5.1.1 酶的作用和本质课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

Enzyme Product 5.1.1 酶的作用和本质 1 问题探讨 小鸡为什么啄食沙粒 ？ 物理性消化！ 咀嚼式的物理性消化是否为消化的全部内容？鸟类没有牙齿，该如何消化食物？ 1773年意大利科学家斯帕兰札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，发现笼内肉块消失了。 机体中很可能存在化学消化！ 问题探讨 3 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 细胞代谢离不开酶的作用 线粒体: C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量 氧气 核糖体：氨基酸 多肽 脱水缩合 酶 酶 叶绿体：CO2+H2O （CH2O) +O2 光能 酶 酶的作用 The action of enzymes 肽基转移酶：化学本质是RNA.在mRNA翻译肽链的时候,肽键的形成是自动发生的,不需要额外的能量,这一反应是由肽基转移酶催化的,它催化核糖体A位tRNA上末端氨基酸的氨基与P位肽酰-tRNA上氨基酸的羧基间形成肽键. 4 2H2O2 2H2O + O2↑ 资料：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（包括头发）变白 ，会加速人体衰老。 加热 加催化剂（如FeCl3) 1、细胞内的过氧化氢是怎样被快速分解的？ 过氧化氢酶 2、过氧化氢在体外分解需要什么条件？ 过氧化氢(化学式为H2O2)。是一种强氧化剂，水溶液俗称双氧水，为无色透明液体。其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒。在一般情况下会缓慢分解成水和氧气，但分解速度极其慢。 5 实验原理 新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。 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。 材料用具 实验材料：新鲜的质量分数为20%的肝脏（如猪肝、鸡肝）研磨液。 实验器材：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。 实验药品：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。 实验：比较H2O2在不同条件下的分解 6 比较过氧化氢在不同条件下的分解 探究·实践 酶的作用 The action of enzymes 2号 1号 3号 4号 对照组 实 验 组 2mL 过氧化氢溶液 常温 90℃水浴 2滴FeCl3溶液 2滴肝脏研磨液 不明显 少量 较多 大量 变亮 复燃 注 对照原则 ① 等量原则 ② 确定观察指标 气泡产生 卫生香复燃 分 组 编 号 相 同 处 理 不 同 处 理 结 论 实验：比较H2O2在不同条件下的分解 实验现象 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 自变量 因变量 无关变量 ③对照实验中的自变量应具有单一性，即遵循单一变量原则，只有这样才能保证实验结果的正确性，增强实验结论的说服力。 8 9 探究·实践 比较过氧化氢在不同条件下的分解 讨论 （1）与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？ 2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。 为什么加热能促进过氧化氢分解？ H2O2（常态） H2O2（活跃状态） 使过氧化氢分子得到能量 容易分解 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。 活化能 （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？ （4）3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？ 说明FeCl3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。 4号试管快，说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高。 探究·实践 比较过氧化氢在不同条件下的分解 ④比③产生的气泡多 ④比③复燃情况更明显 酶和无机催化剂并没有给反应物提供活化能， 而是降低了化学反应所需要的活化能。 常态 活跃态 活化能 终态 如果把化学反应比做驾车翻越一座高山，“加热”相当于给汽车加大油门。用催化剂则相当于帮司机找到穿山的隧道。 11 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。 常态分子 活跃状态分子 想要加快化学反应速率，可以有哪些方法？ 提供活化能 加热 酶的作用 The action of enzymes 一、酶的作用原理 2. 降低化学反应所需的活化能 催化剂 Fe3+ （无机催化剂） 酶 （有机催化剂） 铁离子和过氧化氢酶促使过氧化氢分解，但他们并未供给过氧化氢能量，而是降低了过氧化氢分解反应的活化能。 酶的作用 The action of enzymes a b c d 反应过程 能量 初态 （反应物） 终态 （产物） 活跃状态 ① ② ③ ac______________________________________。 ② ① _____________ _____________ ③ _____________ bc 。 ab 。 一、酶的作用原理 14 酶的作用 The action of enzymes b a c d 反应过程 能量 初态 （反应物） 终态 （产物） 活跃状态 ① ② ③ ac______________________________________。 ② ① 酶降低的活化能 无催化剂条件下，反应所 需要的活化能 无催化剂 无机催化剂 ③ 酶 ab 。 酶催化时，反应的活化能 bc 。 一、酶的作用原理 15 酶的本质 The essence of enzymes 二、关于酶的本质的探索 阅读课本79-80页“资料分析” 找出每一位科学家的研究背景、过程、结论及贡献 16 酶的本质 The essence of enzymes 巴斯德之前 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德(微生物学家） 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（化学家） 切赫、奥尔特曼 少数RNA也具有生物催化功能 18 作用 化学本质 具有生物催化作用 其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。 产生的一类 的 有机物 ； 酶是 活细胞 来源 酶的概念 Enzyme concept 给酶下一个比较完整的定义。 酶的本质 The essence of enzymes 三、酶的作用场所 体内：细胞内 1） 第二道防线：体液中杀菌物质和吞噬细胞 2） 体内：细胞外 C COOH H N R1 R2 O H H C NH2 C OH H R1 C NH2 C H O COOH C H N R2 H 酶 H2O + + 20 酶的本质 The essence of enzymes 溶菌酶含片 加酶洗衣粉 消化液 体外 3） 结论： 酶不仅在细胞内发挥作用，也可在细胞外和体外发挥作用 三、酶的作用场所 21 酶的本质 The essence of enzymes 化学本质 绝大多数是_______ 少数是_________ 元素组成 合成原料 合成场所 来源 一般来说，活细胞都能产生 作用场所 RNA 蛋白质 核糖核苷酸 氨基酸 核糖体 细胞核 细胞内、外及生物体外均能发挥作用 C、H、O、N、(S) C、H、O、N、P 22 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.57(gap_fixed:False) Lavf58.29.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.35(fixed_gap:False) $