5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 第1課時課件高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

第5章細胞的能量供應(yīng)和利用歡迎大家來到高效生物課堂第1課時酶的作用和本質(zhì)教學(xué)目標(biāo)/teachingobjectives細胞的能量供應(yīng)和利用說明酶在細胞代謝中的作用和化學(xué)本質(zhì)。(生命觀念、科學(xué)思維）0102通過有關(guān)實驗，進一步熟悉控制自變量的方法。（科學(xué)思維、科學(xué)探索）認同科學(xué)是在不斷的探索和爭論中前進的，體會科學(xué)家不畏挫折的精神。（社會責(zé)任）03溫故知新，引入主題

胃蛋白酶結(jié)晶(教材P28）（教材P51）酶到底是什么？（教材P49）問題探討斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用討論：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？3.怎樣才能證明你的推測？便于取出實驗材料（肉塊），排除物理性消化對肉塊的影響，確定肉塊消失過程是否存在化學(xué)性消化。胃里的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。收集胃里的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。課中學(xué)習(xí)——任務(wù)1：細胞代謝1.定義：細胞中每時每刻都進行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細胞代謝。思考：鷹消化道中消化食物的過程是否屬于細胞代謝？不屬于3.意義：細胞代謝是細胞生命活動的基礎(chǔ)。為什么細胞代謝離不開酶？酶在細胞代謝中起什么作用？下面以H2O2在不同條件下的分解為例，探究酶在細胞代謝中的作用。2.條件：需要酶的催化。課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細胞代謝中的作用比較過氧化氫在不同條件下的分解1.實驗原理：2H2O22H2O+O2常溫加熱或Fe3+或過氧化氫酶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，了解過氧化氫酶的作用。3.材料用具：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，……注意：新鮮的肝臟：過氧化氫酶的數(shù)量多，活性高。研磨液：增大過氧化氫酶與反應(yīng)物的接觸面積。探究·實踐課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細胞代謝中的作用試管編號步驟1234一3%3%3%3%2mL2mL2mL2mL二

FeCl3肝臟研磨液2滴2滴觀察結(jié)果

H2O2濃度H2O2劑量反應(yīng)條件常溫90℃水浴不明顯少量較多大量變亮復(fù)燃4.實驗過程和現(xiàn)象氣泡產(chǎn)生帶火星的衛(wèi)生香思考：如何比較H2O2的分解速率？觀查什么指標(biāo)？課中討論——P77討論：（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)象說明什么？2號試管放出的氣泡多，這一現(xiàn)象說明加熱促進過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。（2）在細胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？不能，細胞是在常溫下生活，若加熱，會使細胞死亡（3）3號和4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，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？為什么說酶對于細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進行至關(guān)重要？4號試管的反應(yīng)速率比3號試管快得多。說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。細胞內(nèi)每時每刻都進行著成千上萬種化學(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(xué)反應(yīng)的順利進行至關(guān)重要。課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細胞代謝中的作用5.實驗分析

12341與2對照→1與3對照→1與4對照→3與4對照→加熱能提高H2O2分解的速率Fe3+能提高H2O2分解的速率過氧化氫酶能提高H2O2分解的速率過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高6.實驗結(jié)論：

酶和無機催化劑一樣，都能催化化學(xué)反應(yīng)，并且酶的催化效率遠高于無機催化劑的催化效率。課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細胞代謝中的作用科學(xué)方法變量：實驗過程中的變化因素稱為變量。自變量因變量無關(guān)變量人為控制的對實驗對象進行處理的因素。因自變量改變而變化的變量。除自變量外，實驗過程中還存在的一些對實驗結(jié)果造成影響的可變因素。對H2O2溶液的不同處理，加熱、加FeCl3溶液、加肝臟研磨液；H2O2的分解速率；H2O2的濃度、H2O2的用量、反應(yīng)時間；科學(xué)方法課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細胞代謝中的作用對照實驗：除作為自變量的因素外，其余因素(無關(guān)變量)都保持一致（等量原則），并將結(jié)果進行比較的實驗。試管編號步驟1234一H2O2濃度3%3%3%3%H2O2用量2mL2mL2mL2mL二FeCl3肝臟研磨液2滴2滴觀察結(jié)果氣泡產(chǎn)生不明顯少量較多大量帶火星的衛(wèi)生香變亮復(fù)燃反應(yīng)條件

常溫90℃水浴對照實驗一般要設(shè)置對照組和實驗組。等量適宜原則單一變量原則可觀測性原則對照組實驗組無關(guān)變量自變量因變量設(shè)計對照實驗自變量因變量無關(guān)變量(等量適宜原則)(單一變量原則)(可觀測性原則)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，檢測因變量課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細胞代謝中的作用課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細胞代謝中的作用思考：在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗中，加熱促使H2O2分解，F(xiàn)e3＋和過氧化氫酶也能促使H2O2分解，它們作用的原理相同嗎？1與2對照1與3對照1與4對照3與4對照加熱可以加快過氧化氫分解FeCl3能催化過氧化氫分解過氧化氫酶能催化過氧化氫分解過氧化氫酶的催化效率比FeCl3高結(jié)論作用機理提供能量降低活化能顯著降低活化能活化能定義：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。15常見有機化學(xué)反應(yīng)的條件高溫高壓強酸強堿劇烈細胞內(nèi)外的環(huán)境常溫常壓水溶液環(huán)境pH接近中性溫和正是由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和條件下快速有序地進行課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細胞代謝中的作用課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細胞代謝中的作用沒有催化劑有酶催化有無機催化劑催化圖中①表示：圖中②表示：圖中④表示：無催化劑時化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所需的活化能。無機催化劑催化時化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所需的活化能。酶催化時化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。圖中③表示：圖中⑤表示：無機催化劑催化時降低的活化能。酶催化時降低的活化能。思考：為什么酶的催化效率比無機催化劑高得多？⑤＞③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。課中評價——任務(wù)2：酶在細胞代謝中的作用【評價】1.下列關(guān)于“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗的敘述，正確的是(

)A.實驗所用肝臟研磨液和FeCl3溶液的質(zhì)量分數(shù)相同B.肝臟研磨液和FeCl3溶液的滴加量屬于自變量C.試管中過氧化氫分解速率屬于自變量D.各試管中的過氧化氫溶液量屬于無關(guān)變量D【評價】2.關(guān)于生物學(xué)實驗中的變量，下列說法錯誤的是(

)A.任何生物學(xué)實驗中都需要設(shè)置變量B.對照實驗中應(yīng)遵循單一變量原則C.對照實驗中一定存在自變量D.無關(guān)變量并不是與實驗結(jié)果沒有關(guān)系A(chǔ)課中評價——任務(wù)2：酶在細胞代謝中的作用【評價】3.酶和無機催化劑都能催化化學(xué)反應(yīng)。與無機催化劑相比，酶具有的特點是（）A.能為反應(yīng)物提供能量B.能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能C.能在溫和條件下催化化學(xué)反應(yīng)D.催化化學(xué)反應(yīng)更高效D課中學(xué)習(xí)——任務(wù)3：酶的本質(zhì)酶，酒母也。周代已經(jīng)能用酶制作飴糖和醬春秋戰(zhàn)國時期利用曲治療消化不良課中學(xué)習(xí)——任務(wù)3：酶的本質(zhì)活動：角色扮演——我是科學(xué)家以小組為單位抽取科學(xué)家名單，討論該科學(xué)家有什么研究成果？其研究成果有何積極意義？有何局限性？1分鐘后每個小組派一名代表扮演你所抽取的科學(xué)家，上臺展示你的研究成果。巴斯德之前發(fā)酵與活細胞有關(guān),發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質(zhì)在起作用。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并裂解后才能發(fā)揮作用。畢希納

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,就像在活酵母細胞中一樣。薩姆納酶是蛋白質(zhì)。課中學(xué)習(xí)——任務(wù)3：酶的本質(zhì)切赫、奧爾特曼少數(shù)RNA也具有生物催化作用。課中討論——任務(wù)3：酶的本質(zhì)P801.巴斯德和李比希的觀點，各有什么積極意義？各有什么局限？巴斯德認為發(fā)酵與活細胞有關(guān)是合理的，但是認為發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質(zhì)在起作用是不正確的；李比希認為引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)是合理的，但是認為這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確的。2.他們之間的爭論對于后人進一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？巴斯德是微生物學(xué)家，特別強調(diào)生物體或細胞的作用；李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)的角度考慮問題。他們的爭論促使后人把對酶的研究的目標(biāo)集中在他們爭論的焦點上，使科學(xué)研究更加有的放矢。課中討論——任務(wù)3：酶的本質(zhì)P803.從畢希納的實驗可以得出什么結(jié)論？畢希納的實驗說明，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，就像在活酵母細胞中一樣。4.薩姆納歷時9年證明脲酶是蛋白質(zhì)，并獲諾貝爾獎。你認為他成功的原因是什么？薩姆納歷時9年,用正確的科學(xué)方法，堅持不懈、百折不撓的科學(xué)精神，將酶提純出來。成功屬于不畏艱苦的人。5.請給酶下一個較完整的定義。酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。02

酶是活細胞產(chǎn)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(zhì)。酶活細胞催化作用產(chǎn)生功能化學(xué)本質(zhì)有機物多數(shù)蛋白質(zhì)少數(shù)RNA課中學(xué)習(xí)——任務(wù)3：酶的本質(zhì)課中評價——任務(wù)3：酶的本質(zhì)——酶的【評價】4.科學(xué)家證實:RNaseP酶由蛋白質(zhì)和RNA組成,將這種酶中的蛋白質(zhì)和RNA分開,在適宜條件下,RNA仍然具有與這種酶相同的催化活性,而蛋白質(zhì)不具有。這一結(jié)果表明()A.酶都是由蛋白質(zhì)和RNA組成的B.RNA具有催化作用C.RNaseP酶的基本組成單位是脫氧核苷酸D.絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNAB【評價】5.甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關(guān)系如圖所示。下列分析錯誤的是()A.甲酶能夠抗該種蛋白酶降解B.甲酶不可能是具有催化功能的RNAC.乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)D.乙酶活性的改變是因為其分子結(jié)構(gòu)的改變B課中評價——任務(wù)3：酶的本質(zhì)【評價】6