【生物】降低化学反应活化能的酶第1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、5.1 降低化学反应的活化能的酶降低化学反应的活化能的酶第一课时第一课时酶的作用和本质酶的作用和本质学习目标任务任务123探究酶的作用学习设计对照实验探索酶的本质一 酶的本质阅读课本P76 问题探讨，回答下列问题1.斯帕兰札尼的实验说明肉块的消化是物理消化还是化学消化？甲组单独将适量肉块放在盐酸中，乙组在体外将等量胃液和等大肉块混在一起，其他条件相同且适宜，一段时间后比较两组肉块消化的速度后来，德国科学家施旺通过实验发现，胃腺分泌物中有一种物质，把它和盐酸混合后，对肉类的分解能力远大于盐酸的单独作用，从而直接证明了胃液中确实有其他化学物质起到消化作用。那么这种物质本质是什么？有什么作用？具体在

2、哪里产生？2.是胃液中的盐酸还是有其他物质（？）将肉块消化了呢？你的假设是什么？如何证明？活动一：阅读活动一：阅读P79P79的资料，请找到以下学者关于酶发现的的资料，请找到以下学者关于酶发现的核心内容（主要观点）核心内容（主要观点）一 酶的本质毕毕希希纳纳做做了了几几组组实实验验，如如何何设设计计的的？他他的的实实验验结论是什么？结论是什么？酶的化学本质只为蛋白质吗酶的化学本质只为蛋白质吗？萨姆纳萨姆纳成功揭示脲酶的化学本质靠的是什么样成功揭示脲酶的化学本质靠的是什么样的精神？的精神？巴巴斯斯德德和和李李比比希希的的观观点点是是什什么么？争争论论的的焦焦点点是是什什么么你认为要结束争论的实验

3、思路是什么？你认为要结束争论的实验思路是什么？酶的化学本质只为蛋白质吗酶的化学本质只为蛋白质吗？一 酶的本质1.1.巴斯德巴斯德和和李比希李比希的观点是什么？的观点是什么？巴斯德认为糖类发酵成酒精，必须有活细胞参与，而不是细胞中的某些物质单独在巴斯德认为糖类发酵成酒精，必须有活细胞参与，而不是细胞中的某些物质单独在起作用。起作用。毕希纳认为引起发酵的是细胞中的某些物质，而且这些物质只有在酵母细胞死亡并毕希纳认为引起发酵的是细胞中的某些物质，而且这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解才能发挥作用。裂解才能发挥作用。两人争论的焦点是什么？结束他俩争论的实验思路？两人争论的焦点是什么？结束他俩争论的实验思

4、路？1.1.提取出这种物质来，单独加入这种物质看能否让糖类发酵变成酒精和提取出这种物质来，单独加入这种物质看能否让糖类发酵变成酒精和COCO2 2.2.2.破坏细胞后，再加入糖类，看能否实现酒精发酵。破坏细胞后，再加入糖类，看能否实现酒精发酵。一 酶的本质2.2.毕希纳做了几组实验，如何设计的？他的实验结论是什么？毕希纳做了几组实验，如何设计的？他的实验结论是什么？实验组：研磨细胞获得细胞提取液，加入葡萄糖产生酒和气泡实验组：研磨细胞获得细胞提取液，加入葡萄糖产生酒和气泡对照组：活酵母菌培养液加入葡萄糖也产生酒和气泡对照组：活酵母菌培养液加入葡萄糖也产生酒和气泡结论（酒精发酵的实质）：结论（酒

5、精发酵的实质）：活细胞产生的一种化学物质使得葡萄糖发酵产生酒精和活细胞产生的一种化学物质使得葡萄糖发酵产生酒精和COCO2 2,这种物质既可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞这种物质既可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞外发挥作用。外发挥作用。辩证观辩证观:巴斯德和李比希的观点中哪些是合理的，哪些是不合理的？巴斯德和李比希的观点中哪些是合理的，哪些是不合理的？巴斯德认为发酵与活细胞有关，是合理的；认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某巴斯德认为发酵与活细胞有关，是合理的；认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用，是不正确的。些物质在起作用，是不正确的。毕希纳认为引起发酵的是细胞中的某些物质，是

6、合理的；认为这些物质只有在酵母毕希纳认为引起发酵的是细胞中的某些物质，是合理的；认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解才能发挥作用，是不正确的。细胞死亡并裂解才能发挥作用，是不正确的。一 酶的本质4.4.酶的化学本质只为蛋白质吗？酶的化学本质只为蛋白质吗？3.3.萨姆纳成功揭示萨姆纳成功揭示脲酶的化学本质脲酶的化学本质靠的是什么样的精神？靠的是什么样的精神？5.5.请给酶下一个比较完整的定义请给酶下一个比较完整的定义萨姆纳历时萨姆纳历时9 9年，用正确的科学方法，坚持不懈、百折不饶的科学精神，将酶提纯出来。年，用正确的科学方法，坚持不懈、百折不饶的科学精神，将酶提纯出来。绝大多数为蛋白质，少数酶

7、是RNA一、关于酶本质的探索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、外均可C、H、O、N、(S)C、H、O、N、P活细胞酶只有一个作用：催化作用酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA.细胞代谢二、酶在细胞代谢中的作用细胞中每时每刻都在进行着许多化学反应是细胞生命活动的基础，也产生对细胞有害的物（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，会加速人体衰老反应不温和反应不温和反应温和反应温和以上三种条件使过氧化氢分解的效果是否一样，哪种更具优势？探究过氧化氢在不同

8、条件下的分解速率。探究过氧化氢在不同条件下的分解速率。活动二：比较活动二：比较H2O2H2O2在不同条件下的分解实验在不同条件下的分解实验（阅读（阅读77-7877-78）3.除了反应条件外，其他因素对实验结果有影响吗？1.该实验的自变量是？2.该实验的因变量是？实验中人为控制的对实验对象进行处理的因素实验中人为控制的对实验对象进行处理的因素因因自变量改变化自变量改变化而变化的量而变化的量H2O2 的浓度和体积、反应的时间、肝脏研磨液的新鲜程度等实验原理实验原理：实验实验目的目的：2H2O2 2H2O+O2反应条件反应条件加热、催化剂的种类H2O2的分解速率，如单位时间内O2的产生量带火星的卫

9、生香的复燃情况单位时间内产生气泡多少单一变量原则：单一变量原则：实验设计时只有一个自变量，实验设计时只有一个自变量，即即无关变量要保持一致且适宜因变量试管编号试管编号1 12 23 34 42 mL2 mL2 mL2 mL1.气泡冒出情况2.卫生香复燃情况无90水浴加热2滴3.5%FeCl32滴20%肝脏研磨液3%3%的的H H2 2O O2 2溶液溶液实验处理实验处理（不同反应条件）（不同反应条件）检测指标检测指标对照组对照组实验组实验组经实验因素处理的人为改变条件的组。经实验因素处理的人为改变条件的组。实验组：对照组：未经实验因素（自变量）处理的组。未经实验因素（自变量）处理的组。实验结果

10、未知实验结果已知控制变量和设计对照实验给对照组施以给对照组施以某种实验因素某种实验因素处理，但处理，但不是所要研究的实验因素不是所要研究的实验因素。条件对照空白对照不给对照组以任何处理因素。不给对照组以任何处理因素。无关变量自变量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反应条件反应条件 H H2 2O O2 2浓度浓度H H2 2O

11、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一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用请观察教材P77图片结合视频，描述各支试管的实验现象。思考讨论2 2）3 3、4 4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？1 1）与）与1 1号试管相比，号试管相比，2 2号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？4 4）2 2号、号、3 3号、号、4 4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多,为什么？为什么？3 3）3 3号试

12、管号试管FeFe3+3+数比数比4 4号试管号试管HHHH2 2 2 2OOOO2 2 2 2酶酶高高2525万倍，但万倍，但4 4号反应速率更快号反应速率更快,这说明什么？这说明什么？加热能促进加热能促进H H2 2O O2 2的分解的分解,提高反应速率；提高反应速率；FeClFeClFeClFeCl3 3 3 3中的中的中的中的FeFeFeFe3+3+3+3+和新鲜肝脏中的和新鲜肝脏中的和新鲜肝脏中的和新鲜肝脏中的过氧化氢酶过氧化氢酶过氧化氢酶过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。都能加快过氧化氢分解的速率。都能加快过氧化氢分解的速率。都能加快过氧化氢分解的速率。过氧化氢酶过氧化氢酶过氧化

13、氢酶过氧化氢酶比比比比FeFeFeFe3+3+3+3+的催化效率的催化效率的催化效率的催化效率高高高高得多。得多。得多。得多。一样多一样多一样多一样多，几支试管的，几支试管的，几支试管的，几支试管的H H H H2 2 2 2O O O O2 2 2 2 溶液的溶液的溶液的溶液的体积体积体积体积和和和和浓度浓度浓度浓度都相同。都相同。都相同。都相同。6.实验结论：加热和催化剂均可加快化学反应速率，酶与无机催化剂相比催化效率更高注意：酶的催化效率高是和无机催化剂相比3.过氧化物酶能催化过氧化物酶能催化大本p 3过氧化物酶能催化过氧化物酶能催化H2O2的分解，产生的氧气能使溶于水的无色焦性没食子的

14、分解，产生的氧气能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化呈橙红色。酸氧化呈橙红色。为了鉴定为了鉴定马铃薯块茎马铃薯块茎是否含有过氧化物酶是否含有过氧化物酶，设计了如下实验。下，设计了如下实验。下列说法错误的是列说法错误的是()A.3号试管内加入的物质是在号试管内加入的物质是在2号试管的基础上加号试管的基础上加2滴滴H2O2溶液溶液B.1号试管可以和号试管可以和4号试管形成对照号试管形成对照C.设计设计2号试管作为对照的具体目的是排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验结号试管作为对照的具体目的是排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验结果的影响果的影响D.对对3号试管加入的物质进行设计，这四支试管可以证明

15、酶具有高效性号试管加入的物质进行设计，这四支试管可以证明酶具有高效性 D三、酶的作用机理三、酶的作用机理2 2）加热为什么会提高反应速率）加热为什么会提高反应速率1 1）什么是反应的活化能。）什么是反应的活化能。4 4）为什么说酶对于细胞代谢的顺利进行至关重要？）为什么说酶对于细胞代谢的顺利进行至关重要？自主探究2：阅读课本P78，小组讨论以下问题，时间小组讨论以下问题，时间3min。3 3）酶的作用机理？为什么酶的催化效率比无机催化剂快？）酶的作用机理？为什么酶的催化效率比无机催化剂快？酶酶更显著地更显著地降低了化学反应所需要的活化能。降低了化学反应所需要的活化能。酶高效的催化作用可以实现酶

16、高效的催化作用可以实现酶高效的催化作用可以实现酶高效的催化作用可以实现细胞代谢在细胞代谢在细胞代谢在细胞代谢在温和温和温和温和的条件下的条件下的条件下的条件下快速快速快速快速进行进行进行进行。（高效性的意义）。（高效性的意义）。（高效性的意义）。（高效性的意义）因为加热使因为加热使 H H2 2O O2 2分子获得了能量（活化能）。分子获得了能量（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状态所需的能量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二 酶在细胞代谢中的作用活化能活化能活跃状态分子的平均能量活跃状态分子的平均能量常态分子的平均能量常态分子的平均能量分子

17、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常态活跃状态活跃状态终态终态如果我们把化学反应从反应物到产物的过程比作我们驾车翻越高山的话，那活跃态相当于 ，活化能相当于 ，那加热相当于 ，让反应的起点变高；使用催化剂相当于 ，降低了反应的门槛。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：.二 酶在细胞代谢中的作用bacd反应过程反应过程能量能量初态（反应物）终态（产物）活跃状态ac 没有催化剂没有催化剂无机催化剂无机催化剂 酶酶abbc分别代表什么条件？分别代表什么条件？时间时间O O2 2量量未加催化剂加无机

18、催化剂Fe 3+加过氧化氢酶二 酶在细胞代谢中的作用三条曲线最高点相同，说明什么问题？平衡点酶不改变最终生成物的量只是改变反应速率（不改变化学反应平衡）任务一：下图表示在未加催化剂条件下的曲线，请在该曲线的基础上绘制出加任务一：下图表示在未加催化剂条件下的曲线，请在该曲线的基础上绘制出加无机催化剂无机催化剂FeclFecl3 3和和加酶加酶的曲线。的曲线。酶是一种生物催化剂；酶是一种生物催化剂；酶显著降低了化学反应的活化能。酶显著降低了化学反应的活化能。设置对照实验设置对照实验小 结探究实验：比较过氧化探究实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解氢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

19、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。自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量一个实验中只能有一个一个实验中只能有一个自变量，自变量，除了自变量之外其他除了自变量之外其他变量即变量即无关变量均要相同无关变量均要相同2）单一变量原则：3）随机性原则：4）平行重复原则：多次实验，取平均值，用以多次实验，取平均值，用以减少误差和偶然性减少误差和偶然性5）科学性原则：不能出现科学性错误不能出现科学性错误被研究的样本是从总体中任意抽取的被研究的样本是从总体中任意抽取的设计原则控制变量和设计对照实验1）对照性原则：通过设置对照，通过设置对照，排除无关变量的影响，以验证实验目的。排除无关变量的影响，以验证实验目的。二 酶的本质综合本节所学，能不能给酶下一个比较完整的定义？酶是_产生的具有_的_活细胞催化作用有机物化学本质 酶的来源 酶的作用原料原料？一般说来，一般说来，活细胞活细胞都能产生酶都能产生酶酶酶只起催化作用只起催化作用，无调节功能，无调节功能酶在反应中不被消耗，可利用多次，但时间过长，催化能力降低甚至丧失酶在反应中不被消耗，可利用多次，但时间过长，催化能力降低甚至丧失 其中绝大多数酶是_，少数酶是_。蛋白质RNA