【课件]降低化学反应活化能的酶课件2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1.pptx
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1、光合作用细胞呼吸能量ATP酶物质代谢有机物分解有机物合成第5章细胞的能量供应和利用细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为。(新陈代谢)细胞代谢学习目标学习目标内容框架内容框架1.通过对酶催化作用具体实例的讨论,说明酶在细胞代谢中的作用及酶的本质和特性。2.通过对相关的实验和探究,尝试控制自变量、观察和检测因变量,设置对照组和重复组。降低化学反应活化能的酶(第1课时)第5章 第1节2H2H2 2OO2 2 2H2H2 2O +OO +O2 2 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。资料加
2、热、强酸、强碱、加催化剂(如Fecl3)细胞中含有过氧化氢酶在体外要使过氧化氢快速分解需要什么条件?细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢?一、酶在细胞代谢中的作用问题探讨是胃内的化学物质将肉块分解了。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。收集胃内化学物质,看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。【细胞代谢细胞代谢】问问.斯帕兰扎尼的实验说明了什么斯帕兰扎尼的实验说明了什么?问问.什么是细胞代谢?什么是细胞代谢?问问.细胞代谢的主要场所细胞代谢的主要场所?问问.谁通过实验发现了胃蛋谁通过实验发现了胃蛋白酶?白酶?胃蛋白酶发现过程:细胞代谢:细胞中几乎所
3、有的化学反应都是由酶催化的。细胞中几乎所有的化学反应都是由酶催化的。酶促反应酶促反应又称为酶催化作用,指的是由酶作为催化剂进行催化的反应。又称为酶催化作用,指的是由酶作为催化剂进行催化的反应。问问.细胞代谢为什么离不开酶细胞代谢为什么离不开酶?细胞细胞质质【探究一探究一】酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用一、【探究一探究一】酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用1实验原理:2H2O22H2O+O2不同条件高温FeCl3(无机催化剂)过氧化氢酶2实验材料:新鲜肝脏中有较多的新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶过氧化氢酶且活性高。且活性高。且活性高。且活性高。使肝细胞破裂从而释放出过使肝细胞破裂从
4、而释放出过氧化氢酶氧化氢酶,有利于过氧化氢酶有利于过氧化氢酶与试管内过氧化氢分子充分与试管内过氧化氢分子充分接触,加速过氧化氢的分解接触,加速过氧化氢的分解为什么要将猪肝制成研磨液为什么要将猪肝制成研磨液?【探究一探究一】酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用3实验步骤:3%2ml2ml2ml常温2滴点燃的卫生香的复燃情况点燃的卫生香的复燃情况点燃的卫生香的复燃情况点燃的卫生香的复燃情况气泡冒出情况滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时,滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时,能否共用一个吸管?能否共用一个吸管?不能不能不能不能【探究一探究一】酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用4实验结果:3%2ml2ml
5、2ml常温2滴点点点点燃燃燃燃的的的的卫卫卫卫生生生生香香香香的的的的复燃情况复燃情况复燃情况复燃情况气气泡泡冒冒出情况出情况不明显不明显不明显不明显少量少量较多较多大量大量变亮变亮复燃复燃不复燃不复燃 不复燃不复燃【探究一探究一】酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用说明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号试管的反应速率比3号试管快得多,说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。不能。细胞是在常温下生活,若加热,会使细胞死亡加热能促进H2O2的分解,提高反应速率【探究一探究一】酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用合作探究:阅读教材P78“科学方
6、法”相关知识,在下表中标出相应知识(1)在试管编号处标出哪几只是对照组?哪几只是实验组?(2)分别代表什么变量?(相同条件(相同条件:相同且适宜:相同且适宜)【探究一探究一】酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用自变量因变量无关变量1 1与与2 2对照:对照:加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率。加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率。(加热为反应提供能量加热为反应提供能量)1 1与与3 3对照:对照:FeClFeCl3 3在常温下在常温下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。(无机催化剂具有催化作用无机催化剂具有催化作用)1 1与与4 4对照:对照:过氧
7、化氢酶在常温下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。能促进过氧化氢的分解,提高反应速率。(酶具有催化作用酶具有催化作用)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。(酶具有高效性酶具有高效性)通过将不同类型催化剂通过将不同类型催化剂(主要是主要是酶与无机催化剂酶与无机催化剂)催催化底物的反应速率进行比较,得出结论。化底物的反应速率进行比较,得出结论。5实验结论:对照实验对照组对照组实验组实验组 酶和无机催化剂一样,酶和无机催化剂一样,都能催化化学反应,并且酶的催化都能催化化学反应,并且酶的催化效率远高于无机催化的催化效率。
8、效率远高于无机催化的催化效率。【探究一探究一】酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用加入加入2 2滴煮沸过的肝脏研磨液的滴煮沸过的肝脏研磨液的5 5号试号试管,可以与加入新鲜的肝脏研磨液的管,可以与加入新鲜的肝脏研磨液的4 4号试管进行对照;号试管进行对照;加入加入2 2滴蒸馏水的滴蒸馏水的6 6号试管可以作为号试管可以作为3 3号试管和号试管和4 4号试管的对照组。号试管的对照组。课本P80【拓展拓展】【拓展拓展】实验设计应该遵循以下原则:实验设计应该遵循以下原则: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【拓展拓展】【拓展拓展】对照类型:对照类型:空
9、白对照空白对照对照组为自然状态下对照组为自然状态下不做处理不做处理的对象组的对象组实验组为施加实验变量处理的对象组实验组为施加实验变量处理的对象组自身对照自身对照实验实验处理前处理前的对象组为对照组,的对象组为对照组,实验实验处理后处理后的对象组为实验组的对象组为实验组相互对照相互对照不单设对照组,不单设对照组,而是而是几个实验组相互几个实验组相互对照对照条件对照条件对照即给对象即给对象施加某种实验处理施加某种实验处理,虽不是检,虽不是检验假设需要的,但更能充分说明实验变验假设需要的,但更能充分说明实验变量的对照。量的对照。加热为什么能加快过氧化氢分解?3号、4号试管没有加热,为什么也有大量气
10、泡产生?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。加热:为分子提供了能量。无机催化剂:降低化学反应的活化能。酶:同无机催化相比,酶。更显著地降低化学反应的活化能,因而催化效率更高。二、酶的作用机理阅读书本阅读书本P78P78第一、二段,思考:以下不同条件加第一、二段,思考:以下不同条件加快反应速率的原理快反应速率的原理bade反应过程能量初态(反应物)终态(产物)活跃状态ad段的含义?ac段?acab段,说明?没有催化剂无机催化剂酶酶降低的活化能。二、酶的作用机理c请说明每条曲线是在何种条件下进行的反应?在没有催化剂条件下,反应所需要的活化能。酶降低活化能的作用比无机催化
11、剂更显著,酶具有高效性。表示自然条件下反应所需要的活化能表示自然条件下反应所需要的活化能 表示使用无机催化剂时反应所需要的活化能表示使用无机催化剂时反应所需要的活化能 表示使用酶时反应所需要的活化能表示使用酶时反应所需要的活化能 表示酶所降低的活化能表示酶所降低的活化能E2E1E3E2-E3 表示加热时反应所需要的活化能表示加热时反应所需要的活化能E2练习:金P88例1、2、3、4发酵是纯化学反应,与生命活动无关巴斯德李比希毕希纳萨姆纳其他科学家切赫和奥尔特曼胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质发酵与活细胞有关发酵与死细胞中的物质有关死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵脲酶是蛋白质切赫切赫奥尔特曼奥尔特曼
12、少数酶是RNA三、酶的本质酶的本质绝大多数是蛋白质,少数是RNA。课本P80二、2酶的本质:绝大多数为_,少数为_。蛋白质蛋白质RNA三、酶的本质是_产生 的一类具有具有_作用的作用的_。活细胞活细胞催化催化有机物有机物(来源)(来源)(作用)(作用)(本质)(本质)思考思考1 1:酶的基本组成单位是:酶的基本组成单位是 _ _ 。思考思考2 2:酶是具有分泌功能的细胞产生的,所以要在细胞外才能发酶是具有分泌功能的细胞产生的,所以要在细胞外才能发挥催化作用(挥催化作用()思考思考3 3:细胞中的酶可来自于食物。(:细胞中的酶可来自于食物。()氨基酸或核糖核苷酸氨基酸或核糖核苷酸细胞内、外,体外
13、均可起作用细胞内、外,体外均可起作用练习:课本P801、2金P90例6可用第2章中学过的检测蛋白质的方法。在萨姆纳之前,之所以很难鉴定酶的本质,主要是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。思维拓展:设计实验,探究某种酶是不是蛋白质某种酶+蛋白质底物被催化该酶是蛋白质底物没有被催化该酶是RNA某种酶+双缩脲试剂出现紫色该酶是蛋白质不出现紫色该酶是RNA方案1:染色法方案2:酶解法3.给你一份某种酶的结晶,你能设计实验检测它是不是蛋白质吗?请简略写出实验步骤。想一想,在萨姆纳之前,为什么很难鉴定酶的本质?P7610书P80设计实验,探究某种酶是不是蛋白质设计实验,探究某种酶是不是蛋白质实验步骤:实验步
14、骤:选材、分组、编号第一步:取第一步:取2 2支试管,编号为支试管,编号为1 1号试管、号试管、2 2号试管;号试管;第二步:向第二步:向1 1号试管中加入号试管中加入2mL2mL鸡蛋清,鸡蛋清,2 2号试管中加入号试管中加入2mL2mL该酶;该酶;设置自变量第三步:向第三步:向2 2支试管中各加入支试管中各加入1mL1mL双缩脲双缩脲A A液液(NaOH(NaOH溶液溶液),摇匀,再,摇匀,再向向2 2支试管支试管加入加入4 4滴双缩脲滴双缩脲B B液液(CuSO(CuSO4 4溶溶液液),摇匀。,摇匀。控制无关变量第四步:观察第四步:观察2 2支试管中溶液支试管中溶液颜色颜色的的变化。变化
15、。观察,记录结果预测:结果预测:若两试管均呈现紫色,则说明若两试管均呈现紫色,则说明 ;若若1 1号试管呈现紫色,号试管呈现紫色,2 2号试管没有呈现紫色,则说明号试管没有呈现紫色,则说明 。该酶是蛋白质该酶不是蛋白质实验组对照组相同且适宜对照实验设计的一般步骤对照实验设计的一般步骤实验一般步骤:实验一般步骤:第一步:第一步:选材、分组、编号;选材、分组、编号;第二步:第二步:设置自变量设置自变量第三步:第三步:控制无关变量控制无关变量 根据根据实验目的和器材实验目的和器材,分析实验的,分析实验的自变自变量量,找出,找出主要的无关变量主要的无关变量,明确,明确因变量的检测因变量的检测方法方法。
16、第四步:第四步:观察、比较因变量观察、比较因变量常用句:取相同的平均(随机)分为组,编号为A、B、C常用句:A组(实验组)添加一定量的,B组(对照组)添加等量的常用句:相同且适宜条件下培养一段时间常用句:观察并记录课堂小结三、探究酶的特性三、探究酶的特性资料资料1 1:酶的催化效率约是无机催化剂的:酶的催化效率约是无机催化剂的10107 7-10-101313倍。倍。资料资料2 2:下图为某种酶的作用模型,:下图为某种酶的作用模型,A A为酶,为酶,B/C/DB/C/D为反应物,为反应物,E/FE/F为产物。为产物。资料资料3 3:肠淀粉酶的最适:肠淀粉酶的最适PHPH为为6.7-7.06.7
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