烧 结论 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 不明显 不复燃 变亮 较多 不复燃 少量 复燃 大量 对照组 实验组 分析比较过氧化氢在不同条件下的分解的对照原则 一、酶的作用 酶在细胞代谢中起催化作用。 酶起催化作用的机理是什么呢？ 活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃态所需要的能量。 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。 AC BC AB 酶的作用机理：降低化学反应活化能 一、酶的作用 15 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 奥尔特曼 1.关于酶本质的探索 二、酶的本质 能够在细胞内温和环境中催化各种生化反应，酶是一种什么样的物质呢？ 二、酶的本质 2.酶的本质 酶可在细胞内、细胞外、体外发挥作用 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，少数的酶是RNA。 酶的来源 酶的作用 酶的本质 归纳酶的本质及生理功能 化学本质 绝大多数是________ 少数是_____ 合成原料 合成场所 来源 生理功能 作用原理 蛋白质 RNA 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 主要在细胞核 降低化学反应的活化能 催化作用 活细胞 甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性(酶催化特定化学反应的能力)与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是（    ） A.甲酶的化学本质为蛋白质 B.甲酶能够不被该种蛋白酶降解 C.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 D.甲酶可能是具有催化功能的RNA A 小试牛刀 如图表示过氧化氢分解前后的能量变化，其中曲线A、B分别表示没有酶催化和有酶催化时的反应过程。下列叙述错误的是(　　) A.图中H表示没有酶催化时反应所需的活化能 B.图中h表示酶催化时反应所需的活化能 C.若将过氧化氢酶换为Fe3＋，则H-h值减小 D.在加热时，H值将减小 D 小试牛刀 5班 20 生物体内许多化学反应需要酶的催化,下列关于酶的叙述,正确的是 (　　) A.酶只有在生物体内才能起催化作用 B.所有酶都含有C、H、O、N四种化学元素 C.人体内的酶进行催化过程中，酶本身不变,所以酶不会发生自我更新 D.酶都在核糖体上合成 B 小试牛刀 5班 21 酶的概念： 正确说法 错误说法 来源 具有分泌功能的细胞产生，有的来源于食物 化学本质 蛋白质 合成原料 氨基酸 合成场所 核糖体 作用场所 只在细胞内起催化作用 生理功能 酶具有调节、 催化等多种功能 活细胞都能产生 (哺乳动物成熟红细胞除外) 有机物(多数是蛋白质，少数为RNA) 氨基酸或核糖核苷酸 核糖体或细胞核 在细胞内、细胞外， 或生物体外发挥作用 酶只有催化作用 小试牛刀 $$