【生物课件】酶的作用和本质第一课时课件 2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1.pptx

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1、第5章细胞的能量供应和利用第一节酶的作用和本质第1课时17731773年，意大利科学家斯帕兰扎尼做了一个巧妙的实验：将年，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。段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。问题探讨是什么物质使肉块消失了？怎样才能证明你的推测？为什么要将肉放在金属笼内？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。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

2、也能将肉块分解。斯帕兰札尼的实验说明，食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某种物质。科学家发现胃液中含有大量的盐酸，于是推测盐酸是使食物分解的物质。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢离不开酶。1835年，德国科学家施旺通过实验发现，胃腺分泌物中有一种物质，它与盐酸混合后作用远大于盐酸单独作用，这种物质就是胃蛋白酶。温和温和常温常温常压常压水溶液环境水溶液环境pHpH接近中性接近中性剧烈剧烈高温高温高压高压强酸强酸强碱强碱常见有机化学常见有机化学反应反应细胞内外的细胞内外的环境环境细胞代谢离不开细胞代谢离不开酶酶正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在正是由于酶的催化作用，细胞

3、代谢才能在温和的条件下的条件下快速有序进行有序进行酶的催化作用的意义:SZ-LWH（一）酶在细胞代谢中的作用（一）酶在细胞代谢中的作用比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解1、实验：、实验：一、酶的作用与本质2.2.实验原理：实验原理：2H2O22H2O+O2反应条件反应条件加热是化学反应常见的条件加热是化学反应常见的条件FeFe3+3+是无机催化剂是无机催化剂新鲜肝脏中含有过氧化氢酶新鲜肝脏中含有过氧化氢酶不不同同条条件件点点燃燃的的卫卫生生香香的复燃情况的复燃情况气泡冒出情况气泡冒出情况判断判断H H2 2O O2 2的分解的分解快慢依据：快慢依据：单位时间内单位时间

4、内O O2 2的产生量的产生量试管编号1234H2O2溶液(3%)2mL2mL2mL2mL实验处理常温90水浴加热 2滴FeCl32滴肝匀浆气泡产生情况卫生香复燃情况2、对照实验不明显少量较多大量变亮复燃不复燃不复燃控制变量和设计对照实验SZ-LWH1 1与与2 2对照：对照：_ _加热加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(为反应提供能量为反应提供能量)1 1与与3 3对照：对照：_FeClFeCl3 3在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(催化作用催化作用)1 1与与4 4对照：对照：_ _ _过氧化氢酶

5、过氧化氢酶在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(催化作用催化作用)3 3与与4 4对照：对照：_ _过氧化氢酶比过氧化氢酶比FeClFeCl3 3的催化效率高的催化效率高。比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解 对照试验使试验结论更可靠对照试验使试验结论更可靠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剂的催化效率。试管编号1234H2O2溶液(3%)2mL2mL2mL2mL实验处理常温90水浴加热 2滴FeCl32滴肝匀浆气泡产生情况卫生香复燃情况对照组实验组不明显少量较多大量变亮复燃不复

6、燃不复燃自变量无关变量因变量变量等量原则单一变量原则对照原则多组相同装置在相同条件下同一时间进行实验，将数据取平均值，减少偶然性。平行重复原则控制变量和设计对照实验可检测或观察另外，还应遵循另外，还应遵循随机性原则、科学性原则随机性原则、科学性原则提高分子的能量提高分子的能量降低化学反应的降低化学反应的活化能活化能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 加热加热加热加热 FeFe3+3+酶酶酶酶加热、加热、FeFe3+3+、酶的作用机理、酶的作用机理酶作用原理：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。酶作用原理：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。一一酶在细胞代谢

7、中的作用酶在细胞代谢中的作用活化能：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。酶降低的活化能酶降低的活化能酶催化过程所酶催化过程所需的活化能需的活化能没有酶催化时，反应所需的活化能没有酶催化时，反应所需的活化能表表示示无无酶酶催催化化时时反反应应进进行行所所需需要的活化能要的活化能是是 段。段。表表示示有有酶酶催催化化时时反反应应进进行行所所需需要的活化能要的活化能是是 段段。表示酶降低的活化能表示酶降低的活化能是是 段段。ACACBCBCABAB 酶与无机催化剂的酶与无机催化剂的催化机理相同催化机理相同，都是，都是

8、降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能，酶降低活化能的，酶降低活化能的作用作用更显著更显著，催化效率，催化效率更高更高。所以细胞代谢能在。所以细胞代谢能在温和温和条件下快速有序地进行。条件下快速有序地进行。评评SZ-LWH不同：酶和无机催化剂的比较同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而酶的催化效率更高酶和催化剂都只能缩短达到化学平衡的时间，并不改变化学反应的平衡点（即产物的总量不变即产物的总量不变）。可降低反应的活化能具有催化效率反应前后酶的化学性质和数量均没有变化,一段一段时间内时间内可以重复利用可以重复利用共性：二、酶二、酶的本质探索的本质探索（视频）（视频）SZ-LWHSZ-

9、LWH二、酶的本质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提取脲酶，并证明其是蛋白质李比希（化学家）切赫、奥尔特曼少数RNA也具有生物催化功能SZ-LWH酶的定义酶的定义酶是酶是活细胞活细胞产生的具有产生的具有催化作用催化作用的的有机物有机物。来源来源功能功能化学本质化学本质绝大多数酶是蛋白质绝大多数酶是蛋白质,少数是少数是RNARNA。酶发挥作用场

10、所：酶发挥作用场所：细胞内、外，细胞内、外，生物体内外生物体内外均可。均可。注意：注意：一般说来，一般说来，活细胞活细胞都能产生酶；都能产生酶；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细胞核（真核生物）降低化学反应的活化能生物催化作用活细胞(哺乳动物成熟红细胞除外)酶的种类：按存在部位分：胞内酶：合成后在细胞内起作用，如有氧呼吸酶胞外酶：合成后分泌到细胞外起作用，如消化酶按功能分：水解酶：在物质水解时起催化作用合成酶：在物质合成时起催化作用评评SZ-LWH控制变量和设计对照实验控制变量和设计对照实验控制变量控制变量(2)(2)自变量自变

11、量：(3)(3)因变量因变量：(4)(4)无关无关变量：变量：(1)(1)变变 量：量：除自变量外，实验中还存在的一些对实验结果造成影响的可变因素（相同且适宜）。随着自变量的改变而变化的变量。（可检测或观察）人为控制的对实验对象进行处理的因素（控制单一变量）。实验过程中的变化因素。如：“加热、加Fe3+、加肝脏研磨液”。如：“H2O2分解速率”如：“反应物浓度、用量、反应时间”等实验过程中遵循的原则：单一变量原则（控制变量）、对照原则（对照实验）、平行重复原则、等量性原则、随机性原则、科学性原则空白对照、自身对照、条件对照、相互对照空白对照、自身对照、条件对照、相互对照空白对照不给对照组做任何

12、实验处理，这里的”空白”绝不是什么影响因素都不给予，而是针对实验组所要研究的实验因素给与空白。如本实验1号试管对照实验的类型：对照实验的类型：相互对照不另设对照组，而是几个实验组之间相互对照，其中的每一组既是实验组也是其他组的对照组。如蝾螈受精卵横缢实验。蝾螈受精卵横缢实验示意图对照实验对照实验：除作为自变量的因素外，无关变量都保持一致，并将结果进行除作为自变量的因素外，无关变量都保持一致，并将结果进行比较的实验比较的实验。自身对照对照组和实验组都在同一研究对象上进行。不另设对照组。(不同处理的前后对照)。条件对照虽给对照组施以某种实验因素的处理。但这种处理是作为对照因素的，不是所要研究的实验

13、因素。这种处理不包括实验研究给定的的自变量。目的是更有效的比较实验组和对照组的结果。空白对照：空白对照：幼小蝌蚪不处理幼小蝌蚪不处理实验组：实验组：幼小蝌蚪饲喂甲状腺激素幼小蝌蚪饲喂甲状腺激素条件对照组条件对照组：幼小蝌蚪饲喂甲状腺抑制剂幼小蝌蚪饲喂甲状腺抑制剂注意：条件对照就是实验组的基础上施加一注意：条件对照就是实验组的基础上施加一定条件的组。目的是与实验组形成对照。定条件的组。目的是与实验组形成对照。对照实验设计的一般步骤对照实验设计的一般步骤第一步第一步：取材随机均：取材随机均分组分组编号，统一处理；编号，统一处理；第二步：第二步：分组施加分组施加自变量，相同且适宜环境培养自变量，相同且适宜环境培养第三步：一段时间后，第三步：一段时间后，检测或观察因变量检测或观察因变量探究实验：比较过氧化氢探究实验：比较过氧化氢 在不同条件下的分解在不同条件下的分解酶酶的的作作用用和和本本质质酶在细胞代酶在细胞代谢中的作用谢中的作用酶的本质：酶的本质：绝大多数是蛋白质，少数是绝大多数是蛋白质，少数是RNARNA。自变量自变量原理：降低化学反应活化能原理：降低化学反应活化能因变量因变量无关变量无关变量课堂小结课堂小结