《第1節(jié) 降低化學反應活化能的酶 第1課時 酶的作用和本質(zhì)》課件（共三套）

第1節(jié)降低化學反應活化能的酶第1課時酶的作用和本質(zhì)第5章細胞的能量供應和利用小雞啄食沙粒？物理性消化！胃只有物理性消化，沒有化學性消化嗎？斯帕蘭札尼的實驗1.這個實驗要解決什么問題？2.是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的推測？鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學性消化是胃內(nèi)的化學物質(zhì)將肉塊分解了

收集胃內(nèi)的化學物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解了想一想光合作用葉綠體：CO2+H2O（CH2O）+O2光能酶“我”的生理功能是？線粒體：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量氧氣酶有氧呼吸作用“我”的生理功能是？合成蛋白質(zhì)氨基酸

多肽酶縮合脫水核糖體“我”的生理功能是？葉綠體：CO2+H2O

（CH2O）+O2光能酶線粒體：

C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧氣酶核糖體：氨基酸多肽酶縮合脫水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。細胞代謝是細胞生命活動的基礎。1.反應條件溫和2.生物化學反應數(shù)量巨大3.反應速度很快生物體內(nèi)大量的反應是如何在溫和條件下快速進行？生物體內(nèi)的反應和玻璃試管里的反應有什么區(qū)別？化學上：無機催化劑生物催化劑——酶比較在不同條件下的分解過氧化氫醫(yī)用雙氧水小于3%濃過氧化氫有強烈的腐蝕性2H2O22H2O+O2實驗原理：通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用和意義。過氧化氫酶和Fe3+能催化過氧化氫形成水和氧。目的要求：比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗探究：（1）常溫（2）水浴加熱（3）加Fe3+催化劑（4）加過氧化氫酶特別注意：“新鮮的肝臟”“研磨液”——H2O2酶數(shù)量多、活性強——增加H2O2酶與反應物的接觸面比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗探究：3.5％的氯化鐵溶液，20％的新鮮肝臟研磨液，3%的過氧化氫溶液，衛(wèi)生香，……實驗器材：3%的H2O2水浴FeCl3肝臟研磨液2mL2mL2mL2mL90℃2滴2滴現(xiàn)象試管內(nèi)液面的上方點燃的衛(wèi)生香比較過氧化氫在不同條件下的分解速率衛(wèi)生香氣泡不明顯少量最多快速復燃步驟12

3

4較多復燃1號2號1.與1號試管相比，2號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明了什么？2號試管產(chǎn)生的氣泡多，2.在細胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應速率嗎？不能，細胞是在常溫下生活，若加熱，會使細胞死亡討論：加熱能促進H2O2的分解，提高反應速率加熱使過氧化氫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)活化能討論：3.3、4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明了什么？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號試管和4號試管相比，4號試管中的反應速率快，這說明了什么？過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多5.為什么說酶對于細胞內(nèi)化學反應的順利進行至關重要？細胞的化學反應需要在常溫常壓下高效率地進行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對于細胞內(nèi)化學反應的順利進行至關重要。6.滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時，可否共用用一個吸管？為什么？不能質(zhì)量分數(shù)為20%的新鮮肝臟研磨液1滴質(zhì)量分數(shù)為3.5%的氯化鐵溶液1滴過氧化氫酶生物催化劑：所含酶的相對數(shù)量：1無機催化劑：Fe3+Fe3+的相對數(shù)量：25萬結(jié)論：酶具有高效性通過實驗結(jié)果的分析與討論，你對酶的形成有什么認識？實驗的注意事項：4.觀察產(chǎn)生氧氣多少的途徑：1.必須用新鮮肝臟做實驗材料。2.不能共用一個試管吸取肝臟研磨液和氯化鐵溶液。3.過氧化氫有腐蝕性，使用時不要讓其接觸皮膚。（1）觀察產(chǎn)生氣泡的數(shù)目的多少。（2）用帶火星的衛(wèi)生香來鑒定，氧氣多會使帶火星的衛(wèi)生香復燃。步驟試管編號說明1234一二觀察2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟

研磨液2滴2滴不明顯少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃反應條件H2O2濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生帶火星的木條實驗5%5%5%5%3ml3ml3ml3ml土豆泥變量閱讀教材“控制變量和設計對照實驗”部分變量包括哪幾種類型？如何區(qū)別？為什要設計對照實驗？控制變量變量：自變量：因變量：除自變量外，實驗過程中可能還會存在一些可變因素，對實驗造成影響，這些變量稱為無關變量。實驗過程中可以變化的因素其中人為改變的變量隨著自變量的變化而變化的量無關變量：步驟試管編號說明1234一二觀察2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟

研磨液2滴2滴不明顯少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃反應條件自變量因變量無關變量變量H2O2濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生帶火星的木條對照實驗對照組實驗組實驗除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗。在對照實驗中，除了要觀察的變量外，其他變量（無關變量）都應當始終保持不變。實驗設計基本原則：（1）對照原則（2）單一變量原則酶的作用催化化學反應活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需的能量。酶的作用原理：酶降低活化能與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。酶的本質(zhì)閱讀教材P79頁，關于酶本質(zhì)的探索巴斯德之前巴斯德李比希畢希納薩姆納切赫和奧特曼巴斯德之前巴斯德李比希畢希納薩姆納切赫和奧特曼發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關

發(fā)酵與活細胞有關，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質(zhì)在起作用

引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，但是這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡后才能發(fā)揮作用

酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就象在活酵母細胞中一樣酶是蛋白質(zhì)少數(shù)的RNA具有催化作用1．下列關于過氧化氫的敘述中，正確的（）A．在沒有催化劑時過氧化氫不會分解成水和氧氣B．過氧化氫和水一樣無色無味，對細胞無害C．Fe3+和過氧化氫酶都能加速過氧化氫的分解D．從最終結(jié)果看，在有催化劑存在時，過氧化氫分解反應會進行得更徹底課堂練習：C2.下列有關對照實驗設置的敘述中，錯誤的是（）A．要設置對照組和實驗組B．自變量要始終保持相同C．無關變量要始終相同且適宜D．要遵循單因子變量原則B3．同無機催化劑相比，酶具有更高的催化效率的原因（）A．降低反應的活化能的作用更顯著B.能供給反應物能量C．改變了反應的途徑D．能降低反應活化能Ａ第1節(jié)降低化學反應活化能的酶第1課時酶的作用和本質(zhì)內(nèi)容標準要求核心素養(yǎng)對接學業(yè)質(zhì)量水平1.概述酶的作用和本質(zhì)。2.通過對有關酶實驗的分析，學會控制變量和設計對照實驗。1.生命觀念——結(jié)構(gòu)與功能觀：酶的功能是由其獨特的空間結(jié)構(gòu)決定的。水平一2.科學探究——實驗思路及設計：能夠根據(jù)實驗目的，設計比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗，分析結(jié)果得出結(jié)論。水平二活細胞酶在代謝中的作用研讀教材·梳理探究———————————————知識梳理———————————————一、酶在細胞代謝中的作用1.剖析細胞代謝的概念(1)場所：________內(nèi)。(2)實質(zhì)：各種化學反應的總稱。

細胞中的能量釋放、儲存和利用，都必須通過化學反應來實現(xiàn)(3)意義：細胞_____________的基礎。生命活動2.比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)實驗原理：Fe3＋過氧化氫酶(2)實驗過程和現(xiàn)象：試管編號加入物質(zhì)處理現(xiàn)象12mLH2O2溶液加2滴蒸餾水基本無氣泡產(chǎn)生22mLH2O2溶液加2滴

溶液________________32mLH2O2溶液加2滴肝臟研磨液________________FeCl3每滴溶液中Fe3＋數(shù)大約是每滴肝臟研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。有較多氣泡產(chǎn)生有大量氣泡產(chǎn)生———————————————素養(yǎng)提升———————————————科學探究——比較過氧化氫在不同條件下的分解下圖為比較過氧化氫在不同條件下的分解的實驗，探討下列問題：(1)實驗材料的選擇和處理①實驗中使用的肝臟為什么必須是新鮮的？提示新鮮肝臟細胞中過氧化氫酶活性較高。②實驗中為什么把肝臟制備成肝臟“研磨液”？提示制成肝臟研磨液會增大酶與過氧化氫的接觸面積，加快分解速率。③實驗中滴加FeCl3溶液和肝臟研磨液的滴管能否混用？為什么？提示不能。因為酶具有高效性，少量的酶帶入FeCl3溶液會干擾實驗結(jié)果。(2)實驗過程和結(jié)果分析①實驗中可用哪些方法檢測過氧化氫分解的速率大小？提示a.氣泡目測法：可以通過反應時單位時間內(nèi)產(chǎn)生氣泡的多少來判定H2O2分解速率的大小。b.衛(wèi)生香復燃法：可以通過帶火星的衛(wèi)生香復燃劇烈程度來判定H2O2分解速率的大小。②第一組和第二組對照、第一組和第三組對照，可得出什么結(jié)論？提示

FeCl3及過氧化氫酶都可以促進H2O2的分解，說明FeCl3和過氧化氫酶都具有催化作用。③第二組和第三組對照，可得出什么結(jié)論。提示過氧化氫酶催化H2O2分解的效率高于FeCl3，說明酶具有高效性。(3)實驗變量控制無機催化劑(FeCl3)和過氧化氫酶產(chǎn)生氣泡數(shù)目多少溫度新鮮程度[典例1]

在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中，對實驗的處理如下表所示。下列有關分析不正確的是(

)試管組別實驗處理加入體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液/mL溫度加入試劑試管12常溫

試管2290__℃

試管32常溫2滴質(zhì)量分數(shù)為3.5%的FeCl3溶液試管42常溫2滴質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟研磨液A.上表實驗處理研究了溫度和催化劑種類兩個自變量對比四支試管處理方式，分析其“不同之處”則為該實驗的“自變量”，而實驗結(jié)果的不同是由該變量引起的B.試管2中沒有加入任何試劑，應為空白對照組

C.試管4和試管1形成對照，可說明酶具有催化作用

D.若要研究生物催化劑與無機催化劑的差別，可選用實驗組合試管3和試管4解析分析表格數(shù)據(jù)可知，試管1和試管2的變量為溫度，試管3和試管4的變量為催化劑種類，即溫度和催化劑種類均是自變量；試管2雖沒有添加任何試劑，但是溫度與試管1不同，因此試管2也是實驗組；試管1和試管4的不同點為是否添加了酶，二者對照可以證明酶具有催化作用；試管3和試管4的不同點是催化劑的種類(酶或無機催化劑)。答案

B[變式訓練1]

在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中，把新鮮肝臟制成研磨液的目的是(

) A.保護過氧化氫酶 B.有利于過氧化氫酶與反應物的接觸 C.提高過氧化氫酶的活性 D.有利于對實驗結(jié)果的觀察

解析

研磨可破壞肝細胞，使細胞內(nèi)的H2O2酶充分釋放出來，以增大與反應物的接觸面積。

答案

B聯(lián)想質(zhì)疑★畢希納將酵母細胞研磨后，過濾得不含酵母細胞的提取液：在這些提取液中加入葡萄糖，一段時間后，發(fā)現(xiàn)糖液發(fā)酵變成了酒?！飳嶒炞C明酶的高效性。界定對照組與實驗組對照組：未施加實驗變量的組(如本題第一組)；實驗組：施加了變量處理的組(如本題第二、第三組)；進行對照實驗時必須保持實驗組與對照組間單一變量(欲探究的變量)，其他因素均適宜且相同。90℃高溫可為H2O2分子輔助提供能量，“如同汽車加了油門”。1.訓練1中，過氧化氫酶在反應前后有變化嗎？提示：酶在化學反應前后的數(shù)量和性質(zhì)均不改變。2.如果增加過氧化氫酶的數(shù)量，最終產(chǎn)生的氣體總量會怎樣？提示：不變常態(tài)酶的作用原理和本質(zhì)———————————————知識梳理———————————————1.酶的作用原理 (1)活化能：分子從_______轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的_______狀態(tài)所需要的能量。 (2)原理：同無機催化劑相比，酶_____________的作用更顯著，因而催化效率更高。 (3)意義：使細胞代謝能在_______條件下快速進行。2.酶的本質(zhì) (1)合成場所：

________中。 (2)化學本質(zhì)：絕大多數(shù)是________，極少數(shù)是_______。活躍降低活化能溫和活細胞蛋白質(zhì)RNA———————————————素養(yǎng)提升———————————————科學探究——酶的作用原理和本質(zhì)下圖兩條曲線分別代表某化學反應在有酶催化和無催化劑的反應曲線，結(jié)合曲線探究以下問題：對酶在細胞代謝中作用的理解(1)酶只能催化熱力學上允許進行的反應。(2)酶通過降低活化能加快化學反應速率。(3)酶只提高化學反應速率，縮短反應時間，不會改變化學平衡位置。(4)在反應前后，酶的化學性質(zhì)和數(shù)量將保持不變。(1)描述下列線段代表的含義：AC：_____________________________________。BC：

_____________________________________。AB：

________________________________。(2)若將酶變?yōu)闊o機催化劑，則B在縱軸上向____移動。用加熱的方法不能降低活化能，但會提供反應所需的_______。無催化劑時化學反應需要的活化能有酶催化時化學反應需要的活化能酶催化所降低的活化能上能量[典例2]

下列關于酶的敘述中正確的一項是(

)①酶是活細胞產(chǎn)生的②酶都有消化功能③酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)都是酶④酶能夠降低化學反應的活化能⑤淀粉酶能促進淀粉水解⑥酶只有在生物體內(nèi)才起催化作用A.①②③

B.①②④

C.①②④⑤

D.①④⑤解析

②有些酶可以促進物質(zhì)的合成，不具有消化功能，②錯誤；③酶是蛋白質(zhì)或RNA，蛋白質(zhì)不一定是酶，③錯誤；⑥只要條件適宜，酶在生物體外也可催化相應的化學反應，⑥錯誤。答案

D[變式訓練2]

當某種RNA存在時，生物體內(nèi)的某種化學反應能正常進行，當這種RNA被有關的酶水解后，此種化學反應的速率便慢了下來。由此可以說明(

) A.RNA是核酸的一種B.RNA也可起生物催化劑的作用 C.RNA主要存在于細胞質(zhì)中D.RNA是該種生物的遺傳物質(zhì)

解析

根據(jù)題意分析可知，RNA能催化化學反應，是一種生物催化劑。

答案

B【歸納概括】酶的本質(zhì)化學本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體細胞核(主要)來源一般活細胞中均能產(chǎn)生生理功能具有生物催化功能聯(lián)想質(zhì)疑★大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA?！锩傅淖饔脵C理：猶如汽車走隧道其耗能減少。巧記酶概念的“二、一、一、一”1.活細胞是否都產(chǎn)生酶？提示：不是，比如哺乳動物成熟的紅細胞。2.酶能否在細胞外起作用？提示：能，如消化酶。課堂小結(jié)催化活化能第1節(jié)降低化學反應活化能的酶第1課時酶的作用和本質(zhì)第5章細胞的能量供應和利用問題探討排除物理性消化2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？是胃內(nèi)的化學物質(zhì)將肉塊分解了。3、胃內(nèi)起催化消化作用的物質(zhì)主要是什么？1、為什么將肉塊放入金屬籠內(nèi)？實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解2H2O2

→

2H2O+O22H2O2

→

2H2O+O22H2O2

→

2H2O+O2Fe3+過氧化氫酶2H2O2

→

2H2O+O2檢驗方法？帶火星的衛(wèi)生香比較不同H2O2在不同條件下的分解1、為什么要選用新鮮的肝臟？2、為什么要將肝臟制成研磨液？想一想步驟試管編號

說明1234

一二

觀察結(jié)論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴2滴不明顯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自變量因變量無關變量變量

H2O2

濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生帶火星的木條對照實驗對照組實驗組實驗實驗步驟：控制變量與對照實驗自變量：實驗中

的變量。因變量：隨

而變化的變量。無關變量：除自變量外，實驗過程中可能還會存在一些

，對

造成影響。實驗設計的基本原則：對照性原則；單因子變量原則；等量性原則；科學性原則對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗叫做對照實驗。對照實驗一般要設置對照組與實驗組。

人為控制改變自變量實驗結(jié)果可變因素變量:實驗過程中可以變化的因素，控制變量與對照實驗自變量：實驗中

的變量。因變量：隨

而變化的變量。無關變量：除自變量外，實驗過程中可能還會存在一些

，對

造成影響。實驗設計的基本原則：對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗叫做對照實驗。對照實驗一般要設置對照組與實驗組。

變量:實驗過程中可以變化的因素，1）與1號試管相比，2號試管產(chǎn)生的氣泡多，這一現(xiàn)象說明了什么？2號試管，加熱能促進H2O2的分解,提高反應速率；2）3、4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明了什么？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，3）3號試管和4號試管相比，4號試管中的反應速率快,這說明了什么？過氧化氫酶比Fe3+

的催化效率高得多，對現(xiàn)象進行分析實驗的注意事項：

1必須用新鮮肝臟做實驗材料。2實驗使用肝臟的研磨液,加大肝臟內(nèi)過氧化氫酶與試管中過氧化氫分子的接觸面積，從而加速過氧化氫的分解。3不能共用一個試管吸取肝臟研磨液和氯化鐵溶液。4過氧化氫有腐蝕性，使用時不要讓其接觸皮膚。5觀察產(chǎn)生氧氣多少的途徑：

A、觀察產(chǎn)生氣泡的數(shù)目的多少。

B、用無火焰的衛(wèi)生香來鑒定，氧氣多會使無火焰的衛(wèi)生香復燃。問題質(zhì)疑：1、與1號試管相比，為什么2號試管加熱后過氧化氫就能分解？加熱使反應加快的本質(zhì)：使過氧化氫分子得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)。

分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能酶的作用機理降低了化學反應的活化能

FeCl3中Fe3+和肝臟研磨液的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解，原因與2號試管的相同嗎？與無機催化劑相比較，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟研磨液

質(zhì)量分數(shù)為3.5%的FeCl3溶液

過氧化氫酶Fe3+所含酶相對數(shù)量：1Fe3+