5.1酶的作用和本质（第1课时）课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

第1节 降低化学反应活化能的酶 第5章 细胞的能量供应和利用 一一 酶的作用和本质 一、导入新课 问题探讨 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 （一）细胞代谢 1、概念： 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢 脱水缩合：n氨基酸 多肽+(n-1）H2O 酶 如光合作用：CO2+H2O （CH2O )+O2 酶 呼吸作用：C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 酶 2、特点： 是细胞生命活动的基础；离不开酶的催化。 光能 3、代谢废物：H2O2 比较过氧化氢在不同条件下的分解 探究·实验 目的要求： 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。 实验原理： H2O2在水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3+和肝脏研磨液中过氧化氢酶的作用下加速分解，产物是H2O和O2 2H2O2 2H2O＋O2 水浴加热 或FeCl3溶液或过氧化氢酶 材料用具： 新鲜的质量分数为20%肝脏研磨液，新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为3.5%的FeCl3溶液 方法步骤与实验结果： 步骤 试管编号 1 2 3 4 一 3%H2O2浓度 二 反应条件 结果 气泡产生 点燃的卫生香 实验结论 常温 90℃水浴加热 加2滴 FeCl3 加2滴 肝脏研磨液 2ml 2ml 2ml 2ml 3）3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？ 1 2 3 4 3 4 1）与1号试管相比，2号试管出现什么现象，说明了什么？ 产生比试管1气泡多，加热能促进H2O2的分解,提高反应速率； FeCl3和过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。 2）在细胞内，能通过加热来提高反应速率？ 不能，温度过高会造成细胞死亡； 实验分析： 8 4）3号与4号试管相比，那支试管反应速度快？说明什么？ 1 2 3 4 3 4 4号快，说明过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多。 自主探究1： 另：2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多,为什么？ 一样多，几支试管的H2O2 溶液的体积和浓度都相同。 9 方法步骤与实验结果： 步骤 试管编号 1 2 3 4 一 3%H2O2浓度 2ml 2ml 2ml 2ml 二 反应条件 结果 气泡产生 点燃的卫生香 实验结论 常温 90℃水浴加热 加2滴 FeCl3 加2滴 肝脏研磨液 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 ① 加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率 ② Fe3+和H2O2酶都能加快H2O2分解 ③ H2O2酶的催化效率更高 （二）酶在细胞代谢中的作用 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称为活化能。 为什么H2O2酶能加快过氧化氢分解反应的速率？ 常态 活跃态 （二）酶在细胞代谢中的作用 2、酶的作用机理： 表：20℃下测得H2O2分解的活化能 条件 活化能 /kJ·mol 没有催化剂催化 用Fe3+催化 用过氧化氢酶催化 75 43 29 酶的作用机理：降低反应的活化能 与无机催化剂相比：酶更显著降低化学活化能 意义：酶的催化作用，使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行。 高效性 课堂练习 1、如图两条曲线分别代表某化学反应在有酶催化和无酶催化的两种条件下反应曲线，结合曲线探究以下问题： (1)活化能是指分子从_____态到达 _____状态所需要的能量。 (2)无酶催化的反应曲线是_____，无酶时的活化能是_____。 (3)有酶催化的反应曲线是_____，有酶时的活化能是_____。 (4)BC段的含义是：酶__________________________。 (5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将______移动。 常 活跃 ② AC ① AB 降低了活化能 上 控制变量和设计对照实验： 步骤 试管编号 说明 1 2 3 4 一 3%H2O2浓度 2ml 2ml 2ml 2ml 二 反应条件 结果 气泡产生 点燃的卫生香 实验结论 常温 90℃水浴加热 加2滴 FeCl3 加2滴 肝脏研磨液 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 ① 加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率 ② Fe3+和H2O2酶都能加快H2O2分解 ③ H2O2酶的催化效率更高 控制变量 无关变量 自变量 因变量 设计对照实验 对照组 实验组 除了自变量外，其余无关变量都保持一致，并将结果进行比较的实验。 等量适量原则 单一变量原则 未经过处理的一组(自然状态下或者已知实验结果的一组)称为对照组。 通常把经过处理的一组(或者未知实验结果的一组)称为实验组; 时间 O2量 无催化剂 加Fe3+ 加过氧 化氢酶 建构过氧化氢分解产生的氧气量与时间关系的数学模型 (无催化剂 加Fe3+ H2O2酶) 酶具有催化剂的特点： ①反应前后性质、数量不变； ②能改变反应速率→降低化学反应活化能； ③缩短达到平衡的时间，不改变平衡点（即产物的总量不变） 巴斯德之前 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德 发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用 引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 毕希纳 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样 萨姆纳 脲酶是蛋白质 李比希 切赫、奥特曼 少数RNA也具有生物催化功能 学科网 课后习题80页 （三）酶本质（蛋白质RNA) 总结：酶的本质 定义 绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。 酶的化学本质 酶的来源 酶的功能 活细胞产生的 具有催化作用的 有机物。 一类 ①酶只能由活细胞产生，不能从食物中获取 ②一般说来，活细胞都能产生酶（哺乳动物成熟的红细胞除外） ③酶可在细胞内、细胞外、体外发挥作用 ④酶只起催化作用，无调节功能 本质 温馨提示 17 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 核仁 降低化学反应的活化能 生物催化作用 活细胞 小技巧 探究酶化学本质的实验设计 1、设计原理 大部分是蛋白质 少部分是RNA 加__________，呈_____ 双缩脲试剂 紫色 加__________，呈_____ 吡罗红染液 红色 2、设计方案 分组 实验操作 现象 结论 紫色 对照组： 标准蛋白质溶液 实验组： 等量待测酶液 紫色 /蓝色 是蛋白质 /不是蛋白质 （鉴定是否为RNA同上） 加双缩脲试剂 19 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 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 D 课后习题： 表示酶高效性的曲线 由曲线可知:___________________的催化效率更高； 酶只能缩短达到________________所需的时间，不改变化学反应的平衡点。因此，酶______(“能”或“不能”)改变最终生成物的量。 酶比无机催化剂 化学平衡 不能 酶只能缩短达到平衡的时间， 不能改变平衡点 感谢观看！ Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.48.100 $