5.1+降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（第一課時(shí)）課件-高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

炎炎烈日之下，巖石變得很燙，這是因?yàn)檎丈湓趲r石上的光能轉(zhuǎn)變成熱能，而組成巖石的分子并未發(fā)生化學(xué)變化。巖石旁邊的植物同樣遭到暴曬，卻并未變得發(fā)燙。是不是植物不吸收光能呢？當(dāng)然不是。植物的葉片不但能吸收光能，而且能通過(guò)光合作用，將一部分光能轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存在有機(jī)物中的化學(xué)能。

細(xì)胞的生命活動(dòng)是需要能量來(lái)驅(qū)動(dòng)的。太陽(yáng)能是幾乎所有生命系統(tǒng)中能量的最終源頭。外界能量進(jìn)入細(xì)胞，并為細(xì)胞所利用，都要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。

細(xì)胞是如何通過(guò)化學(xué)反應(yīng)來(lái)獲取和利用能量的呢？

第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（第1課時(shí)）目標(biāo)010203通過(guò)對(duì)酶催化作用具體實(shí)例的討論，說(shuō)明酶在細(xì)胞代謝中的作用及酶的本質(zhì)和特性。通過(guò)閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷地探索和爭(zhēng)論中前進(jìn)的，偉大的科學(xué)家也會(huì)有認(rèn)識(shí)上的局限性。教學(xué)目標(biāo)通過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究，嘗試控制自變量、觀察和檢測(cè)因變量，設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)組。1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼做了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過(guò)一段時(shí)間后，他把小籠子取出來(lái)，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。便于取出肉塊、排除物理性消化對(duì)肉塊的影響，確定其是否發(fā)生了化學(xué)性消化。問(wèn)題探討1、為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)?討論：

是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。問(wèn)題探討2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？討論：1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼做了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過(guò)一段時(shí)間后，他把小籠子取出來(lái)，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。

收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。問(wèn)題探討3、怎樣才能證明你的推測(cè)？討論：1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼做了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過(guò)一段時(shí)間后，他把小籠子取出來(lái)，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。斯帕蘭札尼的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某種物質(zhì)。斯帕蘭扎尼在研究鷹的消化作用但我不知是什么物質(zhì)...emo...后來(lái)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)胃液含有大量鹽酸，推測(cè)：鹽酸是使食物分解的物質(zhì)。1835年，德國(guó)科學(xué)家施旺發(fā)現(xiàn)：胃腺分泌物中有一種物質(zhì)，將它與鹽酸混合后，對(duì)肉類的分解能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鹽酸的單獨(dú)作用，這種物質(zhì)就是胃蛋白酶。德國(guó)生理學(xué)家溫和①常溫②常壓③水溶液環(huán)境④pH接近中性劇烈①高溫②高壓③強(qiáng)酸④強(qiáng)堿常見(jiàn)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)細(xì)胞內(nèi)外的環(huán)境在細(xì)胞較為溫和的環(huán)境中，各種生化反應(yīng)如何高效有序的進(jìn)行呢？細(xì)胞代謝離不開(kāi)酶

細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝，那么細(xì)胞代謝與我們常見(jiàn)的化學(xué)反應(yīng)需要的條件一樣嗎？

細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，但細(xì)胞代謝也會(huì)產(chǎn)生代謝廢物，甚至?xí)a(chǎn)生對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，如過(guò)氧化氫。2H2O22H2O+O2↑1.過(guò)氧化氫在體外分解需要什么條件？2.細(xì)胞內(nèi)的過(guò)氧化氫又是怎樣被快速分解的呢？加熱、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、加催化劑（如FeCI3)細(xì)胞中含有過(guò)氧化氫酶過(guò)氧化氫酶與加熱、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、加催化劑都能使過(guò)氧化氫分解，他們?cè)硪粯訂幔糠纸馑俾室粯訂?？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究酶的作用？一、酶在細(xì)胞代謝中的作用1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)比較過(guò)氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過(guò)氧化氫酶的作用。2.實(shí)驗(yàn)原理：2H2O22H2O+O2反應(yīng)條件①加熱是化學(xué)反應(yīng)常見(jiàn)的條件②Fe3+是無(wú)機(jī)催化劑③新鮮肝臟中含有過(guò)氧化氫酶不同條件判斷H2O2分解快慢的依據(jù)：②點(diǎn)燃的衛(wèi)生香

的復(fù)燃情況①氣泡冒出情況探究·實(shí)踐比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解O2的產(chǎn)生量3.實(shí)驗(yàn)材料：①新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液（含較多的過(guò)氧化氫酶）②質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCI3溶液③新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的H2O2溶液量筒、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(wǎng)、溫度計(jì)4.實(shí)驗(yàn)用具：探究·實(shí)踐比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解（每滴FeCI3溶液中的Fe3+數(shù)，大約是每滴過(guò)氧化氫酶分子數(shù)的25萬(wàn)倍）5.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：組別對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組1234過(guò)氧化氫H2O2濃度3%3%3%3%H2O2劑量2mL2mL2mL2mL反應(yīng)條件常溫90℃FeCl32滴肝臟研磨液2滴結(jié)果產(chǎn)生氣泡衛(wèi)生香燃燒情況探究·實(shí)踐比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解探究·實(shí)踐比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解Fe3+做催化劑過(guò)氧化氫酶6.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：探究·實(shí)踐比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解組別對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組1234過(guò)氧化氫H2O2濃度3%3%3%3%H2O2劑量2mL2mL2mL2mL反應(yīng)條件常溫90℃FeCl32滴肝臟研磨液2滴現(xiàn)象產(chǎn)生氣泡衛(wèi)生香燃燒情況7.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：不明顯少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃復(fù)燃不明顯復(fù)燃明顯探究·實(shí)踐比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)結(jié)論過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過(guò)氧化氫在過(guò)氧化氫酶的作用下分解速率最快1.與１號(hào)試管相比，２號(hào)試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？說(shuō)明什么？2號(hào)試管放出的氣泡多，說(shuō)明加熱能促進(jìn)過(guò)氧化氫分解，提高反應(yīng)速率。

2.在細(xì)胞內(nèi)，能通過(guò)加熱來(lái)提高反應(yīng)速率嗎？說(shuō)明FeCl3中的Fe3+

和新鮮肝臟中的過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫分解的速率。4.3號(hào)試管與4號(hào)試管相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說(shuō)明什么？4號(hào)試管的反應(yīng)速率比3號(hào)試管快得多，說(shuō)明過(guò)氧化氫酶比Fe3+

的催化效率高得多。討論：探究·實(shí)踐比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解3.3號(hào)和4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說(shuō)明什么？不能。

細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行著成千上萬(wàn)種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效地進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行是至關(guān)重要的。6.2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)試管相比，哪支試管最終產(chǎn)生的氧氣最多？一樣多，幾支試管的H2O2溶液的體積和濃度都相同。討論：探究·實(shí)踐比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解

以上比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)嗎？一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)該如何來(lái)設(shè)計(jì)？有哪些因素是我們必須要考慮的？5.為什么說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？（不同條件X）②自變量：③因變量：④無(wú)關(guān)變量：除自變量外，實(shí)驗(yàn)中還存在的一些也可對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的可變因素隨著自變量的改變而變化的變量人為控制的對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行處理的因素①變

量：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的變化因素Y=a+f(x)自變量因變量無(wú)關(guān)變量單一變量原則：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)只有一個(gè)自變量，且無(wú)關(guān)變量在對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組中均要保持相同且適宜。（結(jié)果Y）（相同條件a）你能準(zhǔn)確找出以上實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)變量嗎？控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)科學(xué)方法討論：無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響嗎？怎樣控制無(wú)關(guān)變量？

討論：該實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組分別是什么？變量步驟試管編號(hào)1234一H2O2濃度3%3%3%3%H2O2劑量2ml2ml2ml2ml二

FeCl3肝臟研磨液2滴2滴三觀察氣泡產(chǎn)生幾乎無(wú)少量較多大量帶火星的衛(wèi)生香不復(fù)燃不復(fù)燃復(fù)燃不明顯復(fù)燃明顯實(shí)驗(yàn)結(jié)論過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過(guò)氧化氫在過(guò)氧化氫酶的作用下分解速率最快反應(yīng)條件常溫90℃無(wú)關(guān)變量自變量因變量的觀察指標(biāo)相同且適宜對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照實(shí)驗(yàn)：除作為自變量的因素外，其余因素（無(wú)關(guān)變量）都保持

一致，并將結(jié)果進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)叫作對(duì)照實(shí)驗(yàn)。空白對(duì)照比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率因變量※單一變量原則：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)只有一個(gè)自變量發(fā)生變化，無(wú)關(guān)變量都應(yīng)保持相同且適宜。

討論：實(shí)驗(yàn)設(shè)置對(duì)照組有什么意義？對(duì)照原則：對(duì)照可以排除無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。變量步驟試管編號(hào)1234一H2O2濃度3%3%3%3%H2O2劑量2ml2ml2ml2ml二

FeCl3肝臟研磨液2滴2滴三觀察氣泡產(chǎn)生幾乎無(wú)少量較多大量帶火星的衛(wèi)生香不復(fù)燃不復(fù)燃復(fù)燃不明顯復(fù)燃明顯實(shí)驗(yàn)結(jié)論過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過(guò)氧化氫在過(guò)氧化氫酶的作用下分解速率最快反應(yīng)條件常溫90℃無(wú)關(guān)變量自變量因變量的觀察指標(biāo)相同且適宜對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率因變量1號(hào)和2號(hào)試管實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，說(shuō)明

。升高溫度能加快過(guò)氧化氫的分解1號(hào)和3號(hào)試管實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，說(shuō)明

。FeCl3具有催化作用1號(hào)和4號(hào)試管實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，說(shuō)明

。酶具有催化作用4號(hào)試管與3號(hào)試管的現(xiàn)象不同，說(shuō)明

。與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高

1、加熱、Fe3+、酶的作用機(jī)理一、酶在細(xì)胞代謝中的作用

1、加熱、Fe3+、酶的作用機(jī)理3、酶催化效率高的原因：4、酶作用意義：2、活化能：一、酶在細(xì)胞代謝中的作用為分子提供能量降低化學(xué)反應(yīng)的活化能分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著。使細(xì)胞代謝在溫和條件下快速有序地進(jìn)行。①加熱：②Fe3+、酶：①②④H2O2H2O＋1/2O2⑤③表示：⑤表示：無(wú)機(jī)催化劑降低的活化能酶降低的活化能①表示：②表示：④表示：化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。無(wú)機(jī)催化劑催化時(shí)化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。酶催化時(shí)化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。③反應(yīng)過(guò)程能量一、酶在細(xì)胞代謝中的作用(1)活化能:

分子從

態(tài)到達(dá)狀態(tài)所需的能量(2)無(wú)酶催化的反應(yīng)曲線是______，無(wú)酶時(shí)的活化能是

。(3)有酶催化的反應(yīng)曲線是______，有酶時(shí)的活化能是

。(4)ca段的含義是:

在無(wú)催化劑的條件下，啟動(dòng)反應(yīng)所需要的

。(5)ba段的含義是:酶

__。(6)若將酶催化改為無(wú)機(jī)催化劑催化該反應(yīng)，則b點(diǎn)在縱軸上將________移動(dòng)。常活躍①②降低的活化能向上acbc常態(tài)活化態(tài)活化能隨堂練習(xí)時(shí)間O2量5、酶作用特征：與無(wú)機(jī)催化劑一樣，本身并不被消耗，也不改變反應(yīng)

的方向和生成物的量。只是改變了化學(xué)反應(yīng)速率。一、酶在細(xì)胞代謝中的作用無(wú)催化劑加Fe3+加過(guò)氧化氫酶酶是什么物質(zhì)？哪里產(chǎn)生的？

我國(guó)早在4000多年前的夏禹時(shí)代，就掌握了釀酒技術(shù)。1716年《康熙字典》收錄了酶字，并將“酶”解釋為“酒母也”?！熬颇浮本褪乾F(xiàn)在所說(shuō)的酵母。二、酶的本質(zhì)19世紀(jì)以前，人們還不知道酶為何物。19世紀(jì)以后，隨著釀酒中發(fā)酵過(guò)程的深入研究，科學(xué)家才揭開(kāi)酶的“面紗”。二、酶的本質(zhì)關(guān)于酶本質(zhì)的探索思考·討論

巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，是合理的；認(rèn)為發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用，是不正確的。李比希認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，是合理的；認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用，是不正確的。1、巴斯德和李比希的觀點(diǎn)各有什么積極意義？各有什么局限性？關(guān)于酶本質(zhì)的探索思考·討論討論巴斯德是微生物學(xué)家，特別強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的作用；李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)的角度考慮問(wèn)題。他們的爭(zhēng)論促使后人把對(duì)酶的研究目標(biāo)集中在他們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)上，使科學(xué)研究更加有的放矢。2、巴斯德和李比希的爭(zhēng)論原因是什么？他們的爭(zhēng)論對(duì)后人研究酶

的本質(zhì)有何意義？關(guān)于酶本質(zhì)的探索思考·討論討論畢希納的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣。3、從畢希納的實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？關(guān)于酶本質(zhì)的探索思考·討論討論薩姆納歷時(shí)9年，用正確的科學(xué)方法，堅(jiān)持不懈、百折不饒的科學(xué)精神，將酶提純出來(lái)。成功屬于不畏艱苦的人。4、薩姆納歷時(shí)9年才證明脲酶是蛋白質(zhì)，并因此榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

你認(rèn)為他取得成功靠的是什么樣的精神品質(zhì)？關(guān)于酶本質(zhì)的探索思考·討論討論發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)巴斯德李比希畢希納薩姆納其他科學(xué)家切赫和奧爾特曼發(fā)酵與死細(xì)胞中的物質(zhì)有關(guān)發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)死細(xì)胞中的物質(zhì)和活細(xì)胞都能引起發(fā)酵脲酶是蛋白質(zhì)胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質(zhì)切赫奧爾特曼請(qǐng)給酶下一個(gè)比較完整的定義。少數(shù)酶是RNA

二、酶的本質(zhì)1、定義：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA酶的化學(xué)本質(zhì)

酶的來(lái)源

酶的功能活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物。一般說(shuō)來(lái)，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶酶可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、生物體外發(fā)揮作用酶只起催化作用，無(wú)調(diào)節(jié)等其他功能2、本質(zhì)：溫馨提示二、酶的本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是_______少數(shù)是_________元素組成合成原料合成場(chǎng)所來(lái)源一般來(lái)說(shuō)，活細(xì)胞都能產(chǎn)生作用場(chǎng)所作用原理RNA

蛋白質(zhì)核糖核苷酸氨基酸核糖體細(xì)胞核（真核生物）細(xì)胞內(nèi)、外及生物體外均能發(fā)揮作用C、H、O、N、(S)C、H、O、N、P降低化學(xué)反應(yīng)的活化能二、酶的本質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解酶的作用和本質(zhì)酶在細(xì)胞代謝中的作用酶的本質(zhì)：

絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。自變量原理：降低化學(xué)反應(yīng)活化能因變量無(wú)關(guān)變量課堂小結(jié)練習(xí)與應(yīng)用.

1.酶對(duì)細(xì)胞代謝起著非常重要的作用，可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。下列關(guān)于酶的作用特點(diǎn)及本質(zhì)的敘述，正確的是

（

）A.酶不能脫離生物體起作用B.酶只有釋放到細(xì)胞外才起作用C.所有的酶都是蛋白質(zhì)D.酶是具有催化作用的有機(jī)物D一、概念檢測(cè).

2.酶和無(wú)機(jī)催化劑都能催化化學(xué)反應(yīng)。與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶具有的特點(diǎn)是

（

）A.