5.1 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課件高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第五單元細(xì)胞的能量供應(yīng)

和利用5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶(第一課時(shí)）通過(guò)比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解，理解不同條件加快反應(yīng)速率的原理。(生命觀念）通過(guò)分析“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)控制自變量，觀察和監(jiān)測(cè)因變量，以及嘗試設(shè)置對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組。（科學(xué)探究）通過(guò)圖表比較、動(dòng)畫(huà)演示，以及教材上形象，直觀的圖解和文字說(shuō)明，讓學(xué)生明確催化劑可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。（科學(xué)思維）通過(guò)圖表比較、動(dòng)畫(huà)演示，以及教材上形象，直觀的圖解和文字說(shuō)明，讓學(xué)生明確催化劑可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。（科學(xué)思維）學(xué)習(xí)目標(biāo)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。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(xì)胞代謝細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境：常溫、常壓、水環(huán)境、pH接近中性細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，但細(xì)胞代謝中也會(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)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(chēng)為細(xì)胞代謝資料1：藥用過(guò)氧化氫溶液的說(shuō)明書(shū)上關(guān)于過(guò)氧化氫的貯藏說(shuō)明為“密閉、在蔭涼處（溫度不超過(guò)20℃）保存”。資料2：過(guò)氧化氫在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中有特殊的要求，嚴(yán)禁與FeCl3等金屬化合物混存混運(yùn)。資料3：細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，但代謝也會(huì)產(chǎn)生對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，如過(guò)氧化氫，體內(nèi)過(guò)氧化氫過(guò)多會(huì)導(dǎo)致皮膚發(fā)黃，毛發(fā)（包括頭發(fā)）變白，會(huì)加速人體衰老。細(xì)胞中含有過(guò)氧化氫酶能夠?qū)⑦^(guò)氧化氫及時(shí)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(wù)：小組討論作出假設(shè)，并閱讀教材78頁(yè)“科學(xué)方法”的內(nèi)容，根據(jù)下列問(wèn)題提示，分組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案活動(dòng)一：作出假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1.你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)應(yīng)設(shè)計(jì)幾組？至少需要幾只試管？2.該如何控制變量？3.該實(shí)驗(yàn)以什么現(xiàn)象作為實(shí)驗(yàn)觀察的指標(biāo)？酶在代謝中的作用任務(wù)：小組合作，完成實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，交流實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論活動(dòng)二：完成實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象酶在代謝中的作用Fe3+做催化劑過(guò)氧化氫酶1、與1號(hào)試管相比，2號(hào)試管出現(xiàn)了什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說(shuō)明什么？2、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？分析過(guò)氧化氫酶有什么作用？3、3號(hào)試管與4號(hào)試管相比，哪支試管中反應(yīng)速率快？這說(shuō)明什么？2號(hào)試管放出的氣泡多，說(shuō)明加熱能提高反應(yīng)速率FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫分解的速率過(guò)氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。1、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？2、小組討論以上比較過(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？酶在代謝中的作用細(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(mǎn)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。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的變化因素成為變量：人為控制的對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)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(shí)驗(yàn)過(guò)程中還存在一些對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的可變因素，叫做無(wú)關(guān)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(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。試管編號(hào)變量步驟1234一二

三觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴2滴幾乎無(wú)少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過(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)條件無(wú)關(guān)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(duì)照組實(shí)驗(yàn)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(hào)試管的相同嗎？酶在代謝中的作用1.化學(xué)反應(yīng)所需的活化能？2.無(wú)機(jī)催化劑催化時(shí)化學(xué)反應(yīng)所需的活化能？3.酶催化時(shí)化學(xué)反應(yīng)所需的活化能？4.無(wú)機(jī)催化劑降低的活化能？5.酶降低的活化能？催化劑的作用機(jī)理：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能如圖曲線(xiàn)表示一定量的過(guò)氧化氫溶液在不加催化劑自然分解時(shí)，產(chǎn)物的量隨時(shí)間的變化，嘗試畫(huà)出加入三氯化鐵和過(guò)氧化氫酶時(shí)的曲線(xiàn)。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(yīng)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(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)分析合理的是()A．本實(shí)驗(yàn)的自變量只是催化劑的不同B．本實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量有溫度和酶的用量等C．1號(hào)與2號(hào)、1號(hào)與4號(hào)可分別構(gòu)成對(duì)照實(shí)驗(yàn)D．分析1號(hào)、2號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知加熱能降低反應(yīng)的活化能重點(diǎn)題型隨堂練1：酶的作用C自變量是溫度和催化劑的種類(lèi)，×；溫度是自變量之一，×；加熱能使過(guò)氧化氫分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變成容易反應(yīng)的活躍狀態(tài)，不是降低反應(yīng)的活化能，×；2．如圖所示，①表示有酶催化的反應(yīng)曲線(xiàn)，②表示沒(méi)有酶催化的反應(yīng)曲線(xiàn)，E表示酶降低的活化能，正確的圖解是()重點(diǎn)題型隨堂練1：酶的作用C科學(xué)方法：控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)【概念辨析】

：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的變化因素。

：人為控制的對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行處理的因素。

：因自變量改變而變化的變量。

：除自變量外，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還存在一些對(duì)實(shí)驗(yàn)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(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)。變量自變量因變量無(wú)關(guān)變量對(duì)照實(shí)驗(yàn)科學(xué)方法：控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)【擴(kuò)展】對(duì)照實(shí)驗(yàn)的類(lèi)型對(duì)照組未作任何實(shí)驗(yàn)處理。注：“空白”指針對(duì)實(shí)驗(yàn)組所要研究的實(shí)驗(yàn)因素給予空白。對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組都在同一研究對(duì)象上進(jìn)行。不另設(shè)對(duì)照組。(不同處理的前后對(duì)照)不另設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組之間相互對(duì)照，其中的每一組既是實(shí)驗(yàn)組也是其他組的對(duì)照組。雖給對(duì)照組施以某種實(shí)驗(yàn)因素的處理。但這種處理是作為對(duì)照因素的，不是所要研究的實(shí)驗(yàn)因素。這種處理不包括實(shí)驗(yàn)研究給定的的自變量。目的是更有效的比較實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的結(jié)果?？瞻讓?duì)照自身對(duì)照相互對(duì)照（對(duì)比實(shí)驗(yàn)）條件對(duì)照酶的本質(zhì)02【自主學(xué)習(xí)】閱讀課本P79-80“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”，完成P80拓展應(yīng)用第2小題。酶的本質(zhì)探索發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而非細(xì)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(xì)胞死亡裂解后起作用李比希酵母細(xì)胞中某些物質(zhì)可在酵母細(xì)胞裂解后繼續(xù)起作用，如同在活酵母細(xì)胞中畢希納脲酶是蛋白質(zhì)薩姆納發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)19世紀(jì)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(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)由細(xì)胞產(chǎn)生，在細(xì)胞內(nèi)和細(xì)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(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)生作用作用原理作用場(chǎng)所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顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能催化作用隨堂小練判斷下列有關(guān)酶的敘述正誤（）①是有分泌功能的細(xì)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(lái)（）③凡是活細(xì)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(shí)質(zhì)是為化學(xué)反應(yīng)提供活化能××××××××不具有分泌功能的細(xì)胞也可以產(chǎn)生酶；活細(xì)胞產(chǎn)生的；特例：哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞不能產(chǎn)生酶；蛋白質(zhì)-核糖體、RNA-細(xì)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(xué)反應(yīng)所需的活化能；3．下列有關(guān)酶本質(zhì)的探索過(guò)程的敘述，錯(cuò)誤的是()A．巴斯德和李比希的觀點(diǎn)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(xì)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(xué)本質(zhì)只是RNA而非蛋白質(zhì)重點(diǎn)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(guān)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(xì)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(yīng)過(guò)程供能從而降低反應(yīng)活化能重點(diǎn)題型隨堂練2：酶的本質(zhì)C酶在完成催化作用后不會(huì)立即失活，酶可以多次重復(fù)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(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，酶不能為反應(yīng)過(guò)程供能，×；

第一部分

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

練習(xí)與應(yīng)用P80考點(diǎn)剖析1．如圖所示“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)，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(guò)氧化氫分解最快，是因?yàn)槠錆舛雀哂?．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(yīng)速率仍為最快D．該實(shí)驗(yàn)的1號(hào)試管常溫處理，是作為對(duì)照組，排除無(wú)關(guān)變量的干擾D考點(diǎn)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(xué)反應(yīng)的能力)與處理時(shí)間的關(guān)系如圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是（

）

A．甲酶的化學(xué)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?yàn)槠浞肿咏Y(jié)構(gòu)的改變D．甲酶可能是具有催化功能的RNAA考點(diǎn)剖析3．20世紀(jì)80年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種RNaseP酶，是由2