【生物課件】降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第1課時(shí) 2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1

第四章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用新葉伸向和煦的陽光，蚱蜢覬覦綠葉的芬芳。它們?yōu)樯娑@取能量，能量在細(xì)胞里流轉(zhuǎn)激蕩。太陽是能量的源頭第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第1節(jié)一、酶的作用和本質(zhì)想一想一秒鐘我們能做什么？人腦有100億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞，每天可記錄8600萬次信息，在1秒鐘之內(nèi)，可產(chǎn)生10萬次化學(xué)反應(yīng)。在細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多的化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝探究

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實(shí)踐比較過氧化氫在不同條件下的分解2H2O22H2O+O2

過氧化氫(化學(xué)式為H2O2)。是一種強(qiáng)氧化劑，水溶液俗稱雙氧水，為無色透明液體。其水溶液適用于醫(yī)用傷口消毒及環(huán)境消毒和食品消毒。在一般情況下會(huì)緩慢分解成水和氧氣，但分解速度極其慢。1、原理2H2O2

2H2O+O2反應(yīng)條件加熱是化學(xué)反應(yīng)的常見條件Fe3+是無機(jī)催化劑新鮮的肝臟中含有過氧化氫酶2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不同條件產(chǎn)生量1、氣泡冒出情況2、衛(wèi)生香的復(fù)燃情況2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)材料用具:量筒，試管，滴管，試管架，衛(wèi)生香，火柴，酒精燈，試管夾，大燒杯，三腳架，石棉網(wǎng)，溫度計(jì)新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟(如豬肝、雞肝)研磨液、新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl,溶液試管編號(hào)1234H2O2溶液（3%）2mL2mL2mL2mL實(shí)驗(yàn)處理無90℃水浴加熱2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液檢測指標(biāo)1.氣泡冒出情況2.衛(wèi)生香復(fù)燃情況2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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)象說明什么？②在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論2號(hào)試管放出的氣泡多。說明加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。不能3號(hào)和4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？3號(hào)試管與4號(hào)試管相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說明什么？3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫的分解速率4號(hào)反應(yīng)速率快。說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多試管編號(hào)1234底物2ml體積分?jǐn)?shù)3%的過氧化氫溶液處理檢測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象室溫90℃2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液觀察氣泡數(shù)，點(diǎn)燃的衛(wèi)生香的燃燒程度無明顯氣泡有少量氣泡有較多氣泡有大量氣泡復(fù)燃劇烈復(fù)燃3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論加熱可促進(jìn)過氧化氫分解過氧化氫酶與FeCl3均可催化過氧化氫分解過氧化氫酶的催化效率高于FeCl31、實(shí)驗(yàn)中變量的控制①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。②因變量:因自變量改變而變化的變量。③無關(guān)變量:除自變量外，實(shí)驗(yàn)過程中還存在的一些對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的可變因素。2、對(duì)照實(shí)驗(yàn)①除作為自變量的因素外，其余因素(無關(guān)變量)都保持相同且適宜，并將結(jié)果進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)。②對(duì)照試驗(yàn)一般要設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。3、對(duì)照實(shí)驗(yàn)遵循的原則：①對(duì)照原則

②單一變量原則

③等量原則加FeCl3溶液和加肝臟研磨液H2O2的分解速率肝臟研磨液的新鮮程度、反應(yīng)底物的量及濃度、實(shí)驗(yàn)室溫度對(duì)照實(shí)驗(yàn)的四種類型①空白對(duì)照：空白對(duì)照是指不給對(duì)照組做任何實(shí)驗(yàn)處理，這里的“空白”不是什么影響因素都不給予，而是針對(duì)實(shí)驗(yàn)組所要研究的實(shí)驗(yàn)因素給予空白。②自身對(duì)照：自身對(duì)照是指對(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)照組。③條件對(duì)照：條件對(duì)照是指雖給對(duì)照組施以某種實(shí)驗(yàn)因素處理，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)研究給定的實(shí)驗(yàn)變量。④相互對(duì)照：相互對(duì)照是指不另設(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。植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)、變形蟲切割實(shí)驗(yàn)傘藻嫁接實(shí)驗(yàn)試管編號(hào)備注1號(hào)2號(hào)3號(hào)4號(hào)底物2ml體積分?jǐn)?shù)3%的過氧化氫溶液處理檢測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象室溫90℃FeCl3肝臟研磨液觀察氣泡數(shù)，點(diǎn)燃的衛(wèi)生香的燃燒程度無明顯氣泡有少量氣泡有較多氣泡有大量氣泡復(fù)燃劇烈復(fù)燃

自變量

因變量

無關(guān)變量對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組歸納法（完全歸納法和不完全歸納法）提出假說（細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型的探索）差速離心法（分離細(xì)胞器）同位素標(biāo)記法（分泌蛋白的合成和運(yùn)輸）建構(gòu)模型（物理模型、數(shù)學(xué)模型、概念模型）控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)酶的作用原理活化能：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常溫加熱FeCl3氯化鐵過氧化氫酶酶的作用原理加熱：為過氧化氫分子提供能量常溫加熱FeCl3氯化鐵過氧化氫酶酶的作用原理常溫加熱FeCl3氯化鐵過氧化氫酶FeCl3：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶的作用原理常溫加熱FeCl3氯化鐵過氧化氫酶過氧化氫酶：顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶的作用原理常溫加熱FeCl3氯化鐵過氧化氫酶█

活化能：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█

加熱：為過氧化氫分子提供能量█

FeCl3：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能█

過氧化氫酶：顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能酶的作用原理降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能█

認(rèn)真觀察下圖，思考數(shù)字標(biāo)號(hào)代表的含義①②④③⑤無催化劑時(shí)化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。無機(jī)催化劑催化時(shí)化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。酶催化時(shí)化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。無機(jī)催化劑降低的活化能酶降低的活化能酶與無機(jī)催化劑催化的機(jī)理相同，都能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，但是酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。1.酶能提高化學(xué)反應(yīng)的活化能，使化學(xué)反應(yīng)順利進(jìn)行

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)2.酶能催化H2O2分解，是因?yàn)槊甘笻2O2得到了能量

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)3.無關(guān)變量是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果無關(guān)的變量

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)4.在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，因變量的檢測指標(biāo)往往不是唯一的

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)×××√即學(xué)即練酶的本質(zhì)時(shí)間人物實(shí)驗(yàn)/事件結(jié)論4000多年前我國掌握了釀酒技術(shù)1773年將肉塊放入金屬籠內(nèi)讓鷹吞下去，一段時(shí)間后取出籠子，但肉塊消失19世紀(jì)釀出的葡萄酒經(jīng)常莫名其妙地變酸釀酒就是讓糖類通過發(fā)酵變成酒精和二氧化碳；純化學(xué)過程1857年巴斯德（法國）通過顯微鏡觀察酵母細(xì)胞釀酒中的發(fā)酵是由酵母細(xì)胞的存在所致，沒有活細(xì)胞的參與，糖類是不可以變成酒精的李比希（德國）認(rèn)為引起發(fā)酵的是酵母菌細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納（德國）把酵母細(xì)胞放在石英砂中用力研磨，加水?dāng)嚢?，再進(jìn)行加壓過濾，得到不含酵母細(xì)胞的提取液。在這些汁液中加入葡萄糖，一段時(shí)間后冒出了氣泡，糖液居然變成了酒與糖液中含有活酵母菌細(xì)胞是一樣的，并將酵母菌細(xì)胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶。1926年薩姆納（美國）在資料中得知刀豆種子中脲酶含量相當(dāng)高之后，經(jīng)過許多嘗試，終于用丙酮作溶劑的提取液中華出現(xiàn)了結(jié)晶，并且該結(jié)晶溶于水后能夠催化尿素分解成氨和二氧化碳脲酶是蛋白質(zhì)20世紀(jì)80年代切赫和奧爾特曼（美國）發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化功能1897年斯帕蘭札尼食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某種物質(zhì)酶的本質(zhì)酶的定義：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)，少數(shù)是RNA。█

酶

的

來

源：█

酶

的

功

能：催化作用多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA█

酶的