5.1 降低化學反應活化能的酶課件高一上學期生物人教版（2019）必修1

第五單元細胞的能量供應

和利用5.1降低化學反應活化能的酶(第一課時）通過比較過氧化氫在不同條件下的分解，理解不同條件加快反應速率的原理。(生命觀念）通過分析“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，學會控制自變量，觀察和監(jiān)測因變量，以及嘗試設置對照組實驗組。（科學探究）通過圖表比較、動畫演示，以及教材上形象，直觀的圖解和文字說明，讓學生明確催化劑可降低化學反應的活化能。（科學思維）通過圖表比較、動畫演示，以及教材上形象，直觀的圖解和文字說明，讓學生明確催化劑可降低化學反應的活化能。（科學思維）學習目標1773年，意大利科學家斯帕蘭扎尼做了一個巧妙的實驗，將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。1、為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)？2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？

010203細胞代謝細胞內(nèi)的環(huán)境：常溫、常壓、水環(huán)境、pH接近中性細胞代謝是細胞生命活動的基礎，但細胞代謝中也會產(chǎn)生代謝廢物，甚至會產(chǎn)生對細胞有害的物質(zhì)細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝資料1：藥用過氧化氫溶液的說明書上關于過氧化氫的貯藏說明為“密閉、在蔭涼處（溫度不超過20℃）保存”。資料2：過氧化氫在儲運過程中有特殊的要求，嚴禁與FeCl3等金屬化合物混存混運。資料3：細胞代謝是細胞生命活動的基礎，但代謝也會產(chǎn)生對細胞有害的物質(zhì)，如過氧化氫，體內(nèi)過氧化氫過多會導致皮膚發(fā)黃，毛發(fā)（包括頭發(fā)）變白，會加速人體衰老。細胞中含有過氧化氫酶能夠?qū)⑦^氧化氫及時分解，起到解毒的作用。哪種條件下H2O2的分解速率最快？酶在代謝中的作用任務：小組討論作出假設，并閱讀教材78頁“科學方法”的內(nèi)容，根據(jù)下列問題提示，分組討論，設計實驗方案活動一：作出假設，設計實驗1.你認為該實驗應設計幾組？至少需要幾只試管？2.該如何控制變量？3.該實驗以什么現(xiàn)象作為實驗觀察的指標？酶在代謝中的作用任務：小組合作，完成實驗，觀察實驗現(xiàn)象，交流實驗現(xiàn)象,得出實驗結(jié)論活動二：完成實驗，觀察現(xiàn)象酶在代謝中的作用Fe3+做催化劑過氧化氫酶1、與1號試管相比，2號試管出現(xiàn)了什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？2、3號和4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？分析過氧化氫酶有什么作用？3、3號試管與4號試管相比，哪支試管中反應速率快？這說明什么？2號試管放出的氣泡多，說明加熱能提高反應速率FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。1、為什么說酶對于細胞內(nèi)化學反應的順利進行至關重要？2、小組討論以上比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗設計嚴謹嗎？一個嚴謹?shù)膶嶒炘撊绾蝸碓O計？有哪些因素是我們必須要考慮的？酶在代謝中的作用細胞內(nèi)每時每刻都在進行著成千上萬種化學反應，這些化學反應需要在常溫、常壓下高效地進行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對于細胞內(nèi)的化學反應的順利進行是至關重要的。實驗過程中的變化因素成為變量：人為控制的對實驗對象進行處理的因素叫做自變量；因自變量改變而變化的變量叫做因變量。除自變量外，實驗過程中還存在一些對實驗結(jié)果造成影響的可變因素，叫做無關變量。除作為自變量的因素外，其余因素都保持一致，并將結(jié)果進行比較的實驗叫做對照實驗。試管編號變量步驟1234一二

三觀察實驗結(jié)論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴2滴幾乎無少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣

過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快反應條件無關變量H2O2濃度H2O2劑量氣泡產(chǎn)生帶火星的衛(wèi)生香自變量因變量相同適宜對照組實驗組酶在代謝中的作用酶在代謝中的作用1、為什么加熱后H2O2能分解？2、FeCl3中Fe3+和豬肝研磨液的H2O2酶都能加快H2O2分解的原因與2號試管的相同嗎？酶在代謝中的作用1.化學反應所需的活化能？2.無機催化劑催化時化學反應所需的活化能？3.酶催化時化學反應所需的活化能？4.無機催化劑降低的活化能？5.酶降低的活化能？催化劑的作用機理：降低化學反應的活化能如圖曲線表示一定量的過氧化氫溶液在不加催化劑自然分解時，產(chǎn)物的量隨時間的變化，嘗試畫出加入三氯化鐵和過氧化氫酶時的曲線。酶在代謝中的作用隨堂小練1.如圖abc中，代表正常條件下分子活化能是

，代表酶促反應所需活化能是

；代表酶所降低的活化能的是

。cba1．如圖表示“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，下列有關分析合理的是()A．本實驗的自變量只是催化劑的不同B．本實驗的無關變量有溫度和酶的用量等C．1號與2號、1號與4號可分別構(gòu)成對照實驗D．分析1號、2號試管的實驗結(jié)果可知加熱能降低反應的活化能重點題型隨堂練1：酶的作用C自變量是溫度和催化劑的種類，×；溫度是自變量之一，×；加熱能使過氧化氫分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變成容易反應的活躍狀態(tài)，不是降低反應的活化能，×；2．如圖所示，①表示有酶催化的反應曲線，②表示沒有酶催化的反應曲線，E表示酶降低的活化能，正確的圖解是()重點題型隨堂練1：酶的作用C科學方法：控制變量和設計對照實驗【概念辨析】

：實驗過程中的變化因素。

：人為控制的對實驗對象進行處理的因素。

：因自變量改變而變化的變量。

：除自變量外，實驗過程中還存在一些對實驗結(jié)果造成影響的

可變因素。

：除作為自變量的因素外，其余因素（無關變量）都保持一致，

并將結(jié)果進行比較的實驗。變量自變量因變量無關變量對照實驗科學方法：控制變量和設計對照實驗【擴展】對照實驗的類型對照組未作任何實驗處理。注：“空白”指針對實驗組所要研究的實驗因素給予空白。對照組和實驗組都在同一研究對象上進行。不另設對照組。(不同處理的前后對照)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。雖給對照組施以某種實驗因素的處理。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的自變量。目的是更有效的比較實驗組和對照組的結(jié)果?？瞻讓φ兆陨韺φ障嗷φ眨▽Ρ葘嶒灒l件對照酶的本質(zhì)02【自主學習】閱讀課本P79-80“關于酶本質(zhì)的探索”，完成P80拓展應用第2小題。酶的本質(zhì)探索發(fā)酵是整個細胞而非細胞中某種物質(zhì)的作用巴斯德發(fā)酵是酵母中某些物質(zhì)在酵母細胞死亡裂解后起作用李比希酵母細胞中某些物質(zhì)可在酵母細胞裂解后繼續(xù)起作用，如同在活酵母細胞中畢希納脲酶是蛋白質(zhì)薩姆納發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關19世紀少數(shù)RNA也具有生物催化功能切赫、奧特曼釀酒酶的本質(zhì)探索酶酶的本質(zhì)酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)由細胞產(chǎn)生，在細胞內(nèi)和細胞外都能發(fā)揮催化作用酶的本質(zhì)探索隨堂小結(jié)：酶的作用和本質(zhì)化學本質(zhì)絕大多數(shù)是_______少數(shù)是_________元素組成合成原料合成場所來源一般來說，活細胞都能產(chǎn)生作用作用原理作用場所RNA

蛋白質(zhì)核糖核苷酸氨基酸核糖體細胞核（真核生物）細胞內(nèi)、外及生物體外均能發(fā)揮作用C、H、O、N、(S)C、H、O、N、P顯著降低化學反應的活化能催化作用隨堂小練判斷下列有關酶的敘述正誤（）①是有分泌功能的細胞產(chǎn)生的（）②有的從食物中獲得，有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來（）③凡是活細胞都能產(chǎn)生酶（）④酶只能在核糖體上合成（）⑤酶的水解產(chǎn)物是氨基酸（）⑥酶在代謝中有多種功能（）⑦在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)控作用（）⑧酶只是起催化作用，其催化作用的實質(zhì)是為化學反應提供活化能××××××××不具有分泌功能的細胞也可以產(chǎn)生酶；活細胞產(chǎn)生的；特例：哺乳動物成熟的紅細胞不能產(chǎn)生酶；蛋白質(zhì)-核糖體、RNA-細胞核；蛋白質(zhì)-氨基酸、RNA-核糖核苷酸；酶只具有催化作用；酶不能起調(diào)控作用；顯著降低化學反應所需的活化能；3．下列有關酶本質(zhì)的探索過程的敘述，錯誤的是()A．巴斯德和李比希的觀點既有積極意義，又有其局限性B．畢希納發(fā)現(xiàn)某些物質(zhì)能夠在酵母菌細胞破碎后繼續(xù)起作用C．薩姆納從刀豆種子中提純出的結(jié)晶可以催化尿素分解D．切赫和奧爾特曼證明酶的化學本質(zhì)只是RNA而非蛋白質(zhì)重點題型隨堂練2：酶的本質(zhì)D切赫和奧爾特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化功能，×；4．下列有關生物體內(nèi)酶的敘述，正確的是()A．酶在完成催化作用后立即失活B．酶只能在活細胞內(nèi)才能發(fā)揮作用C．大多數(shù)酶是在核糖體上合成的D．酶為反應過程供能從而降低反應活化能重點題型隨堂練2：酶的本質(zhì)C酶在完成催化作用后不會立即失活，酶可以多次重復利用，×；只要條件適宜，酶在生物體內(nèi)、外都能發(fā)揮作用，×；酶的作用機理是降低化學反應的活化能，酶不能為反應過程供能，×；

第一部分

酶的作用和本質(zhì)一、概念檢測：1.D；2.D二、拓展應用：1.本小節(jié)“探究?實踐”涉及的自變量并非只有一個，而是包括溫度和催化劑兩個變量，1號試管中僅放置了過氧化氫溶液，可以起到對照作用。2號試管與1號試管的區(qū)別在于溫度，3號試管和4號試管與1號試管的區(qū)別在于多了催化劑，3號試管與4號試管之間也可以起相互對照作用。加入2滴煮沸過的肝臟研磨液的5號試管，可以與加入新鮮的肝臟研磨液的4號試管做對照；同理，加入2滴蒸餾水的6號試管可以作為3號試管和4號試管的對照組。2.略3.用雙縮脲試劑檢測。在薩姆納之前，之所以很難鑒定酶的本質(zhì)，主要是因為細胞中酶的提取和純化非常困難。

練習與應用P80考點剖析1．如圖所示“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，下列敘述正確的是（

）

A．加FeCl3溶液的試管產(chǎn)生的氣泡最多B．肝臟研磨液使過氧化氫分解最快，是因為其濃度高于3．5%的FeCl3溶液C．如果將四支試管都放在90℃水浴中，加肝臟研磨液的試管反應速率仍為最快D．該實驗的1號試管常溫處理，是作為對照組，排除無關變量的干擾D考點剖析2．甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性(酶催化特定化學反應的能力)與處理時間的關系如圖所示。下列分析錯誤的是（

）

A．甲酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)B．甲酶能夠不被該種蛋白酶降解C．乙酶活性的改變是因為其分子結(jié)構(gòu)的改變D．甲酶可能是具有催化功能的RNAA考點剖析3．20世紀80年代科學家發(fā)現(xiàn)了一種RNaseP酶，是由2