酶的作用和本質(zhì)（課件）-高一上學(xué)期生物人教版必修1

高中生物學(xué)必修一第5章第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（第1課時(shí)）斯帕蘭扎尼在研究鷹的消化作用問(wèn)題探討

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？（提出假說(shuō)）

答：排除物理性消化（胃壁對(duì)食物的研磨）的干擾。

答：①胃液中的鹽酸②胃蛋白酶化學(xué)性消化

鷹對(duì)肉塊的化學(xué)性消化中是由什么物質(zhì)發(fā)揮主要作用？探究·實(shí)踐探究酶的作用：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解1.實(shí)驗(yàn)原理：反應(yīng)條件因變量通過(guò)O2的產(chǎn)生量判斷H2O2的分解情況2H2O22H2O+O2條件四條件三條件二條件一探究·實(shí)踐探究酶的作用：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解1.實(shí)驗(yàn)原理：2H2O22H2O+O2反應(yīng)條件②加熱、無(wú)催化劑③常溫、無(wú)機(jī)催化劑④常溫、過(guò)氧化氫酶①常溫、無(wú)催化劑90℃水浴加熱3.5％FeCl3溶液20％肝臟研磨液常溫（空白對(duì)照）不同反應(yīng)條件自變量探究酶的作用：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解1號(hào)試管：空白對(duì)照組2號(hào)試管：90℃水浴加熱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？這一現(xiàn)象說(shuō)明什么？②在細(xì)胞內(nèi)，能通過(guò)加熱來(lái)提高反應(yīng)速率嗎？結(jié)論一：過(guò)氧化氫在常溫下不易分解，而加熱能促進(jìn)其少量分解。細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時(shí)每刻都在進(jìn)行著的許多化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)稱。p70非生物界的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在怎樣的反應(yīng)條件中？非生物界的化學(xué)反應(yīng)：高溫高壓強(qiáng)酸強(qiáng)堿反應(yīng)條件通常較強(qiáng)烈細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時(shí)每刻都在進(jìn)行著的許多化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)稱。p70細(xì)胞代謝發(fā)生在怎樣的反應(yīng)條件中？和非生物界的化學(xué)反應(yīng)有何區(qū)別？細(xì)胞代謝：常溫常壓水溶液環(huán)境pH接近中性反應(yīng)條件較溫和細(xì)胞代謝的催化方式應(yīng)該是較溫和而保證高效的探究酶的作用：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解3號(hào)試管：3.5％FeCl3溶液4號(hào)試管：20％肝臟研磨液③3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？結(jié)論二：Fe3+和過(guò)氧化氫酶都能催化過(guò)氧化氫分解。探究酶的作用：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解3號(hào)試管：3.5％FeCl3溶液4號(hào)試管：20％肝臟研磨液④3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？

已知：每滴FeCl3溶液中的Fe3+數(shù)，大約是每滴研磨液中過(guò)氧化氫酶分子數(shù)的25萬(wàn)倍。結(jié)論三：與Fe3+相比，過(guò)氧化氫酶的催化效率更高科學(xué)方法控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)變量：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的變化因素自變量：人為控制的對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行處理的因素因變量：因自變量改變而變化的變量科學(xué)方法控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)變量：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的變化因素?zé)o關(guān)變量：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的其他一些會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的可變因素如上述實(shí)驗(yàn)中的：反應(yīng)物濃度、反應(yīng)時(shí)間無(wú)關(guān)變量要相同且適宜科學(xué)方法控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)：除作為自變量的因素外，其余無(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)?？瞻讓?duì)照組實(shí)驗(yàn)組控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)：除作為自變量的因素外，其余無(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)?？茖W(xué)方法①空白對(duì)照：指不做任何實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組或不給對(duì)照組以任何處理因素。②自身對(duì)照：指對(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。關(guān)鍵是看清實(shí)驗(yàn)處理前后現(xiàn)象變化的差異。實(shí)驗(yàn)處理前的對(duì)象狀況為對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)處理后的對(duì)象變化則為實(shí)驗(yàn)組。如“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實(shí)驗(yàn)，就出現(xiàn)了兩次對(duì)照，其中第一次對(duì)照是在高濃度溶液處理下，質(zhì)壁分離狀態(tài)與自然狀態(tài)形成對(duì)照；第二次對(duì)照是在低濃度溶液處理下，復(fù)原后狀態(tài)與質(zhì)壁分離狀態(tài)形成對(duì)照。科學(xué)方法③相互對(duì)照：指不單獨(dú)設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對(duì)比對(duì)照，其中每一組既是實(shí)驗(yàn)組也是其他級(jí)別的對(duì)照組，由此得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。如“驗(yàn)證植物根對(duì)礦質(zhì)離子有選擇吸收的特性”，可把番茄和水稻分別培養(yǎng)在成分相同的培養(yǎng)液中，過(guò)一段時(shí)間后，測(cè)定培養(yǎng)液中各種礦質(zhì)元素離子濃度的變化，就會(huì)發(fā)現(xiàn)番茄吸收Ca多，吸收Si少；而水稻吸收Si多，吸收Ca少。以上就是兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組的相互對(duì)照。④標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照：生物生理、生化的某些項(xiàng)目也都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，將觀察測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)值與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值相比較，以確定其正常與否的對(duì)照方法，例如血常規(guī)檢查。結(jié)合P78，想一想：加熱和Fe3+（無(wú)機(jī)催化劑）、過(guò)氧化氫酶（生物催化劑）提高過(guò)氧化氫分解速率的原理相同嗎？常態(tài)活躍狀態(tài)終態(tài)活化能答：加熱使過(guò)氧化氫分解，是因?yàn)榧訜崾惯^(guò)氧化氫分子得到了能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)。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)所需要的能量稱為活化能。新概念：活化能結(jié)合P78，想一想：加熱和Fe3+（無(wú)機(jī)催化劑）、過(guò)氧化氫酶（生物催化劑）提高過(guò)氧化氫分解速率的原理相同嗎？答：Fe3+（無(wú)機(jī)催化劑）、過(guò)氧化氫酶（生物催化劑）通過(guò)降低過(guò)氧化氫分解反應(yīng)的活化能來(lái)催化反應(yīng)，而不為反應(yīng)提供能量。與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更明顯，催化效率更高。

酶的特性一：高效性

正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速有序地進(jìn)行?！狿78思考·討論關(guān)于酶本質(zhì)的探索閱讀教材P79-80的生物學(xué)史資料，完成下表：科學(xué)家身份結(jié)論/成果局限性巴斯德李比希畢希納化學(xué)家薩姆納科學(xué)家/切赫奧爾特曼科學(xué)家/微生物學(xué)家化學(xué)家少數(shù)RNA也有生物催化功能發(fā)酵必須有活細(xì)胞的參與細(xì)胞產(chǎn)物在細(xì)胞裂解后引起發(fā)酵否認(rèn)發(fā)酵的物質(zhì)性否認(rèn)發(fā)酵的生物性酵母中的某些物質(zhì)在細(xì)胞破碎后仍能催