5.1.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（酶的作用和本質(zhì)）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(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？便于取出肉塊、排除物理性消化干擾胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否能將肉塊分解1773年，意大利科學(xué)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(nèi)，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(nèi)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(xué)反應(yīng)活化能的酶一、酶的作用和本質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.說明酶在細(xì)胞代謝中的作用和化學(xué)本質(zhì)。（重點）2.進行有關(guān)的實驗和探究，學(xué)會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化。（重、難點）細(xì)胞中每時每刻都進行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。細(xì)胞代謝是生命活動的基礎(chǔ)。

細(xì)胞代謝中會產(chǎn)生許多對細(xì)胞有害的物質(zhì)，如過氧化氫，會引起細(xì)胞衰老。為了應(yīng)對有害的過氧化氫，細(xì)胞中有一種物質(zhì)，能將其分解為氧和水，這種物質(zhì)就是過氧化氫酶。細(xì)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?zāi)康氖鞘裁?？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(guān)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(xué)習(xí)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(nèi)產(chǎn)生氣泡的多少②觀察點燃的衛(wèi)生香的復(fù)燃情況常溫/1.實驗?zāi)康模哼^氧化氫酶含量多且活性高試管3%H2O2溶液反應(yīng)條件實驗現(xiàn)象1234四、實驗設(shè)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(fù)燃燃燒不猛烈復(fù)燃燃燒猛烈不復(fù)燃不復(fù)燃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.在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？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？4.3號試管和4號試管相比，4號試管中的反應(yīng)速率快,這說明了什么？為什么說酶對細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進行至關(guān)重要？2號試管，加熱能促進過氧化氫分解，提高反應(yīng)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(xì)胞承受不住高溫

細(xì)胞內(nèi)每時每刻都在進行成千上萬種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效地進行，只有酶能夠滿足這樣的要求。試管3%H2O2溶液反應(yīng)條件實驗現(xiàn)象1234四、實驗設(shè)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(fù)燃燃燒不猛烈復(fù)燃燃燒猛烈不復(fù)燃不復(fù)燃結(jié)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(rèn)為催化的機理是什么？(1)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(xué)反應(yīng)所需的活化能。無機催化劑催化時化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。酶催化時化學(xué)反應(yīng)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(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。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(xì)胞代謝才能在溫和的條件下快速進行。自變量因

變

量無關(guān)變量試管3%H2O2溶液反應(yīng)條件實驗現(xiàn)象1234四、實驗設(shè)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(fù)燃燃燒不猛烈復(fù)燃燃燒猛烈不復(fù)燃不復(fù)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(guān)變量？對照實驗對照組實驗組科學(xué)方法控制變量和設(shè)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(guān)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(guān)變量。單一變量原則：實驗設(shè)計時只有一個自變量，且無關(guān)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(guān)變量都保持一致（相同且適宜），并將結(jié)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(shè)對照組。(不同處理的前后對照)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。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(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?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。

在“探究·實踐”——《比較H2O2在不同條件下的分解》的實驗中，有同學(xué)在原有實驗的基礎(chǔ)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(nèi)加入2滴煮沸過的肝臟研磨液，向6號試管內(nèi)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(xùn)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(yīng)完成后,兩試管中產(chǎn)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(chǎn)生的現(xiàn)象及推測錯誤的是()。A.若迅速產(chǎn)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(chǎn)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(zhuǎn).為保證實驗的嚴(yán)謹(jǐn)性,需要控制溫度等無關(guān)變量C例2.下圖中,①表示有酶催化的反應(yīng)曲線,②表示沒有酶催化的反應(yīng)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(zhì)A在無催化劑條件和有酶催化條件下生成物質(zhì)P所需能量的變化過程。下列相關(guān)敘述正確的是()。A.a+b表示在無催化劑的條件下,物質(zhì)A生成物質(zhì)P

需要的活化能B.若將酶改為無機催化劑催化該反應(yīng),則a的高度將降低C.若僅增加反應(yīng)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(xué)習(xí)2（3min）1.整理出科學(xué)家對酶的本質(zhì)的探索過程（參考P80拓展應(yīng)用2的圖解）。2.酶的本質(zhì)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(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)引起發(fā)酵的是細(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)揮作用脲酶是蛋白質(zhì)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(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中某種物質(zhì)起作用酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起到催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣。酶是活細(xì)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)少數(shù)是RNA酶的來源酶的作用顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶的化學(xué)成分根據(jù)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，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(zhì)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(zhì)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(jié)晶，你能設(shè)計實驗檢測它是不是蛋白質(zhì)嗎？小組討論1.用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì),處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應(yīng)。由此可推測核糖體中能催化該反應(yīng)的物質(zhì)是()。A.蛋白酶B.氨基酸C.RNAD.DNA針對訓(xùn)練C

B項目酶化學(xué)本質(zhì)產(chǎn)生細(xì)胞來源合成原料合成場所作用場所作用實質(zhì)能否重復(fù)利用絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶（一般不考慮哺乳動物成熟紅細(xì)胞）生物體內(nèi)合成氨基酸或核糖核苷酸核糖體、細(xì)胞核等既可以在細(xì)胞內(nèi)，也可以在細(xì)胞外或生物體外發(fā)揮作用顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，使化學(xué)反應(yīng)在較低能量水平上進行，從而加快化學(xué)反應(yīng)速率酶作為催化劑，反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量不變，可以重復(fù)利用總結(jié)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(yīng)的底物(

)(3)酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸(

)(4)酶通過為反應(yīng)物供能和降低活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率(

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

)(6)酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸(

)√√××××當(dāng)堂訓(xùn)練2、下列有關(guān)酶的敘述正確的是（

）①酶是具有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的②有的從食物中獲得，有的是體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來③酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的④絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)⑤有的酶是蛋白質(zhì)，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(diào)控作用⑧酶只是起催化作用⑨酶只在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用A.①②⑤ B.③⑦⑨C.③④⑧ D.④⑤⑥√3.下列關(guān)于活化能的敘述，不正確的是（）A.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B.無機催化劑、水浴加熱都可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能C.酶可以降低化學(xué)反應(yīng)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(guān)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(xué)反應(yīng)的活化能D.產(chǎn)生酶的細(xì)胞均有分泌功能√5.德國化學(xué)家畢希納將酵母細(xì)胞放在石英砂中用力研磨、加水?dāng)嚢?，再進行加壓過濾，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(jié)論錯誤的是A.葡萄糖變成酒的過程中發(fā)生了化學(xué)變化B.將糖變成酒的物質(zhì)是汁液中的釀酶C.研磨有利于酵母細(xì)胞內(nèi)釀酶的釋放D.該實驗證明釀酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)√

為什么加酶洗衣粉需要用溫水浸泡？第1節(jié)

降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

——酶的特性（第2課時）學(xué)習(xí)目標(biāo)：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(yīng)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(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的快速進行，能量供應(yīng)穩(wěn)定。與無機催化劑相比，酶能顯著降低化學(xué)反應(yīng)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(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡所需時間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點。③酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。催化作用高效性無機催化劑催化的化學(xué)反應(yīng)的范圍比較廣，比如酸既能催化蛋白質(zhì)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(lǐng)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(yīng)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(xué)反應(yīng)。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(jié)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