【課件】5.1.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶-酶的作用和本質(zhì)課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

第5章

第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

實驗知識知識回顧：實驗原則等量原則對照原則單一變量原則空白對照條件對照自身對照自變量因變量無關(guān)變量空白對照

不給對照組做任何實驗處理，這里的”空白”絕不是什么影響因素都不給予，而是針對實驗組所要研究的實驗因素給與空白。1號試管即為空白對照自身對照對照組和實驗組都在同一研究對象上進(jìn)行。不另設(shè)對照組。(不同處理的前后對照)紫色洋蔥鱗片葉外表皮滴加3%的蔗糖溶液，低倍鏡觀察滴加清水后，低倍鏡觀察→→制成裝片，低倍鏡觀察?！鷹l件對照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。空白對照：幼小蝌蚪不處理實驗組：幼小蝌蚪飼喂甲狀腺激素條件對照組：幼小蝌蚪飼喂甲狀腺抑制劑條件對照就是實驗組的基礎(chǔ)上施加一定條件的組。目的是與實驗組形成對照。相互對照不另設(shè)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。2、3、4為相互對照。1.斯帕蘭札尼為什么要將肉塊放入金屬籠內(nèi),再讓鷹吞下?金屬籠子有什么作用呢？1783年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼設(shè)計了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間他把小籠子取出來發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。是為了證明肉塊的消化不是胃物理研磨的結(jié)果,而是由一種溶于水的物質(zhì)滲入金屬籠內(nèi),進(jìn)行化學(xué)消化的結(jié)果。排除了鳥胃中的物理性消化2.

肉塊去哪兒了?是什么物質(zhì)使肉塊消失了?實驗結(jié)果說明肉塊是被一種能溶于水的物質(zhì)穿過金屬籠消化了。胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì).今天我們知道了這種物質(zhì)就是酶。3.怎樣才能證明你的推測？收集胃內(nèi)物質(zhì)，在體外能否分解肉塊一.酶的作用和本質(zhì)細(xì)胞中的化學(xué)反應(yīng)細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。細(xì)胞代謝的主要場所，控制中心。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞核(1)場所：活細(xì)胞中(2)實質(zhì)：各種化學(xué)反應(yīng)的總稱(3)意義：細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)(4)特點(diǎn)：一般都需要酶催化

在水環(huán)境中進(jìn)行

反應(yīng)條件溫和

一般伴隨著能量的釋放和儲存(一)酶在細(xì)胞代謝中的作用2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑Fe3+過氧化氫酶2H2O2

2H2O+O2↑（一）比較過氧化氫在不同條件下的分解（實驗）

(一)酶在細(xì)胞代謝中的作用1.實驗原理2.實驗?zāi)康模和ㄟ^比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用和意義。資料一：細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)，但代謝也會產(chǎn)生對細(xì)胞有害的物質(zhì)，如過氧化氫，體內(nèi)過氧化氫過多會導(dǎo)致皮膚發(fā)黃，毛發(fā)（包括頭發(fā)）變白，會加速人體衰老。2H2O22H2O+O2↑(一)酶在細(xì)胞代謝中的作用新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液（含較多的H2O2酶）質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCI3溶液新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的H2O2溶液量筒、試管、滴管、試管架、試管夾、大燒杯、三腳架、石棉網(wǎng)、溫度計、衛(wèi)生香、火柴3.材料用具如何判斷過氧化氫被分解的快慢？觀察單位時間內(nèi)產(chǎn)生氣泡的多少觀察帶火星的衛(wèi)生香的復(fù)燃情況步驟

相同處理向4支試管中分別加入①

H2O2溶液不同處理不處理放在②

左右的水中加熱滴入2滴③

溶液滴入2滴④____________

現(xiàn)象氣泡多少幾乎沒有較少較多⑤_________帶火星衛(wèi)生香無復(fù)燃無復(fù)燃復(fù)燃性較強(qiáng)⑥______________2mL90℃FeCl3

肝臟研磨液很多復(fù)燃性很強(qiáng)根據(jù)課本P77內(nèi)容,完成下列表格。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？??討論2號試管放出的氣泡多，這一現(xiàn)象說明加熱促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。2、在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？不能。3、3號和4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明了什么？??討論

說明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。4、3號試管與4號試管相比，哪支試管中反應(yīng)速率快？這說明什么？為什么說酶對細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？??討論4號試管的反應(yīng)速率比3號試管快得多。說明過氧化氫比Fe3+的催化效率高得多。細(xì)胞內(nèi)每時每刻都在進(jìn)行成千上萬種化學(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，所以酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。1與2對照：________________________________________________加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。(為反應(yīng)提供能量)1與3對照：________________________________________________FeCl3在常溫下能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。(催化作用)1與4對照：______________________________________________

____________過氧化氫酶在常溫下能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。(催化作用)⑤實驗分析3與4對照：____________________________⑤實驗分析過氧化氫酶比FeCl3的催化效率高。⑥實驗結(jié)論

酶和無機(jī)催化劑一樣，都能催化化學(xué)反應(yīng)，并且酶的催化效率遠(yuǎn)高于無機(jī)催化的催化效率。(一)酶在細(xì)胞代謝中的作用控制變量和設(shè)計對照實驗

自變量：

因變量：無關(guān)變量：除自變量外，實驗過程中可能還會存在一些

，對

造成影響。隨

而變化的變量。實驗中

的變量。變量：實驗中可以變化的因素科學(xué)方法應(yīng)遵循原則：單一變量原則對照原則等量原則對照實驗對照組實驗組（保持一致）人為控制改變自變量可變因素實驗結(jié)果試管編號步驟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(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)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(yīng)條件無關(guān)變量H2O2濃度H2O2劑量氣泡產(chǎn)生帶火星的衛(wèi)生香自變量因變量對照實驗(一)酶在細(xì)胞代謝中的作用討論：無關(guān)變量對實驗結(jié)果沒有影響嗎？該實驗的無關(guān)變量還有哪些？變量相同適宜試管編號步驟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(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)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(yīng)條件無關(guān)變量H2O2濃度H2O2劑量氣泡產(chǎn)生帶火星的衛(wèi)生香對照組實驗組自變量因變量對照實驗(一)酶在細(xì)胞代謝中的作用討論：該實驗的對照組和實驗組分別是什么？變量對照性原則相同適宜2、3、4為相互對照1號試管即為空白對照實例分析對照實驗設(shè)計的一般步驟對照實驗的目的是排除無關(guān)變量的干擾，從而確定自變量與因變量的關(guān)系。自變量因變量無關(guān)變量(相同適宜)(控制)(檢測)一般步驟：第一步：分組編號，統(tǒng)一處理；第二步：分組施加自變量第三步：一段時間后，檢測因變量根據(jù)實驗?zāi)康暮推鞑?，分析實驗的自變量，找出主要的無關(guān)變量，明確因變量的檢測方法。想一想：1、加熱為什么能使H2O2分解？

因為加熱使H2O2分子得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)。2、在常溫常壓下，H2O2酶并未供給H2O2能量，為什么H2O2也能分解？H2O2酶降低了H2O2分解反應(yīng)的活化能。降低的活化能常態(tài)終態(tài)活躍狀態(tài)活化能3.酶的作用機(jī)理：顯著降低活化能，提高反應(yīng)速率?；罨埽悍肿訌某B(tài)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。與無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。正是因為酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速有序地進(jìn)行。分析：各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：加熱：

為反應(yīng)物分子提供能量(活化能），使其達(dá)到活躍狀態(tài)Fe3+：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶：更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能（作用機(jī)理）三、酶的作用機(jī)理(一)酶在細(xì)胞代謝中的作用活躍狀態(tài)

為驗證酶的活性,進(jìn)行下圖所示實驗,以下敘述正確的是()。A.加氯化鐵的試管必須加熱處理B.兩試管加入催化劑的分子數(shù)相同C.兩試管加入過氧化氫的量不同D.反應(yīng)完成后,兩試管中產(chǎn)物數(shù)量相同D1、關(guān)于酶本質(zhì)的探索(二)酶的本質(zhì)

請閱讀教材P79頁“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”,完成P80“練習(xí)”中第2題的圖解，體會巴斯德、李比希、畢希納、薩姆納的觀點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系。26發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德李比希畢希納薩姆納VS其他科學(xué)家切赫和奧特曼發(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)少數(shù)酶是RNA巴斯德之前關(guān)于酶本質(zhì)的探索酶的定義？假如你是切赫或奧特曼，你能總結(jié)酶的概念嗎？(二)酶的本質(zhì)酶活細(xì)胞催化作用產(chǎn)生功能化學(xué)本質(zhì)有機(jī)物多數(shù)蛋白質(zhì)少數(shù)RNA本質(zhì)：酶的來源酶的作用酶的本質(zhì)合成場所合成原料活細(xì)胞產(chǎn)生催化作用大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA有的在核糖體，有的在細(xì)胞核或擬核氨基酸或核糖核苷酸酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。2.畢希納將酵母菌細(xì)胞研磨后,研磨液還能引起發(fā)酵,說明了什么?

說明發(fā)酵不一定需要完整的細(xì)胞參與,同時說明,一定是細(xì)胞中某種物質(zhì)在起作用。3.若你是科學(xué)家