第5章第1节第1课时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1课时 酶的本质和作用 人教版高中生物 必修2 第5章　细胞的能量供应和利用 第1节 降低反应活化能的酶 酶 目 录 一 酶在细胞代谢中的作用 二 酶的本质 新知探究 1.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。 (1)概念 CO2+H2O 有机物 + O2 光能 叶绿体: 氨基酸 多肽 脱水缩合 核糖体： 线粒体: 有机物+O2 CO2+H2O+能量 酶 酶 酶 (2)意义 细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。 (3)条件 思考： 1.H2O2在体外分解需要什么条件？ 2.细胞内H2O2是怎样被快速分解的呢？ 细胞代谢离不开酶 加热 加催化剂（如MnO2 、Fecl3) 一 酶在细胞代谢中的作用 2 H2O2 2H2O + O2 过氧化氢酶 比较过氧化氢在不同条件下的分解 任务一 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和意义。 2.实验原理 ①加热是化学反应常见的条件 ②Fe3+是无机催化剂 ③新鲜肝脏中含有过氧化氢酶 判断H2O2的分解快慢依据： O2的产生量 ①点燃的卫生香的复燃情况 ②气泡冒出情况 2 H2O2 2H2O + O2 不同条件 不同条件 比较过氧化氢在不同条件下的分解 任务一 实验设计 实验步骤 试管编号 1 2 3 4 1.加入过氧化氢 浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2ml 2ml 2ml 2ml 2.实验处理处理 反应条件 常温 90℃ FeCl3 鲜肝研磨液 3.结果观察 气泡产生 卫生香复燃 1 比较过氧化氢在不同条件下的分解 任务一 3.实验过程和现象 实验步骤 试管编号 1 2 3 4 1.加入过氧化氢 浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2ml 2ml 2ml 2ml 2.实验处理处理 反应条件 常温 90℃ FeCl3 鲜肝研磨液 3.结果观察 气泡产生 卫生香复燃 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 复燃 迅速复燃 Fe3+做催化剂 过氧化氢酶 1与2对照：____________________________________________________________ 加热能促进H2O2的分解,提高反应速率.(为反应提供能量) 1与3对照：____________________________________________________________ FeCl3在常温下能促进H2O2的分解,提高反应速率.(催化作用) 1与4对照：_____________________________________________________________ H2O2酶在常温下能促进H2O2的分解,提高反应速率.(催化作用) 3与4对照：_______________________________ 过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高。 ①加热能加快反应的速率 结果分析 4、实验结论 结论: ③酶比无机催化剂的催化效率更高 ②酶和无机催化剂都能催化化学反应 1.变量 自变量： 因变量： 无关变量： 实验过程中的变化因素成为变量。 人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量。 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，这些变量称为无关变量。 因自变量改变而变化的变量叫作因变量。 无关是指与研究目的无关 科学方法 控制变量和设计对照实验 2.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；对照实验一般要设置对照组和实验组。 Y = a + f(x) 自变量 因变量 无关变量 无关变量的处理原则是相同且适宜。 科学方法 控制变量和设计对照实验 实验步骤 试管编号 1 2 3 4 1.加入过氧化氢 浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2ml 2ml 2ml 2ml 2.实验处理处理 反应条件 常温 90℃ FeCl3 鲜肝研磨液 3.结果观察 气泡产生 带火星木条 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 复燃 迅速复燃 温度 催化剂种类 过氧化氢的分解速率 自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量。 因变量：因自变量改变而变化的变量 无关变量 除自变量外，一些对实验结果造成影响的可变因素。 实验步骤 试管编号 1 2 3 4 1.加入过氧化氢 浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2ml 2ml 2ml 2ml 2.实验处理处理 反应条件 常温 90℃ FeCl3 鲜肝研磨液 3.结果观察 气泡产生 带火星木条 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 复燃 迅速复燃 不做处理 进行实验变量处理 对照组 实验组 设置空白对照的意义：排除无关变量的影响，增加实验结果的可信度和说服力 空白对照：未作任何处理的对照组 分组编号 → 分组施加自变量（要控制好无关变量） → 一段时间后，检测因变量（观察记录实验现象） → 分析实验现象，得出实验结论。 步骤 试管编号 说明 1 2 3 4 一步 H2O2 浓度 剂量 二步 剂量 结果 气泡产生 带火星木条 2ml 2ml 2ml 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ FeCl3 鲜肝研磨液 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 复燃 迅速复燃 反应条件 自变量 (人为改变) 因变量 （观测指标） 无关变量 (相同适宜) 变量 等量性原则 单一变量原则 等量性原则 无关变量 对照性原则 1．如图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，下列有关分析正确的是(　　) A．本实验的自变量只是催化剂的不同 B．本实验的无关变量有温度和酶的用量等 C．1号与2号试管、1号与4号试管可分别构成对照实验 D．分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能 课堂检测 √ 加热、Fe3+、酶的作用机理(视频) 加热 为分子提供能量 Fe3+ 降低化学反应的活化能 酶 降低化学反应的活化能（更显著） （1）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。 (2)酶作用原理（实质）：降低反应所需的活化能。 (3)酶作用意义：使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行。 加热、Fe3+、酶的作用机(原)理？ 2.酶的作用原理 与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。 探究酶的作用原理 活动 曲线分析： 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。 ④该反应中，若将酶催化改为无机催化剂催化，则b点在纵轴上将 移动。 AC BC AB 向上 判断正误 (1)酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行(　　) (2)酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量(　　) (3)无关变量是与实验结果无关的变量(　　) (4)在一个实验中，因变量的检测指标往往不是唯一的(　　) 课堂检测 × × × √ 2．如图所示，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(　　) 课堂检测 √ 目 录 一 酶在细胞代谢中的作用 二 酶的本质 19世纪：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。 发酵是由酵母菌细胞的存在所致，需要活细胞的参与 引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起到催化作用，就像在活酵母细胞中一样。 巴斯德 李比希 毕希纳 1.酶本质的探索历程 萨姆纳：从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是蛋白质 发现少数RNA也具有催化功能 萨姆纳之后 科学家们获得胃蛋白酶，胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证明这些酶的化学本质是蛋白质。 切赫、奥尔特曼 结论：酶绝大多数是蛋白质，只有少部分是RNA 3．(不定项)(2024·泰安高一月考)下列有关酶本质的探索过程的叙述，正确的是(　　) A．巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性 B．毕希纳发现某些物质能够在酵母菌细胞破碎后继续起作用 C．萨姆纳从刀豆种子中提纯出的结晶可以催化尿素分解 D．切赫和奥尔特曼证明酶的化学本质是RNA而非蛋白质 课堂检测 √ √ √ 酶概念的三要素： 酶 的 来 源： 酶的生理功能： 酶的化学本质： 活细胞产生的。 催化作用。 绝大多数是蛋白质，少数是RNA。 酶是 产生的具有 的 ，其中绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA。 催化作用 活细胞 有机物 2.酶的本质 二 酶的本质 归纳总结 酶的本质 化学本质 合成原料 组成元素 合成场所 来源 生理功能 作用原理 作用场所 绝大多数酶是蛋白质 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不能合成） 催化作用 细胞内、细胞外、生物体外 降低化学反应的活化能 少数酶是RNA C、H、O、N、P 判断正误 (1)酶的基本组成单位是氨基酸(　　) (2)具有分泌功能的细胞才能产生酶(　　) (3)酶是活细胞产生的，只能在细胞内起催化作用(　　) (4)酶在反应完成后立即被降解成氨基酸(　　) (5)酶具有催化、调节等多种功能(　　) 课堂检测 × × × × × 4．下列有关生物体内酶的叙述，正确的是(　　) A．酶在完成催化作用后立即失活 B．酶只能在活细胞内才能发挥作用 C．大多数酶是在核糖体上合成的 D．酶为反应过程供能从而降低反应活化能 课堂检测 √ 拓展应用 探究酶的本质 1.酶解法 【活动】甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如图所示,请思考回答下列问题。 问题1:甲、乙两种酶的化学本质是否相同? 观察曲线图可知,甲酶的活性始终保持不变,表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解,则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA,乙酶能被蛋白酶破坏,活性降低,则乙酶化学本质为蛋白质。 乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变,从而丧失活性。 问题2:乙酶活性改变的机制是什么? 2.试剂检测法 均发生紫色反应 均呈现红色 该酶是蛋白质 该酶是RNA 标准蛋白质样液 待测酶液 标准RNA样液 分别加入 双缩脲试剂 分别加入 吡罗红染液 从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。因此可利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应原理。 拓展应用 探究酶的本质 【易错提醒】 ①加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。 ②酶可以重复多次利用，不会立即被降解。 ③检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，因蛋白酶本身也是蛋白质，不能用双缩脲试剂鉴定。 ④酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物。　　　 酶为生活添姿彩 溶菌酶溶解细菌的细胞壁 含酶牙膏 多酶片 加酶洗衣粉 果胶酶 酶的应用 与生活的联系 生活中的酶 本节课到此结束 请预习下一节课内容 Lavf58.48.100 $