5.1降低化学反应活化能的酶课件-2025-2026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 01 细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 细胞代谢离不开酶！ 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 对酶的研究从常见的消化酶开始。 常见有机化学反应的条件 高温 高压 强酸 强碱 剧烈条件 温和 常温 常压 水溶液环境 pH接近中性 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！ 鸡为什么要啄食沙粒？ 物理性消化 【问题探讨】意大利科学家斯帕兰扎尼将肉放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去，一段时间后，笼内的肉块消失了。 1.斯帕兰扎尼所做的实验是想证明什么？ 2.为什么要将肉块放在金属笼内？ 3.是什么物质使肉块消失了？ 4.怎样才能证明你的推测？ 食物被消化是发生的物理变化还是化学反应 便于取出实验材料(肉块)，排除物理性消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学性消化。 胃内的某种化学物质 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。 斯帕兰扎尼的实验证明，食物在胃中的消化与胃液中的某种化学物质有关。 施旺的实验证明，肉类在胃中的消化与胃液中的胃蛋白酶有关。 学习目标 通过对酶催化作用具体实例的讨论，说明酶在细胞代谢中的作用 通过比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，学会控制变量 分析关于酶本质的探索材料，阐明酶的本质 简单说出第五章的内容，大致了解 思 分析实验中的自变量、因变量、无关变量，对照组和实验组 什么是化学反应的活化能？会分析曲线图 加热促使H2O2分解，Fe3＋和过氧化氢酶也能促使H2O2分解，它们作用的原理相同吗？ 酶的作用，酶的作用机理 酶本质的探索历程，归纳出酶的定义 议 分析实验中的自变量、因变量、无关变量，对照组和实验组 什么是化学反应的活化能？会分析曲线图 加热促使H2O2分解，Fe3＋和过氧化氢酶也能促使H2O2分解，它们作用的原理相同吗？ 酶的作用，酶的作用机理 酶本质的探索历程，归纳出酶的定义 细胞代谢 概念：细胞中每时每刻都在进行着许多化学反应，统称为细胞代谢 意义：是细胞生命活动的基础 细胞代谢的主要场所或中心：细胞质基质 细胞代谢的控制中心：细胞核 11 比较过氧化氢在不同条件下的分解 探究·实践 2H2O2 2H2O + O2 反应条件 1、实验目的 新配制的体积分数为3%的H2O2溶液；新鲜的肝脏研磨液（含有过氧化氢酶）；质量分数为3.5%的FeCl3溶液；卫生香等 2、实验材料 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。 3、实验原理 条件①加热 条件②加入FeCl3溶液 条件③加入肝脏研磨液 自变量 因变量 无关变量 ①单一变量原则 可观测性 ②等量性原则 无关变量需相同且适宜 自变量 温度和催化剂 比较过氧化氢在不同条件下的分解 探究·实践 4、实验设计： 试管编号 H2O2溶液 处理方式 结果（气泡的多少） 点燃的卫生香 1 2 mL 不做处理 基本无气泡 2 2 mL 90℃水浴加热 少量气泡 3 2 mL 2滴FeCl3 较多气泡 复燃不明显 4 2 mL 2滴肝脏研磨液 大量气泡 复燃明显 1 2 3 4 常温 加热 加FeCl3 加过氧化氢酶 对照组：1号 实验组：2、3、4号 ③对照原则 对照组的意义：排除无关变量对实验结果的影响，增加实验结果的可信度和说服力 这些不是因变量 自变量 无关变量 1与2对照 1与3对照 1与4对照 3与4对照 加热可以加快过氧化氢分解 FeCl3能催化过氧化氢分解 过氧化氢酶能催化过氧化氢分解 过氧化氢酶的催化效率比FeCl3高 6、实验结论： 酶具有催化作用，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高. 5、实验结果： 比较过氧化氢在不同条件下的分解 探究·实践 1 2 3 4 常温 加热 加FeCl3 加过氧化氢酶 （1）在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，加热促使H2O2分解，Fe3＋和过氧化氢酶也能促使H2O2分解，它们作用的原理相同吗？ 一、酶的作用原理 加热可以加快过氧化氢分解 FeCl3能催化过氧化氢分解 过氧化氢酶能催化过氧化氢分解 过氧化氢酶的催化效率比FeCl3高 提供能量 降低活化能 显著降低活化能 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。 (单位J/mol) 活化能 1与2对照 1与3对照 1与4对照 3与4对照 结论 原理 结 论 原 理 （2）用右图所给字母（a、b、c）回答下列问题：①________为无催化剂反应的活化能② _______为无机催化剂催化反应的活化能③________为酶催化反应的活化能④________为无机催化剂降低的活化能⑤________为酶降低的活化能 一、酶的作用原理 a b c a-b a-c 酶具有催化作用，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高. 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。 （3）过氧化氢酶在反应前后有变化吗？如果增加过氧化氢酶的数量，最终产生的气体总量会怎样？ 没有变化，催化剂在化学反应前后无变化。 最终产生的气体总量不变，催化剂只降低化学反应的活化能，不改变反应的平衡点。 拓展延伸 平衡点 c b a a：表示加入酶 b：表示加入无机催化剂 c：未作处理 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 科学在争论中前进， 在不断探索中发展。 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？ 化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是 RNA 合成原料 合成场所 细胞核（主要） 来源 生理功能 作用场所 作用机理 生物体外，细胞 或细胞 一般 细胞中均能产 核糖核苷酸 氨基酸 核糖体 具有 功能 活 催化 内 外 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。 二、酶的本质 降低化学反应的活化能 当堂检测 24 1、酶的作用是为化学反应提供能量。（ ） 2、酶是活细胞产生的，只能在细胞内起作用。（ ） 3、所有的酶都是在核糖体是合成的。（ ） 4、酶起催化作用后立即被降解。（ ） 5、无关变量是对实验没有影响的变量。（ ） 6、酶的基本单位是氨基酸和脱氧核苷酸。（ ） 7、酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质。（ ） 8、在反应前后，酶的化学性质和数量将保持不变。（ ） 9、进行对照试验时，实验组与对照组必需保持单一变量，其他因素均适宜且相同。（ ） 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 降低活化能 绝大多数酶是蛋白质, 少数酶是RNA 1、一般来说，活细胞都能产生酶 2、酶既在体内起作用，又可在体外起作用 3、酶只有催化作用 控制变量和设计对照实验 自变量 因变量 在实验中人为改变的量。 比如：过氧化氢分解的不同条件 因自变量改变而改变的量。 比如：过氧化氢的分解速率 无关变量 对实验结果造成影响的可变因素。 比如：反应物的浓度和反应时间等 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。 对照试验 对照组：1号 实验组：2、3、4号 ②单一变量原则 ④对照原则 ①科学性原则 ③等量性原则 科学方法 无关变量需相同且适宜 可观测性 对照组的意义：排除无关变量对实验结果的影响，增加实验结果的可信度和说服力 自变量 因变量 无关变量 (等量且适宜) (单一变量) (检测) 一般步骤： 第一步：分组、编号，统一处理（注意“均分、实验对象 状态一致”等） 第二步：分组施加自变量 第三步：一段时间后，检测因变量 控制变量和设计对照实验 科学方法 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。 二、酶的本质 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？请说出实验思路 试管编号 溶液 双缩脲试剂 结果 1 待测溶液2mL 先加入A 液1 mL,摇匀后，再加入B液4滴，摇匀。 2 相应溶剂2mL 3 蛋白质溶液2mL 双缩脲试剂 检 认真审题 注意规范 真题试做 课堂检测 课本80页课后练习题 酶为生活添姿彩 1.溶菌酶 溶解细菌细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。 2.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。 酶为生活添姿彩 3.加酶洗衣粉 蛋白酶——血渍、奶渍 脂肪酶——油渍 淀粉酶、纤维素酶 4.含酶牙膏 残留在牙缝里的食物残渣是细菌的美食，也导致龋齿的祸根。含酶牙膏可以分解细菌，使我们的牙齿亮白、口气清新。 酶为生活添姿彩 5.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。 $