5.1酶的作用和本質第1課時課件-高一上學期生物人教版（2019）必修1

酶為生活添姿彩5.1降低化學反應活化能的酶物理性消化是指牙齒的咀嚼、舌的攪拌、胃腸的蠕動、膽汁對脂肪的乳化等，它將食物磨碎，改變食物的形態(tài)，但不改變食物的分子結構和化學性質的一個物理過程?；瘜W性消化是指通過消化酶的作用，將不溶于水的淀粉、蛋白質和脂肪分解成可溶于水的小分子有機物的過程。問題探討

斯帕蘭札尼對鷹的消化研究1773年，意大利科學家斯帕蘭札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。討論：1、為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)？2、是什么物質使肉塊消失了？3、怎樣才能證明你的推測?便于取出實驗材料（肉塊),排除物理性消化對肉塊的影響，確定其是否發(fā)生了化學性消化是胃內(nèi)的化學物質將肉塊分解了。收集胃內(nèi)的化學物質，看看這些物質在體外是否也能將肉塊分解。【第一課時】酶的作用和本質學習目標理解細胞代謝為什么離不開酶掌握酶是什么物質通過對酶本質的探索過程的分析，對科學是怎樣發(fā)展的進行領悟細胞代謝(1)場所：細胞中(2)實質：細胞中每時每刻都進行著許多各種化學反應的總稱(3)意義：是細胞生命活動的基礎(4)特點：一般都需要酶催化

一般伴隨著能量的釋放和儲存在水環(huán)境中進行

反應條件溫和

酶1酶2酶3酶11酶5酶6酶12酶8酶9酶10酶14酶7酶13酶15酶16酶17酶18一、酶在細胞代謝中的作用2H2O22H2O+O2↑1、過氧化氫在體外分解需要什么條件？

資料：細胞代謝是細胞生命活動的基礎，但代謝也會產(chǎn)生對細胞有害的物質，如過氧化氫，體內(nèi)過氧化氫過多會導致皮膚發(fā)黃，毛發(fā)（包括頭發(fā)）變白，會加速人體衰老。加熱、強酸、強堿、加催化劑（如Fecl3)等2、細胞內(nèi)的過氧化氫又是怎樣被快速分解的呢？細胞中含有過氧化氫酶。

在化學反應里能改變其它物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有變化的物質叫做催化劑。一、酶在細胞代謝中的作用實驗原理2H2O2

2H2O+O2常態(tài)/加熱/Fe3＋/過氧化氫酶過氧化氫在高溫或鐵離子或過氧化氫酶的作用下都可分解成水和氧氣。21實驗目的

通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用和意義。二、比較過氧化氫在不同條件下的分解新鮮的質量分數(shù)為20%的肝臟(如豬肝、雞肝)研磨液質量分數(shù)為3.5%的FeCl3溶液新配制的體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液a.材料：b.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3材料用具二、比較過氧化氫在不同條件下的分解—比較過氧化氫在不同條件下的分解探究實踐[實驗儀器]量筒、試管、試管夾、試管架、燒杯、酒精燈、滴管、衛(wèi)生香、火柴、三腳架、石棉網(wǎng)、溫度計①取4根試管，分別加入2ml過氧化氫溶液，并編號1，2，3，4[實驗步驟]②取2號試管在90℃左右水浴加熱，觀察氣泡冒出的情況，并以1號試管為對照。③向3號試管滴2滴FeCl3溶液，4號試管滴2滴肝臟研磨液，仔細觀察，并記錄實驗結果。④立即將點燃的衛(wèi)生香分別放入3號和4號試管內(nèi)液面的上方，仔細觀察，并記錄實驗結果。1號2號4號3號肝臟研磨液FeCl390℃水浴實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解常溫步驟試管編號1234

一H2O2濃度3%3%3%3%劑量2ml2ml2ml2ml二反應條件常溫90℃FeCl3溶液（常溫）新鮮肝臟研磨液（常溫）劑量2滴2滴結果氣泡產(chǎn)生無少量較多大量衛(wèi)生香燃燒不復燃不復燃復燃劇烈燃燒4方法步驟1、與1號試管相比，2號試管出現(xiàn)了什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？??討論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，提高反應速率。2、在細胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應速率嗎？不能。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？說明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。二、比較過氧化氫在不同條件下的分解4、3號試管與4號試管相比，哪支試管中反應速率快？這說明什么？為什么說酶對細胞內(nèi)化學反應的順利進行至關重要？??討論4號試管的反應速率比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，所以酶對于細胞內(nèi)化學反應的順利進行至關重要。二、比較過氧化氫在不同條件下的分解1與2對照：________________________________________________加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。(為反應提供能量)1與3對照：________________________________________________FeCl3在常溫下能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。(催化作用)1與4對照：______________________________________________

____________過氧化氫酶在常溫下能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。(催化作用)3與4對照：____________________________過氧化氫酶比FeCl3的催化效率高。二、比較過氧化氫在不同條件下的分解??討論拓展應用

在本節(jié)“探究?實踐”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(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_______。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；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。二、比較過氧化氫在不同條件下的分解

肝臟如果不新鮮，肝細胞內(nèi)的過氧化氫酶等有機物就會在腐生菌的作用下分解，失去作用。

將肝臟剪碎并研磨可使肝細胞中過氧化氫酶充分釋放，從而增大與過氧化氫的接觸機會，以加速過氧化氫分解。1.在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中，為什么要選用新鮮的肝臟？為什么將肝臟剪碎、研磨成溶液，而不是直接加入整塊的肝臟？深化探究2.可以用同一支滴管吸取氯化鐵溶液和肝臟研磨液嗎？

吸取氯化鐵溶液和吸取肝臟研磨液的滴管不能混用。二、比較過氧化氫在不同條件下的分解酶只縮短反應的時間，不改變生成物的量。m加酶加無機催化劑無催化劑生成物的量時間0134反應物量時間01342加熱25實驗結果過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣，酶在常溫、常壓下可以高速地完成對化學反應的催化。二、比較過氧化氫在不同條件下的分解步驟試管編號

說明1234

一H2O2濃度

二結果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃2滴FeCl32滴鮮肝研磨液不明顯少量較多大量變亮復燃①加熱、FeCl3、過氧化氫酶都能加快H2O2分解的速率。②與無機催化劑相比，過氧化氫酶的催化效率高得多。反應條件自變量因變量無關變量變量對照組實驗組對照實驗對照性原則單一變量原則—比較過氧化氫在不同條件下的分解探究實踐控制變量和設計對照實驗自變量：實驗中

的因素。因變量：因

而變化的變量。無關變量：除自變量外，實驗過程中還存在一些對

，造成影響的

。實驗設計的基本原則：對照性原則；單一變量原則;等量性原則對照實驗：除了為自變量的因素外，其余因素（無關變量）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。

人為控制的對實驗對象進行處理自變量改變實驗結果可變因素空白對照不給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。1號試管即為空白對照控制變量和設計對照實驗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)紫色洋蔥鱗片葉外表皮滴加3%的蔗糖溶液，低倍鏡觀察滴加清水后，低倍鏡觀察→→制成裝片，低倍鏡觀察?！刂谱兞亢驮O計對照實驗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。2、3、4為相互對照?？刂谱兞亢驮O計對照實驗常態(tài)活躍狀態(tài)

常態(tài)又叫基態(tài)，微觀粒子處于能量最低的狀態(tài)。當原子處于基態(tài)時，電子處于離核最近的軌道上，此時原子處于穩(wěn)定狀態(tài)。活化能一個化學反應體系中，活化分子數(shù)越多，反應的速率越快。四、酶的作用原理——降低活化能bacd反應過程能量常態(tài)（反應物）終態(tài)（產(chǎn)物）活躍狀態(tài)①②③ac______________________________________。酶降低的活化能無催化劑條件下，反應所需要的活化能①無催化劑②無機催化劑③酶ab

。酶催化時，反應所需的活化能bc

。四、酶的作用原理——降低活化能cd

。該反應釋放的能量e2）無機催化劑和酶是通過怎樣的途徑加快化學反應速率的？1）在常態(tài)下，幾乎所有H2O2分子都不易分解，為什么加熱后，一小部分則可以分解。4）為什么說酶對于細胞代謝的順利進行至關重要？自主探究2：小組討論以下問題，時間3min。3）為什么酶的催化效率比無機催化劑快？

降低化學反應所需要的活化能，使活躍態(tài)的分子增多。

酶更顯著地降低了化學反應所需要的活化能。

細胞的正常代謝需要在溫和的條件下快速進行化學反應，而酶滿足以上要求。

因為加熱使H2O2分子獲得了能量，從常態(tài)轉變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)。

活化能：分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需的能量四、酶的作用原理沒有催化劑有無機催化劑有酶催化（1）酶降低化學反應的活化能（作用原理）（2）酶只催化反應，提高反應速率，本身在反應前后無變化注意：【各條件使反應加快的本質】加熱：Fe3+：酶：使分子得到能量，從常態(tài)轉變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)降低化學反應的活化能更顯著地降低化學反應的活化能只改變化學反應速率，縮短完成時間，本身不被消耗，反應前后性質不變。閱讀教材P79－80,“關于酶本質的探索”思考：巴斯德、李畢希、畢希納、薩姆納、切赫和奧特曼的觀點各是什么？酶的本質—關于酶本質的探索巴斯德之前發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關巴斯德(微生物學家）發(fā)酵與活細胞有關，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某些物質起作用引起發(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)揮作用畢希納酵母細胞中的某些物質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提取脲酶，并證明其是蛋白質李比希（化學家）切赫、奧爾特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能五、酶的本質

酶的概念：酶是活細胞產(chǎn)生的一類具有催化作用的有機物,其中絕大多數(shù)的酶是蛋白質,少數(shù)的酶是RNA。

5.請給酶下一個比較完整的定義。酶概念的三要素：(1)酶的來源：活細胞產(chǎn)生的．(2)酶的生理功能：催化作用(3)酶的化學本質：絕大多數(shù)是蛋白質，少數(shù)是RNA．

五、酶的本質設問：蛋白質都是酶嗎？化學本質絕大多數(shù)是_______少數(shù)是_________元素組成合成原料合成場所來源一般來說，活細胞都能產(chǎn)生作用場所作用原理RNA

蛋白質核糖核苷酸氨基酸核糖體細胞核（真核生物）細胞內(nèi)、外及生物體外均能發(fā)揮作用C、H、O、N、C、H、O、N、P顯著降低化學反應的活化能五、酶的本質4正確理解產(chǎn)生場所化學本質作用場所作用來源具有分泌功能的細胞才能產(chǎn)生(×)活細胞（不考慮哺乳動物成熟的紅細胞等）辨析酶的五種說法蛋白質(×)有機物（大多數(shù)為蛋白質，少數(shù)為RNA）只在細胞內(nèi)起催化作用(×)在細胞內(nèi)和細胞外均可發(fā)揮作用酶具有調(diào)節(jié)、催化作用(×)酶只起催化作用可來源于食物等(×)酶只在生物體內(nèi)合成五、酶的本質小技巧探究酶化學本質的實驗設計1、設計原理大部分是蛋白質少部分是RNA加__________，呈_____雙縮脲試劑紫色加__________，呈_____吡羅紅染液紅色2、設計方案分組實驗操作現(xiàn)象結論紫色對照組：標準蛋白質溶液實驗組：等量待測酶液紫色/藍色是蛋白質/不是蛋白質（鑒定是否為RNA同上）加雙縮脲試劑五、酶的本質探究實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解酶的作用和本質酶在細胞代謝中的作用酶的本質：

絕大多數(shù)是蛋白質，少數(shù)是RNA。自變量原理：降低化學反應活化能因變量無關變量小結4、右圖曲線表示在無酶催化條件和有酶催化條件下某化學反應的能量變化過程，請回答：(1)沒有酶催化的反應曲線是___。(2)有酶催化的反應曲線是_____。(3)AC段的含義是______________________________________。(4)BC段的含義是______________________________________。(5)若將酶催化改為無機催化劑催化該反應，則B點在縱軸上將______移動。常態(tài)活躍狀態(tài)活化能：分子從常態(tài)轉變?yōu)榛钴S狀態(tài)所需要的能量②①在無催化劑的條件下，反應所需要的活化能酶降低的活化能向上練習1、2009湖南32.已知H2O2=H2O+O2可以通過反應過程中O2的生成速度（即從氣泡從溶液中釋放的速度）來判斷H2O2的分解速度，請用所給的材料和用具設計實驗，使其同時驗證過氧化氫酶具有催化作用和高效性，要求寫出實驗步驟、預測試驗結果、得出結論，并回答問題。實驗材料及用具：適宜濃度的H2O2溶液、蒸餾水、3.5℅FeCl3溶液、0.01℅牛過氧化氫酶溶液、恒溫水浴鍋、試管。(1)實驗步驟：①取三只試管并編號甲、乙、丙，分別滴加等量且適量的過氧化氫溶液。②向三只試管里分別滴加等量的過氧化氫酶、3.5℅FeCl3溶液、蒸餾水并混合均勻。③把三只試管放在恒溫水浴鍋保溫。④觀察記錄三只試管里氣泡從溶液中釋放的速度。練習

(2)實驗結果預測及結論：

(3)如果僅將實驗中的恒溫水浴改為80℃，重復上述實驗，O2的釋放速度最快的是：

原因是：甲試管里氣泡的釋放的速度最快，乙試管較慢，丙試管無氣泡放出。過氧化氫酶具有催化作用和高效性乙試管（滴加FeCL3溶液

）高溫過氧化氫酶失去活性，不再催化過氧化氫分解練習2、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