5.1.1酶的作用和本质课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

第5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 第1课时 酶的作用和本质 联系生活 小鸡为什么啄食沙粒? 进行物理性消化 胃只有物理性消化吗？ 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。 问题探讨 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 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？ 后来，科学家发现胃液中含有大量盐酸，于是推测盐酸是使食物分解的物质。 1835年，德国科学家施旺，通过实验发现，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。 除了食物消化需要酶，还有哪些过程需要酶呢？ 任务一 酶在细胞代谢中的作用 细胞代谢： 细胞中无时无刻进行着的化学反应 细胞代谢离不开酶 酶在细胞代谢中究竟起什么作用呢？ 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，毛发变白 ，加速人体衰老。细胞中含有另一种物质，能将过氧化氢及时分解为氧气和水，这种物质就是过氧化氢酶。 资料 过氧化氢在体外分解的条件：加热、碱性环境、 加催化剂(如Fecl3)等 不同条件下过氧化氢的分解速率一样吗？ 任务一 酶在细胞代谢中的作用 实验目的 通过比较H2O2在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用 实验原理 2H2O2 2H2O + O2 反应条件 ①常温 ②加热 ③无机催化剂(Fe3+) ④过氧化氢酶 H2O2分解快慢的判断依据：O2的产生速率 ①卫生香的复燃情况 ②气泡冒出情况 材料用具 ①新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液 ②新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液 ③质量分数为3.5%的FeCl3溶液 ④酒精灯、试管等 含过氧化氢酶，且数量多、活性高 因为常温下过氧化氢也会分解 【探究·实践】比较过氧化氢在不同条件下的分解 【探究·实践】比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验过程和现象 试管编号 1 2 3 4 加入3%的H2O2 2mL 2mL 2mL 2mL 反应条件处理 常温 90℃水浴加热 加2滴FeCl3 加2滴 肝脏研磨液 结果 气泡情况 卫生香复燃情况 组别 步骤 不明显 不复燃 少量 不复燃 较多 变亮 大量 迅速复燃 【探究·实践】比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验结果分析 合作讨论（P77） 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号试管冒出的气泡多，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 3. 3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？ Fe3+和过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率 4. 3、4号试管相比，哪支试管反应速率快？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；说明酶的催化效率更高；因为只有酶能够满足细胞内的化学反应在常温、常压下高效地进行 【探究·实践】比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验结论 【探究·实践】比较过氧化氢在不同条件下的分解 酶具有催化作用，而且与无机催化剂相比，酶的催化效率更高 (1) 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，因为几支试管中H2O2溶液的用量是相同的 (2) 滴入肝脏研磨液和FeCl3溶液时，可否共用一个吸管？ 不能，会影响结果的准确性 酶催化反应进行时本身并不被消耗，也不为反应提供物质和能量，所以不改变反应的方向和生成物的量 科学方法 控制变量和设计对照实验 ■实验相关变量（实验过程中的变化因素称为变量）　　 ①自变量： ②因变量： ③无关变量： ■对照实验　　 人为控制的对实验对象进行处理的因素 因自变量改变而变化的变量 除自变量外，实验过程中存在的一些会对实验结果造成影响的可变因素 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。对照实验一般要设置对照组和实验组 常见实验原则：①单一变量原则（除自变量外，其他变量保持相同且适宜）②对照原则（设置对照组和实验组）③等量原则（为了控制无关变量） 对照类型：空白对照、自身对照、条件对照、相互对照(对比) 分析本实验相关变量及对照实验的设置 试管编号 1 2 3 4 3%的H2O2溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 实验条件 常温 90℃水浴加热 2滴 FeCl3 2滴 肝脏研磨液 观察指标 ①气泡冒出情况②卫生香复燃情况 对照组 实验组 无关变量 自变量 因变量 (空白对照) 为什么加热、FeCl3、过氧化氢酶能加快过氧化氢的分解？它们对过氧化氢做了什么吗？ 为反应物分子提供能量，使其达到活跃状态 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 任务一 酶在细胞代谢中的作用 酶的作用机理 活化能： 降低化学反应的活化能 加热: Fe3+和酶: 与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著 酶降低的活化能 酶催化时所需的活化能 无酶催化时所需的活化能 ①图中表示无酶催化时反应进行所需活化能的是 段 ②表示有酶催化时反应进行所需活化能的是 段 ③表示酶降低的活化能的是 段 AC BC AB 任务一 酶在细胞代谢中的作用 15 1.下列叙述与下图所示实验不相符的是（　 ） A.该实验的自变量是催化剂的种类 B.该实验的因变量是H2O2的分解速率 C.能说明酶为H2O2提供了活化能 D.该实验能证明与无机催化剂相比酶具有高效性 C 即 时 巩 固 练习册P82 16 2.下图中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是（　 ） A.若有气体大量产生，可推测新鲜土 豆片中含有过氧化氢酶 B.若增加新鲜土豆片的数量，则量筒中 产生气体的速率加快 C.一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限 D.为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量 C 即 时 巩 固 17 3.下图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能，正确的图解是是（　 ） B 即 时 巩 固 练习册P82 18 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 引起发酵的物质在细胞死亡后才发挥作用 发酵必需有活细胞参与 细胞破碎所得物质与活细胞作用一样 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 少数酶是RNA 任务二 酶的本质 关于酶本质的探索 任务二 酶的本质 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 化学本质 基本单位 组成元素 合成场所 来源 生理功能 作用机理 作用场所 绝大多数是蛋白质 C、H、O、N（S） 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 细胞核 活细胞（哺乳动物成熟的红细胞除外） 催化作用 细胞内、细胞外、生物体外 降低化学反应的活化能 少数是RNA C、H、O、N、P 1.欲判断某种酶的化学本质是蛋白质还是RNA，下列方案不可行的是（　 ） A.与双缩脲试剂反应，观察是否出现紫色 B.用蛋白酶处理，检测其活性是否丧失 C.用RNA水解酶处理，检测其活性是否丧失 D.与斐林试剂反应，观察是否出现砖红色沉淀 D 即 时 巩 固 练习册P84 若要验证蛋白酶对蛋白质的水解，应选用蛋白块作为底物，然后观察蛋白块的消失情况，不能用双缩脲试剂鉴定，因为蛋白酶本身也是蛋白质 21 一、概念检测 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 P80 练习与应用 一、概念检测 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 P80 练习与应用 二、拓展应用 1.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。这样做的目的是什么？ P80 练习与应用 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号试管做对照；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。 二、拓展应用 3.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？请简略写出实验步骤。想一想，在萨姆纳之前，为什么很难鉴定酶的本质？ P80 练习与应用 在萨姆纳之前，之所以很难鉴定酶的本质，主要是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难 可用第2章中学过的检测蛋白质的方法 EV录屏5.1.4软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn FormatFactory : www.pcfreetime.com $