【课件】降低化学反应活化能的酶（第一课时+酶的作用和本质）课件高一上学期生物人教版（2019）必修1.pptx

5.1 5.1 降低化学反应活化能的酶第一课时 酶的作用和本质第五章我们学什么？光合作用细胞呼吸能量能量ATP酶物质代谢有机物分解有机物合成问题探讨17731773年意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验：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。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，发现笼内肉块消失过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内肉块消失了了。斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用3.3.怎样才能证明你的推测？怎样才能证明你的推测？1.1.为什么要将肉块儿放在金属笼内？为什么要将肉块儿放在金属笼内？2.2.是什么物质使肉块消失了？是什么物质使肉块消失了？便于取出实验材料（肉块），排除物理性消化对肉块便于取出实验材料（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。的影响，确定其是否发生了化学性消化。是胃内的化学物质将肉块分解了。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。能将肉块分解。4.4.鹰胃里的化学物质是什么呢？鹰胃里的化学物质是什么呢？后来，科学家发现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胃蛋白酶。酶 有什么作用呢？它是什么物质呢？CO2+H2O （CH2O)+O2光能酶叶绿体C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量线粒体酶氧气氨基酸 多肽酶脱水缩合核糖体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。反应缓慢反应过程复杂对反应条件要求高常态常态常态常态终态终态终态终态活跃状态活跃状态活跃状态活跃状态活化能活化能活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃态所需要的能量。常见有机化学反应的条件高温高温 高压高压强酸强酸 强碱强碱剧烈条件剧烈条件细胞内外的细胞内外的环境环境温和温和1.常温2.常压3.水溶液环境4.pH接近中性思考：思考：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？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？酶的作用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，细胞中有过氧化氢酶，能将过氧化氢及时分解为氧气和水。新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。探究酶的作用酶的作用探究实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验原理新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。2H2O22H2O+O2 反应条件实验目的通过比较过氧化氢在不同条件下的分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。1.常温 2.加热3.加FeCl34.加过氧化氢酶.通过O2的产生量判断H2O2的分解情况酶的作用材料用具新鲜的质量分数为20%的肝脏(如猪肝、鸡肝)研磨液质量分数为3%的FeCl3溶液新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液a.材料：b.用具：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、温度计酶的作用1.本实验为什么要用新鲜的肝脏？新鲜的肝脏中的过氧化氢酶的数量多。有利于过氧化氢酶的释放，研磨液会增大酶与过氧化氢的接触面积，加快分解速率。2.为什么把肝脏制备成研磨液？试管编号试管编号1234实验实验处理处理无90水浴加热2滴FeCl32滴肝匀浆H H2 2O O2 2溶液溶液（3%3%）2 mL2 mL2 mL2 mL检测检测指标指标1.气泡冒出情况2.卫生香复燃情况实验过程及结果比较过氧化氢在不同条件下的分解组组别别对照组实验组1 12 23 34 4过氧过氧化氢化氢H H2 2O O2 2浓度浓度 3%3%3%3%3%3%3%3%H H2 2O O2 2剂量剂量 2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL反应条件反应条件常温常温9090FeClFeCl3 32 2滴滴肝脏研肝脏研磨液磨液2 2滴滴结果结果产生气泡产生气泡卫生香燃卫生香燃烧情况烧情况不明显不明显不明显不明显少量少量少量少量较多较多较多较多大量大量大量大量不复燃不复燃不复燃不复燃不复燃不复燃不复燃不复燃变亮变亮变亮变亮复燃复燃复燃复燃实验过程及结果酶的作用1.与1号试管相比，2号试管出现了什么不同的现象？这一现象说明什么？讨论2号试管放出的气泡多，这一现象说明加热促进过氧化氢的分解，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。酶的作用3、3号和4号试管未经加热也有大量气泡产生，说明了什么？说明FeCl3中的Fe3+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、3号试管与4号试管相比，4试管中反应速率更快，这说明什么？为什么说酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要？说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。酶能够使细胞中的化学反应在常温、常压下高效地进行。控制变量和设计对照实验变量：变量：实验过程中的变化因素自变量：自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素因变量：因变量：因自变量改变而变化的变量无关无关变量：变量：实验过程中存在的其他一些会对实验结果造成影响的可变因素单一变量:实验过程中除自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致。过氧化氢浓度、反应时间.控制变量和设计对照实验对照对照实验：实验：除作为自变量的因素外，其余无关变量都保持一致，并将结果进行比较的实验。u 对照实验一般要设置对照组对照组和实验组实验组对照组对照组实验组实验组空白对照空白对照控制变量和设计对照实验经实验因素处理or结果未知的未经实验因素处理or结果已知的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：_ _过氧化氢酶在常温下能促进H2O2的分解，提高反应速率。(催化作用)实验分析3与4对照：_实验分析过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高。实验结论酶和无机催化剂一样，都能催化化学反应，并且酶的催化效率远高于无机催化的催化效率。酶促反应酶促反应:由酶催化的化学反应称为酶促反应底物底物:受酶催化而发生化学反应的分子叫底物（反应物）概 念酶的作用三者作用原理一样吗？三者作用原理一样吗？加热加热加热加热提高分子的能量提高分子的能量 FeFe3+3+降低化学反应的降低化学反应的活化能活化能酶酶酶酶更显著地降低化更显著地降低化学反应的活化能学反应的活化能活化能：分子从分子从常态常态转变为容易发生化学反应的转变为容易发生化学反应的活跃状态活跃状态所需要的能量。所需要的能量。酶作用原理（实质）：降低反应所需的活化能。与无机催化剂相比，酶降与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。低活化能的作用更显著。酶作用意义：使细胞代谢在使细胞代谢在温和条件温和条件下快速有序地进行。下快速有序地进行。加热、Fe3+、酶的作用机理加热、加热、FeFe3+3+、酶的作用机理、酶的作用机理(视频视频)酶的本质酶到底是什么物质呢？19世纪以前，人们还不知道酶为何物。19世纪以后，随着酿酒中发酵过程的深入研究，科学家才揭开酶的“面纱”追溯科学史西汉末年刘向编纂的战国策中记载了帝女令仪狄作酒而美。这说明我国早在4000多年前的夏禹时代，就掌握了酿酒技术。1716年康熙字典收录了酶字，并将“酶”解释为“酒母也”。“酒母”就是现在所说的酵母。酶的本质葡萄酒变酸？巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。酶的本质发酵与活细胞有关，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。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。巴斯德和李比希的观点分别是什么？有什么局限性？酶的本质毕希纳：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起到催化作用，就像在活酵母细胞中一样。他将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶。毕希纳是如何终结上述争论的？他的实验结论是什么？酶的本质萨姆纳：从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是蛋白质萨姆纳成功揭示脲酶的化学本质靠的是什么样的精神？酶的本质切赫、奥尔特曼：发现少数RNA具有催化功能，称为核酶。在科学上没有平坦大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。马克思定义：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质。课堂小结酶催化功能活细胞蛋白质、RNA降低化学反应的活化能来源来源原理原理本质本质功能功能细胞内、外作用作用场所场所探究实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解酶的作用和本质酶在细胞代谢中的作用酶的本质：绝大多数是蛋白质，少数是RNA。自变量原理：降低化学反应活化能因变量无关变量课堂小结