5.1.1降低化學反應活化能的酶（酶的作用和本質）高一生物課堂精優(yōu)課件（人教版2019必修1）

討論：1.為什么要將肉塊放在金屬籠內？2.是什么物質使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的推測？便于取出肉塊、排除物理性消化干擾胃內的化學物質收集胃內的化學物質，看看這些物質在體外是否能將肉塊分解1773年，意大利科學家斯帕蘭扎尼做了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內的肉塊消失了。問題探討斯帕蘭扎尼在研究鷹的消化作用5.1降低化學反應活化能的酶一、酶的作用和本質學習目標：1.說明酶在細胞代謝中的作用和化學本質。（重點）2.進行有關的實驗和探究，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化。（重、難點）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。細胞代謝是生命活動的基礎。

細胞代謝中會產生許多對細胞有害的物質，如過氧化氫，會引起細胞衰老。為了應對有害的過氧化氫，細胞中有一種物質，能將其分解為氧和水，這種物質就是過氧化氫酶。細胞代謝離不開酶。1.探究·實踐“比較H2O2在不同條件下的分解”中實驗目的是什么？實驗原理是什么？如何判斷過氧化氫被分解的快慢？2.該實驗中實驗組和對照組是什么？哪些是自變量、因變量和無關變量？3.完成P77的4道討論題。4.什么是活化能？酶與無機催化劑相比的優(yōu)點？閱讀課本77-78頁，回答下面問題。自主學習15min2H2O2

2H2O+O2↑/Fe3+過氧化氫酶一、比較過氧化氫在不同條件下的分解（實驗）2.實驗原理通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用。新鮮的肝臟研磨液如何判斷過氧化氫被分解的快慢？①觀察單位時間內產生氣泡的多少②觀察點燃的衛(wèi)生香的復燃情況常溫/1.實驗目的：過氧化氫酶含量多且活性高試管3%H2O2溶液反應條件實驗現(xiàn)象1234四、實驗設計與分析：較少常溫90℃水浴加熱幾乎沒有2mL2mL2mL2mLFeCl3溶液2滴肝臟研磨液2滴氣泡多少衛(wèi)生香燃燒情況較多很多復燃燃燒不猛烈復燃燃燒猛烈不復燃不復燃1.與1號試管相比，2號試管產生的氣泡多，這一現(xiàn)象說明了什么？2.在細胞內，能通過加熱來提高反應速率嗎？3.3號和4號試管未經加熱，也有大量氣泡產生，這說明了什么？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？為什么說酶對細胞內化學反應的順利進行至關重要？2號試管，加熱能促進過氧化氫分解，提高反應速率。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。過氧化氫酶比Fe3+

的催化效率高得多討論不能，細胞承受不住高溫

細胞內每時每刻都在進行成千上萬種化學反應，這些化學反應需要在常溫、常壓下高效地進行，只有酶能夠滿足這樣的要求。試管3%H2O2溶液反應條件實驗現(xiàn)象1234四、實驗設計與分析：較少常溫90℃水浴加熱幾乎沒有2mL2mL2mL2mLFeCl3溶液2滴肝臟研磨液2滴氣泡多少衛(wèi)生香燃燒情況較多很多復燃燃燒不猛烈復燃燃燒猛烈不復燃不復燃結論：水浴加熱、FeCl3

、過氧化氫酶都能加快H2O2分解的速率；與FeCl3

相比，過氧化氫酶的催化速率要高得多。1.什么是活化能？二、酶的作用機理思考：2.加熱為什么能加快過氧化氫分解？3.Fe3+和過氧化氫酶都有催化作用，你認為催化的機理是什么？(1)活化能：分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍態(tài)所需要的能量。圖中①表示：圖中②表示：圖中④表示：無催化劑時化學反應所需的活化能。無機催化劑催化時化學反應所需的活化能。酶催化時化學反應所需的活化能。二、酶的作用機理(2)酶催化的機理酶與無機催化劑催化的機理相同，都能降低化學反應的活化能，但是酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。③表示：⑤表示：無機催化劑降低的活化能酶降低的活化能二、酶的作用機理正是由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和的條件下快速進行。自變量因

變

量無關變量試管3%H2O2溶液反應條件實驗現(xiàn)象1234四、實驗設計與分析：較少常溫90℃水浴加熱幾乎沒有2mL2mL2mL2mLFeCl3溶液2滴肝臟研磨液2滴氣泡多少衛(wèi)生香燃燒情況較多很多復燃燃燒不猛烈復燃燃燒猛烈不復燃不復燃該實驗中實驗組和對照組是什么？哪些是自變量、因變量和無關變量？對照實驗對照組實驗組科學方法控制變量和設計對照實驗實驗過程中遵循的原則：單一變量原則、對照原則。①自變量:實驗過程中，人為控制的對實驗對象進行處理的因素叫做自變量。②因變量:因自變量改變而變化的變量叫做因變量。③無關變量:實驗中除因變量外的一些對因變量造成影響的可變因素，叫做無關變量。單一變量原則：實驗設計時只有一個自變量，且無關變量在對照組和實驗組中均要保持一致且適宜對照原則①對照實驗：除作為自變量的因素外，無關變量都保持一致（相同且適宜），并將結果進行比較的實驗。②對照的類型：空白對照、自身對照、相互對照(對比)、條件對照?？瞻讓φ詹唤o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。自身對照對照組和實驗組都在同一研究對象上進行。不另設對照組。(不同處理的前后對照)相互對照不另設對照組，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。對照實驗設計的一般步驟對照實驗的目的是排除無關變量的干擾，從而確定自變量與因變量的關系。自變量因變量無關變量(適宜且相等)(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)實驗目的和器材，分析實驗的自變量，找出主要的無關變量，明確因變量的檢測方法。

在“探究·實踐”——《比較H2O2在不同條件下的分解》的實驗中，有同學在原有實驗的基礎上增加了5號和6號試管，向其中分別加入2mL過氧化氫溶液后，再向5號試管內加入2滴煮沸過的肝臟研磨液，向6號試管內加入2滴蒸餾水。這樣做的目的是什么？加入2滴煮沸過的肝臟研磨液的5號試管,可以與加入新鮮的肝臟研磨液的4號試管做對照;同理,加入2滴蒸餾水的6號試管可以作為3號試管和4號試管的對照組。1min小組討論針對訓練例1.為驗證酶的高效性,進行下圖所示實驗,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.反應完成后,兩試管中產物數(shù)量相同D對點練1.下圖中的鮮肝勻漿與H2O2接觸后,產生的現(xiàn)象及推測錯誤的是()。A.若迅速產生大量氣體,可推測鮮肝勻漿中含有過氧化氫酶B.若增加鮮肝勻漿的量,量筒中產生氣體的速率將加快C.一段時間后氣體量不再增加是因為鮮肝勻漿量有限D.為保證實驗的嚴謹性,需要控制溫度等無關變量C例2.下圖中,①表示有酶催化的反應曲線,②表示沒有酶催化的反應曲線,E表示酶降低的活化能,下列圖解正確的是()。B對點練2.下圖中曲線Ⅰ、Ⅱ分別表示物質A在無催化劑條件和有酶催化條件下生成物質P所需能量的變化過程。下列相關敘述正確的是()。A.a+b表示在無催化劑的條件下,物質A生成物質P

需要的活化能B.若將酶改為無機催化劑催化該反應,則a的高度將降低C.若僅增加反應物A的量,則圖中曲線的原有形狀均發(fā)生改變D.若曲線Ⅱ為最適酶促條件下的曲線,改變酶促條件后,a的高度將降低A自主學習2（3min）1.整理出科學家對酶的本質的探索過程（參考P80拓展應用2的圖解）。2.酶的本質是什么？3.完成“思考·討論”的第1、5題。閱讀課本79-80頁，回答下面問題。發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質，但這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用脲酶是蛋白質巴斯德李比希畢希納薩姆納切赫、奧爾特曼少數(shù)RNA也具有催化功能發(fā)酵與活細胞有關，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某種物質起作用酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起到催化作用，就像在活酵母細胞中一樣。酶是活細胞產生的具有生物催化作用的有機物。其中絕大多數(shù)酶是蛋白質少數(shù)是RNA酶的來源酶的作用顯著降低化學反應的活化能酶的化學成分根據(jù)本節(jié)課的學習，給酶下一個定義。2min某種酶+蛋白酶加入酶的底物底物沒有被催化→該酶是蛋白質底物被催化→該酶是RNA某種酶+雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色→該酶是蛋白質不出現(xiàn)紫色→該酶是RNA方案1方案2給你一份某種酶的結晶，你能設計實驗檢測它是不是蛋白質嗎？小組討論1.用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質,處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應。由此可推測核糖體中能催化該反應的物質是()。A.蛋白酶B.氨基酸C.RNAD.DNA針對訓練C

B項目酶化學本質產生細胞來源合成原料合成場所作用場所作用實質能否重復利用絕大多數(shù)酶是蛋白質，少數(shù)酶是RNA活細胞都能產生酶（一般不考慮哺乳動物成熟紅細胞）生物體內合成氨基酸或核糖核苷酸核糖體、細胞核等既可以在細胞內，也可以在細胞外或生物體外發(fā)揮作用顯著降低化學反應的活化能，使化學反應在較低能量水平上進行，從而加快化學反應速率酶作為催化劑，反應前后化學性質和數(shù)量不變，可以重復利用總結1.下列敘述，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)酶是具有催化作用的化合物(

)(2)酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物(

)(3)酶分子在催化反應完成后立即被降解成氨基酸(

)(4)酶通過為反應物供能和降低活化能來提高化學反應速率(

)(5)酶是活細胞產生的具有催化作用的蛋白質，酶的催化作用既可發(fā)生在細胞內，也可以發(fā)生在細胞外(

)(6)酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸(

)√√××××當堂訓練2、下列有關酶的敘述正確的是（

）①酶是具有分泌功能的細胞產生的②有的從食物中獲得，有的是體內轉化而來③酶是由活細胞產生的④絕大多數(shù)酶的化學本質是蛋白質⑤有的酶是蛋白質，有的是固醇⑥酶在代謝中有多種功能⑦酶在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調控作用⑧酶只是起催化作用⑨酶只在細胞內發(fā)揮作用A.①②⑤ B.③⑦⑨C.③④⑧ D.④⑤⑥√3.下列關于活化能的敘述，不正確的是（）A.分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量B.無機催化劑、水浴加熱都可以降低化學反應的活化能C.酶可以降低化學反應的活化能D.同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用效果更顯著√4.下列有關酶的敘述，不正確的是（）A.酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸B.酶是生物催化劑C.酶能降低化學反應的活化能D.產生酶的細胞均有分泌功能√5.德國化學家畢希納將酵母細胞放在石英砂中用力研磨、加水攪拌，再進行加壓過濾，得到不含酵母細胞的提取液。在這些汁液中加入葡萄糖，一段時間后冒出氣泡，糖液居然變成了酒。根據(jù)以上實驗，分析得出的結論錯誤的是A.葡萄糖變成酒的過程中發(fā)生了化學變化B.將糖變成酒的物質是汁液中的釀酶C.研磨有利于酵母細胞內釀酶的釋放D.該實驗證明釀酶的化學本質是蛋白質√

為什么加酶洗衣粉需要用溫水浸泡？第1節(jié)

降低化學反應活化能的酶

——酶的特性（第2課時）學習目標：1、闡明酶的特性（重點）。2、掌握實驗探究溫度、酸堿度對酶促反應的速率的影響。（重、難點）3、理解影響酶活性因素的曲線。（難點）思考討論通過比較FeCl3和過氧化氫酶催化H2O2的分解效率，可以得出酶具有什么特性？一、酶具有高效性每滴FeCl3溶液中的Fe3＋和每滴肝臟研磨液中的過氧化氫酶分子數(shù)的數(shù)目之比是250000∶13號4號滴加FeCl3滴加肝臟研磨液事實上，酶的催化效率一般是無機催化劑的107

～1013倍。保證了細胞內化學反應的快速進行，能量供應穩(wěn)定。與無機催化劑相比，酶能顯著降低化學反應的活化能。1、意義2、原因3、曲線表示O2的量時間0FeCl3過氧化氫酶未加催化劑一、酶具有高效性①與未加催化劑相比，說明酶具有_________；與無機催化劑相比，說明酶具有___________。②酶只能縮短達到化學反應平衡所需時間，不改變化學反應的平衡點。③酶只能催化已存在的化學反應。催化作用高效性無機催化劑催化的化學反應的范圍比較廣，比如酸既能催化蛋白質的水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉的水解。酶也具有這個本領嗎？

淀粉和蔗糖都是非還原糖，它們在酶的催化作用下都能水解成還原糖。探究酶的專一性：淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用

在淀粉溶液和蔗糖溶液中分別加入淀粉酶，再用斐林試劑鑒定反應后溶液中有無還原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化學反應。蔗糖（非還原性）

葡萄糖（還原性）+果糖（還原性）酶淀粉（非還原性）

麥芽糖（還原性）+葡萄糖（還原性）酶原理1號試管2號試管實驗步驟一二三實驗現(xiàn)象結論分別加入淀粉酶滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，保溫5min2mL蔗糖溶液加入斐林試劑振蕩60℃水浴2min