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)和利用劇烈溫和細(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

。那么細(xì)胞代謝與我們常見的化學(xué)反應(yīng)需要的條件一樣嗎？常見化學(xué)反應(yīng)環(huán)境細(xì)胞代謝離不開酶細(xì)胞代謝①高溫②高壓③強(qiáng)酸④強(qiáng)堿①常溫②常壓③水溶液環(huán)境④pH接近中性細(xì)胞內(nèi)外環(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？5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一

酶的作用和本質(zhì)一、酶在細(xì)胞代謝中的作用H2O2(有害物質(zhì))H2OO2H2O2酶代謝產(chǎn)生含有危害細(xì)胞以過氧化氫在不同條件下的分解為例，探究酶的作用實(shí)驗(yàn)：比較過氧化氫在不同條件下的分解通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用和意義。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)原理：2H2O2

2H2O+O2↑反應(yīng)條件①常溫

②加熱③加催化劑Fe3+④加H2O2酶觀測指標(biāo)①單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣泡的多少②帶火星的衛(wèi)生香的復(fù)燃情況實(shí)驗(yàn)試劑：①新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液（含較多的過氧化氫酶）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溶液方法步驟：氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香復(fù)燃分組編號(hào)相同處理不同處理結(jié)論2號(hào)1號(hào)3號(hào)4號(hào)2mL新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的H2O2溶液常溫90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液不明顯少量較多大量變亮復(fù)燃4.3號(hào)試管和4號(hào)試管相比，哪支試管的反應(yīng)速度快？這說明什么？為什么說酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？2.在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱提高反應(yīng)速率嗎？1.與1號(hào)相比，2號(hào)試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？說明什么問題？3.3號(hào)和4號(hào)試管未加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？加熱能促進(jìn)H2O2的分解實(shí)驗(yàn)結(jié)論對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論：不能催化劑能加快H2O2的分解；過氧化氫酶比FeCl3的催化效率高！酶可以在常溫、常壓下高效催化，對(duì)細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。通過剛才探究實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，思考一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)該如何來設(shè)計(jì)？有哪些因素是我們必須要考慮的？②自變量：③因變量：④無關(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)果造成影響的其它變量隨著自變量的變化而變化的變量人為改變的變量①變

量：實(shí)驗(yàn)中可以變化的因素（X）（Y）（a）控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)Y=f(x)+a因變量變量間的關(guān)系模型無關(guān)變量自變量對(duì)照實(shí)驗(yàn)除作為自變量的因素外，其余因素（無關(guān)變量）都保持一致，并將結(jié)果進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)叫做

。對(duì)照實(shí)驗(yàn)一般要設(shè)

組和

組。對(duì)照實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)組＝對(duì)照組±自變量不接受處理的組（接近自然狀態(tài)）接受實(shí)驗(yàn)自變量處理的組實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的關(guān)系模型說明2號(hào)1號(hào)3號(hào)4號(hào)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組2mL過氧化氫溶液常溫90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液不明顯少量較多大量變亮復(fù)燃?xì)馀莓a(chǎn)生衛(wèi)生香復(fù)燃分組編號(hào)相同處理不同處理結(jié)論無關(guān)變量自變量因變量無關(guān)變量在對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組中均要保持

。相同且適宜不接受處理的組（接近自然狀態(tài)）接受實(shí)驗(yàn)變量處理的組控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)從無關(guān)變量控制的角度看，本實(shí)驗(yàn)有不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤絾幔?.5%的FeCl3溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液這樣設(shè)置的目的是什么？加熱、Fe3+、酶的作用機(jī)理活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量，其實(shí)質(zhì)為

。兩個(gè)能量差值，也稱“能障”

一個(gè)體系中所有分子的能量并不相等。如一杯水，表層水分子具有更高的動(dòng)能，因而更容易逃逸出去形成蒸汽。容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的最低能量能量處于不同能量狀態(tài)的分子數(shù)25℃90℃25℃下容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)的分子數(shù)升溫后，增加的容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)的分子數(shù)1.加熱為什么可以促進(jìn)過氧化氫的分解？

升高溫度可以提高過氧化氫分子的能量水平，使處于容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)的過氧化氫分子增多。加熱、Fe3+、酶的作用機(jī)理

過氧化氫酶不能增加過氧化氫分子的能量，但可以降低分子從常態(tài)到活躍狀態(tài)所需的能量(活化能），從而使處于容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)的過氧化氫分子增多。能量有酶時(shí)，容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的最低能量處于不同能量狀態(tài)的分子數(shù)25℃90℃25℃時(shí)容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)的分子數(shù)升溫（25℃→90℃）后，增加的容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)的分子數(shù)無酶時(shí)，容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的最低能量25℃時(shí)，有酶存在增加的容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)的分子數(shù)2.過氧化氫酶為什么可以促進(jìn)過氧化氫的分解？加熱、Fe3+、酶的作用機(jī)理反應(yīng)過程能量反應(yīng)物產(chǎn)物E3E1E2不使用催化劑使用無機(jī)催化劑使用酶作催化劑加熱、Fe3+、酶的作用機(jī)理E1，E2，E3表示

，E1-E2表示

，E1-E3表示

?；罨軣o機(jī)催化劑降低的活化能酶降低的活化能加熱、Fe3+、酶的作用機(jī)理酶作用意義：使細(xì)胞代謝在溫和條件下快速有序地進(jìn)行。酶是什么物質(zhì)？哪里產(chǎn)生的？加熱Fe3+H2O2酶為過氧化氫分子提供能量降低化學(xué)反應(yīng)的活化能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能加熱、Fe3+、酶的作用機(jī)理1.關(guān)于“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)，開始實(shí)驗(yàn)時(shí)4支試管(1號(hào)試管對(duì)照；2號(hào)試管加熱；3號(hào)試管滴入FeCl3溶液；4號(hào)試管滴入肝臟研磨液)內(nèi)的過氧化氫分子的能量狀態(tài)如圖所示，圖中陰影部分表示分子正處于容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)。表示4號(hào)試管的是(

)C

[課堂練習(xí)]2.關(guān)于生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的變量，下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．任何生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中都需要設(shè)置變量B．對(duì)照實(shí)驗(yàn)中應(yīng)遵循單一變量原則C．對(duì)照實(shí)驗(yàn)中一定存在自變量D．無關(guān)變量并不是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒關(guān)系A(chǔ)3．在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)中加入肝臟研磨液與加入氯化鐵的試管反應(yīng)程度類似，都不劇烈，可能的原因是(

)A．過氧化氫溶液配置時(shí)間過長B．肝臟不新鮮C．試管不干凈D．A、B都有可能D

問題：加熱和加酶都可以促進(jìn)過氧化氫分解，那加熱后再加入酶的效果是不是比單獨(dú)加熱或單獨(dú)加酶的效果更顯著？

要求：（1）以小組為單位設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)后利用提供的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（2）對(duì)你組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得出科學(xué)結(jié)論。

（3）結(jié)合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，在下節(jié)課進(jìn)行匯報(bào)交流。

[課后任務(wù)]評(píng)價(jià)方式自評(píng)、生生互評(píng)、教師評(píng)價(jià)等多種方式相結(jié)合評(píng)價(jià)過程通過小組合作、交流展示的方式進(jìn)行進(jìn)行多維度的評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)方案嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果真實(shí)，結(jié)果分析科學(xué)，表述清晰，準(zhǔn)備充分合格實(shí)驗(yàn)方案嚴(yán)謹(jǐn)性不足，實(shí)驗(yàn)結(jié)果真實(shí)，結(jié)果分析有一定道理，表述清晰，準(zhǔn)備較充分不合格實(shí)驗(yàn)方案不嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不真實(shí)，表述不清晰，準(zhǔn)備不充分。[評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)]二、酶的本質(zhì)

我國早在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)在所說的酵母。切赫(1947-)和奧爾特曼（1939-2022）關(guān)于酶本質(zhì)的探索，請(qǐng)每組派一個(gè)代表扮演其中一位科學(xué)家來陳述自己的相關(guān)實(shí)驗(yàn)和主要觀點(diǎn)。在科學(xué)上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達(dá)到光輝的頂點(diǎn)！根據(jù)同學(xué)們的陳述，再結(jié)合其他科學(xué)家的成果，我們可以作出如下歸納發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān)巴斯德李比希畢希納薩姆納其他科學(xué)家切赫和奧爾