【公开课】酶的作用和本质课件2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1.pptx

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1、第五章 细胞中能量的转换和利用降低化学反应的活化能酶第一课时 酶的作用和本质 第一节 1.概述酶的本质及作用实质。2.阐明酶的高效性、专一性和作用条件较温和。3.通过探究“影响酶活性的条件”，培养科学探究能力。学习目标1.生命观念：认同细胞代谢离不开酶。2.科学探究：学会控制实验的变量和设置对照实验。素养要求问题探讨多酶片是一种酶制剂，其适应症是什么？为什么可以治疗此症？我们的生活还有哪些用品含有酶？酶是什么化学成分？有什么特性？阅读课本73页 积极思维第一课时第一课时 酶的本质及催化实质酶的本质及催化实质活细胞某些物质死亡某些物质蛋白质RNA阅读课本74、83页，结合视频资料，思考：酶是什么

2、？一、酶的化学本质一、酶的化学本质化学本质合成原料合成场所来源作用场所生理功能氨基酸主要细胞核多数是蛋白质细胞内或者细胞外催化核糖体核糖核苷酸少数是一般来说，由活细胞产生酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，其中绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA。叶绿体：CO2+H2O （CH2O)+O2光能 酶酶细胞质+线粒体:C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量酶酶核糖体：氨基酸 多肽脱水缩合酶酶细胞代谢离不开酶！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？1.常温2.常压3.水溶液环境4.pH接近中性二、酶的催化作用的实质 细胞中每时每刻都进行着许多

3、化学反应，统称为细胞代谢。由酶催化的化学反应称为酶促反应2H2H2 2OO2 2 2H2H2 2O +OO +O2 2 1、过氧化氢在体外分解需要什么条件？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，)2、细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？2 H2O2 2 H2O +O22 H2O2 2 H2O +O22 H2O2 2 H2O +O2FeFe3+3+过氧化氢酶过氧化氢酶2 H2O2 2 H2O +O2活动：探究过氧化氢在不同条件下的分解1.实验原理 2.实验目

4、的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（含较多的过氧化氢酶）质量分数为3.5%的FeCI3溶液新配制的体积分数为3%的H2O2溶液量筒、试管、滴管、试管架、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计、卫生香、火柴3.材料用具如何判断过氧化氢被分解的快慢？观察单位时间内产生气泡的多少观察带火星的卫生香的复燃情况试管编号试管编号步骤步骤1 12 23 34 4一一二二 三三观察观察2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%3%3%3%3%常温常温9090FeClFeCl3 3肝脏研磨液肝脏研磨液2 2滴滴2 2滴滴反应条

5、件反应条件 H H2 2O O2 2浓度浓度H H2 2O O2 2剂量剂量气泡产生气泡产生带火星的卫生香带火星的卫生香带火星的卫生香带火星的卫生香请观察视频，描述各支试管的实验现象。拓展延伸：小组合作分析：（1）观察指标气泡的多少，可以反映谁的变化？为什么要选用新鲜的肝脏？为什么要将肝脏制成研磨液？H2O2分解速率释放H2O2酶，增大酶与反应物的接触面积出H2O2酶数量多、活性强（2 2）1与与2对照对照1与与3对照对照1与与4对照对照3与与4对照对照加热可以加热可以加快加快过氧化氢分解过氧化氢分解FeCl3能能催化催化过氧化氢分解过氧化氢分解过氧化氢酶能过氧化氢酶能催化催化过氧化氢分解过氧

6、化氢分解过氧化氢酶的催化效率比过氧化氢酶的催化效率比FeCl3高高（3）实验结论（总结、归纳）远高实验设计的基本原则：对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。对照实验一般要设置对照组与实验组。（1）单一变量原则（2）对照原则（3）等量原则 自变量：实验中 的变量。因变量：随 而变化的变量。无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一 些 ，对 造成影响。人为控制改变自变量实验结果可变因素变量:实验过程中可以变化的因素概念拓展试管编号试管编号步骤步骤1 12 23 34 4一一二二 三三观察观察实验结论实验结论2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml3%3%3

7、%3%3%3%3%3%常温常温9090FeClFeCl3 3肝脏研磨液肝脏研磨液2 2滴滴2 2滴滴几乎无几乎无少量少量较多较多大量大量不复燃不复燃不复燃不复燃变亮变亮复燃复燃过氧化氢在过氧化氢在不同条件不同条件下的分解速率下的分解速率不一样不一样过氧化氢在过氧化氢在过氧化氢酶过氧化氢酶的作用下分解速率的作用下分解速率最快最快反应条件反应条件无关变量无关变量 H H2 2O O2 2浓度浓度H H2 2O O2 2剂量剂量气泡产生气泡产生带火星的卫生香带火星的卫生香带火星的卫生香带火星的卫生香自变量自变量因变量因变量对照实验对照实验对照实验对照实验讨论：无关变量对实验结果没有影响吗？该实验的无

8、关变量还有哪些？讨论：无关变量对实验结果没有影响吗？该实验的无关变量还有哪些？变量变量相同 适宜H2O2溶液的量、浓度是否加催化剂、催化剂的种类H2O2溶液的分解速率试管编号试管编号步骤步骤1 12 23 34 4一一二二 三三观察观察实验结论实验结论2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%3%3%3%3%常温常温9090FeClFeCl3 3肝脏研磨液肝脏研磨液2 2滴滴2 2滴滴几乎无几乎无少量少量较多较多大量大量不复燃不复燃不复燃不复燃变亮变亮复燃复燃过氧化氢在过氧化氢在不同条件不同条件下的分解速率下的分解速率不一样不一样过氧化氢在过氧化氢在过氧化氢酶过氧化氢酶的

9、作用下分解速率的作用下分解速率最快最快反应条件反应条件无关变量无关变量 H H2 2O O2 2浓度浓度H H2 2O O2 2剂量剂量气泡产生气泡产生带火星的卫生香带火星的卫生香带火星的卫生香带火星的卫生香对照组对照组实验组实验组实验组实验组自变量自变量因变量因变量对照实验对照实验对照实验对照实验讨论：该实验的对照组和实验组分别是什么？讨论：该实验的对照组和实验组分别是什么？变量变量对照性原则对照性原则相同 适宜分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量称为活化能。加热使过氧化氢分子得到能加热使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解量，从常态转变为容易分解的活跃状态。的活跃状态

10、。思考思考1 1：与：与1 1号试管相比，为什么号试管相比，为什么2 2号试管加热后过氧化氢号试管加热后过氧化氢就能加快分解？就能加快分解？二、酶的催化作用的实质阅读课本74页，思考酶催化作用的实质思考思考2 2：FeCl FeCl3 3和肝脏研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化和肝脏研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解，原因与氢分解，原因与2 2号试管的相同吗？号试管的相同吗？催化剂的作用机理：降低化学反应的活化能，不能提供能量酶的作用机理:与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高加热、加热、FeCl3、H2O2酶的作用机理活化分子增加反应速率提高加热或光照等使用催化剂降低活化

11、能活化能越低，活化分子就越多使分子获得能量成为活化分子提高反应速率机制Fe3+酶（更显著）加热：为反应物分子提供能量(活化能），使其达到活跃状态Fe3+：降低化学反应的活化能酶：更显著地降低化学反应的活化能（作用机理）（作用机理）（作用机理）（作用机理）想一想：如何表示？想一想：如何表示？无催化剂曲线：无催化剂曲线：_酶促反应曲线：酶促反应曲线：_无酶促反应所需活化能：无酶促反应所需活化能：_酶促反应所需活化能：酶促反应所需活化能：_酶降低的活化能：酶降低的活化能：_曲线曲线B曲线曲线AE2E3E2E3图形分析：图形分析：分析：分析：acac段、段、bcbc段、段、abab段表示什么？如果将段

12、表示什么？如果将酶改为无机催化剂，酶改为无机催化剂，b b点在纵轴上如何变化？点在纵轴上如何变化？acac：无催化剂催化时反应：无催化剂催化时反应进行所需要的活化能进行所需要的活化能bcbc：有酶催化时反应进行：有酶催化时反应进行所需要的活化能所需要的活化能abab：酶降低的活化能：酶降低的活化能酶只提高化学反应速率，缩短反应时间，不会改变化学平衡位置（1 1）催化剂可）催化剂可加快化学反应速率加快化学反应速率，与无机催化剂相比，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高酶的催化效率更高。（2 2）酶只能）酶只能缩短缩短达到化学反应平衡所需达到化学反应平衡所需时间时间,不改变化学反应的平衡点。不改变化

13、学反应的平衡点。（3 3）酶只能催化已存在的化学反应。）酶只能催化已存在的化学反应。图形分析：分析：那些是加入酶、无机催化剂、未加酶分析：那些是加入酶、无机催化剂、未加酶？思考：酶能增加产物的生成量吗？未加催化剂未加催化剂未加催化剂未加催化剂无机催无机催化剂化剂酶催化酶催化时间时间产物量产物量1在常温下在常温下H2O2溶液几乎不分解，但加入肝脏研磨液（含溶液几乎不分解，但加入肝脏研磨液（含H2O2酶）酶）后，会快速分解成后，会快速分解成H2O和和O2。反应过程中能量变化如图所示，其中表反应过程中能量变化如图所示，其中表示活化能的是（示活化能的是（）2科学家在大肠杆菌中发现了一种科学家在大肠杆菌中发现了一种RNaseP酶，其由酶，其由20%的蛋白质和的蛋白质和80%的的RNA组成，实验表明将这种酶中的蛋白质除去后留下来的组成，实验表明将这种酶中的蛋白质除去后留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明（仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明（）A酶都是由酶都是由RNA和蛋白质组成的和蛋白质组成的B所有的酶都是核糖体合成的所有的酶都是核糖体合成的C酶的化学本质都是酶的化学本质都是RNAD某些某些RNA具有生物催化作用具有生物催化作用AE2BE3CE3-E2DE2-E1CD多数是蛋白质少数是RNA酶和酶促反应酶的本质酶催化作用实质显著降低反应活化能