【生物課件】降低化學反應活化能的酶第1課時 2023-2024學年高一上學期生物人教版必修1

第四章細胞的能量供應和利用新葉伸向和煦的陽光，蚱蜢覬覦綠葉的芬芳。它們?yōu)樯娑@取能量，能量在細胞里流轉激蕩。太陽是能量的源頭第五章細胞的能量供應和利用降低化學反應活化能的酶第1節(jié)一、酶的作用和本質想一想一秒鐘我們能做什么？人腦有100億個神經細胞，每天可記錄8600萬次信息，在1秒鐘之內，可產生10萬次化學反應。在細胞中每時每刻都進行著許多的化學反應，統稱為細胞代謝探究

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實踐比較過氧化氫在不同條件下的分解2H2O22H2O+O2

過氧化氫(化學式為H2O2)。是一種強氧化劑，水溶液俗稱雙氧水，為無色透明液體。其水溶液適用于醫(yī)用傷口消毒及環(huán)境消毒和食品消毒。在一般情況下會緩慢分解成水和氧氣，但分解速度極其慢。1、原理2H2O2

2H2O+O2反應條件加熱是化學反應的常見條件Fe3+是無機催化劑新鮮的肝臟中含有過氧化氫酶2、實驗設計不同條件產生量1、氣泡冒出情況2、衛(wèi)生香的復燃情況2、實驗設計材料用具:量筒，試管，滴管，試管架，衛(wèi)生香，火柴，酒精燈，試管夾，大燒杯，三腳架，石棉網，溫度計新鮮的質量分數為20%的肝臟(如豬肝、雞肝)研磨液、新配制的體積分數為3%的過氧化氫溶液、質量分數為3.5%的FeCl,溶液試管編號1234H2O2溶液（3%）2mL2mL2mL2mL實驗處理無90℃水浴加熱2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液檢測指標1.氣泡冒出情況2.衛(wèi)生香復燃情況2、實驗設計與1號試管相比，2號試管出現什么不同的現象？這一現象說明什么？②在細胞內，能通過加熱來提高反應速率嗎？3、實驗結果與結論2號試管放出的氣泡多。說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。不能3號和4號試管未經加熱，也有大量氣泡產生，這說明什么？3號試管與4號試管相比，哪支試管中的反應速率快？這說明什么？3、實驗結果與結論FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫的分解速率4號反應速率快。說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多試管編號1234底物2ml體積分數3%的過氧化氫溶液處理檢測實驗現象室溫90℃2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液觀察氣泡數，點燃的衛(wèi)生香的燃燒程度無明顯氣泡有少量氣泡有較多氣泡有大量氣泡復燃劇烈復燃3、實驗結果與結論加熱可促進過氧化氫分解過氧化氫酶與FeCl3均可催化過氧化氫分解過氧化氫酶的催化效率高于FeCl31、實驗中變量的控制①自變量:人為控制的對實驗對象進行處理的因素。②因變量:因自變量改變而變化的變量。③無關變量:除自變量外，實驗過程中還存在的一些對實驗結果造成影響的可變因素。2、對照實驗①除作為自變量的因素外，其余因素(無關變量)都保持相同且適宜，并將結果進行比較的實驗。②對照試驗一般要設置對照組和實驗組。3、對照實驗遵循的原則：①對照原則

②單一變量原則

③等量原則加FeCl3溶液和加肝臟研磨液H2O2的分解速率肝臟研磨液的新鮮程度、反應底物的量及濃度、實驗室溫度對照實驗的四種類型①空白對照：空白對照是指不給對照組做任何實驗處理，這里的“空白”不是什么影響因素都不給予，而是針對實驗組所要研究的實驗因素給予空白。②自身對照：自身對照是指對照組和實驗組都在同一研究對象上進行，不另設對照組。③條件對照：條件對照是指雖給對照組施以某種實驗因素處理，但這種處理是作為對照因素的，不是所要研究的實驗因素。這種處理不包括實驗研究給定的實驗變量。④相互對照：相互對照是指不另設對照組，而是幾個實驗組之間相互對照，其中的每一組既是實驗組也是其他組的對照組。植物細胞的質壁分離與復原實驗、變形蟲切割實驗傘藻嫁接實驗試管編號備注1號2號3號4號底物2ml體積分數3%的過氧化氫溶液處理檢測實驗現象室溫90℃FeCl3肝臟研磨液觀察氣泡數，點燃的衛(wèi)生香的燃燒程度無明顯氣泡有少量氣泡有較多氣泡有大量氣泡復燃劇烈復燃

自變量

因變量

無關變量對照組實驗組歸納法（完全歸納法和不完全歸納法）提出假說（細胞膜結構模型的探索）差速離心法（分離細胞器）同位素標記法（分泌蛋白的合成和運輸）建構模型（物理模型、數學模型、概念模型）控制變量和設計對照實驗酶的作用原理活化能：分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能常溫加熱FeCl3氯化鐵過氧化氫酶酶的作用原理加熱：為過氧化氫分子提供能量常溫加熱FeCl3氯化鐵過氧化氫酶酶的作用原理常溫加熱FeCl3氯化鐵過氧化氫酶FeCl3：降低化學反應的活化能酶的作用原理常溫加熱FeCl3氯化鐵過氧化氫酶過氧化氫酶：顯著降低化學反應的活化能酶的作用原理常溫加熱FeCl3氯化鐵過氧化氫酶█

活化能：分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能█

加熱：為過氧化氫分子提供能量█

FeCl3：降低化學反應的活化能█

過氧化氫酶：顯著降低化學反應的活化能降低化學反應所需的活化能酶的作用原理降低化學反應所需的活化能█

認真觀察下圖，思考數字標號代表的含義①②④③⑤無催化劑時化學反應所需的活化能。無機催化劑催化時化學反應所需的活化能。酶催化時化學反應所需的活化能。無機催化劑降低的活化能酶降低的活化能酶與無機催化劑催化的機理相同，都能降低化學反應的活化能，但是酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。1.酶能提高化學反應的活化能，使化學反應順利進行

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)2.酶能催化H2O2分解，是因為酶使H2O2得到了能量

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)3.無關變量是與實驗結果無關的變量

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)4.在一個實驗中，因變量的檢測指標往往不是唯一的

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)×××√即學即練酶的本質時間人物實驗/事件結論4000多年前我國掌握了釀酒技術1773年將肉塊放入金屬籠內讓鷹吞下去，一段時間后取出籠子，但肉塊消失19世紀釀出的葡萄酒經常莫名其妙地變酸釀酒就是讓糖類通過發(fā)酵變成酒精和二氧化碳；純化學過程1857年巴斯德（法國）通過顯微鏡觀察酵母細胞釀酒中的發(fā)酵是由酵母細胞的存在所致，沒有活細胞的參與，糖類是不可以變成酒精的李比希（德國）認為引起發(fā)酵的是酵母菌細胞中的某些物質，但這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納（德國）把酵母細胞放在石英砂中用力研磨，加水攪拌，再進行加壓過濾，得到不含酵母細胞的提取液。在這些汁液中加入葡萄糖，一段時間后冒出了氣泡，糖液居然變成了酒與糖液中含有活酵母菌細胞是一樣的，并將酵母菌細胞中引起發(fā)酵的物質稱為釀酶。1926年薩姆納（美國）在資料中得知刀豆種子中脲酶含量相當高之后，經過許多嘗試，終于用丙酮作溶劑的提取液中華出現了結晶，并且該結晶溶于水后能夠催化尿素分解成氨和二氧化碳脲酶是蛋白質20世紀80年代切赫和奧爾特曼（美國）發(fā)現少數RNA也具有生物催化功能1897年斯帕蘭札尼食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某種物質酶的本質酶的定義：酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質，少數是RNA。█

酶

的

來

源：█

酶

的

功

能：催化作用多數是蛋白質，少數是RNA█

酶的