51降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課件高一上學(xué)期生物人教版必修13

新課導(dǎo)入課本P75細(xì)胞如何獲取和利用能量？有機(jī)物合成有機(jī)物分解物質(zhì)代謝光合作用細(xì)胞呼吸ATP酶能量源頭太陽(yáng)能降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第五章

第1節(jié)第五章

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用本節(jié)聚焦細(xì)胞代謝為什么離不開(kāi)酶？酶是什么物質(zhì)？通過(guò)對(duì)酶本質(zhì)的探索過(guò)程的分析，你對(duì)科學(xué)是怎樣發(fā)展的有哪些領(lǐng)悟？第一課時(shí)

酶的作用和本質(zhì)核心素養(yǎng)010203說(shuō)明酶在細(xì)胞代謝中的作用和化學(xué)本質(zhì)。(生命觀念、科學(xué)思維）通過(guò)有關(guān)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步熟悉控制自變量的方法。（科學(xué)思維、科學(xué)探索）通過(guò)閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷的探索和爭(zhēng)論中前進(jìn)的，體會(huì)科學(xué)家不畏挫折的精神。（社會(huì)責(zé)任）情景材料一斯帕蘭扎尼在研究鷹的消化作用實(shí)驗(yàn)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(cè)？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)，進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)，觀察是否能將肉塊分解。(一)酶在細(xì)胞代謝中的作用(1)細(xì)胞代謝①主要場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)②實(shí)質(zhì):

細(xì)胞內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)稱。③意義:細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)④特點(diǎn):一般都需要酶催化；一、酶在細(xì)胞代謝中的作用細(xì)胞代謝一、酶在細(xì)胞代謝中的作用2H2O22H2O+O2資料2：資料3：過(guò)氧化氫在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中有特殊的要求，嚴(yán)禁與Fe3+等金屬化合物混存混運(yùn)過(guò)氧化氫酶結(jié)論：

過(guò)氧化氫酶、高溫或Fe3+都可促進(jìn)H2O2分解成水和氧在哪種條件下H2O2分解速率最快？資料1：實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解快慢1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2、實(shí)驗(yàn)原理:3、材料用具:通過(guò)比較H2O2在不同條件下分解的快慢，了解H2O2酶的作用2H2O2

2H2O+O2常態(tài)/加熱/Fe3＋/過(guò)氧化氫酶思考：如何來(lái)判斷H2O2分解快慢？通過(guò)O2產(chǎn)生量判斷H2O2分解快慢思考：如何檢測(cè)O2產(chǎn)生量？觀察溶液中單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣泡的多少觀察帶火星的衛(wèi)生香的復(fù)燃情況檢測(cè)方法新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟(如豬肝、雞肝)研磨液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的FeCl3溶液新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液材料：保證H2O2酶的活性和數(shù)量使H2O2酶釋放出來(lái)，可與H2O2的充分接觸，加快反應(yīng)實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解快慢4、實(shí)驗(yàn)步驟:閱讀P77的方法步驟，歸納每一步在做什么？【探索新知1】探究·實(shí)踐步驟2號(hào)1號(hào)3號(hào)4號(hào)2mL過(guò)氧化氫溶液常溫90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香復(fù)燃分組編號(hào)相同處理不同處理結(jié)論不明顯少量較多大量變亮復(fù)燃一、酶在細(xì)胞代謝中的作用【任務(wù)①】探究實(shí)踐：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解（1）3號(hào)與4號(hào)試管相比，那支試管反應(yīng)速度快？說(shuō)明什么？4號(hào)快，說(shuō)明過(guò)氧化氫酶比Fe3+

的促進(jìn)效率高得多。另：2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)試管相比，哪支試管最終產(chǎn)生的氧氣最多,為什么？一樣多，幾支試管的H2O2溶液的體積和濃度都相同。（2）為什么說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？細(xì)胞內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)需在常溫、常壓下高效率進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①過(guò)氧化氫酶有催化作用；②與無(wú)機(jī)催化劑FeCl3相比，過(guò)氧化氫酶具有高效性；③過(guò)氧化氫酶在細(xì)胞外（體外）也能發(fā)揮作用。1、比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解1號(hào)試管：不做處理2、3、4號(hào)試管：加熱/加FeCl3/過(guò)氧化氫酶實(shí)驗(yàn)組：對(duì)照組：[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]1號(hào)2、3、4號(hào)2、植物細(xì)胞吸水與失水實(shí)驗(yàn)

對(duì)照

對(duì)照實(shí)驗(yàn)組：對(duì)照組：處理前處理后空白自身3、探究酵母菌的有氧呼吸和無(wú)氧呼吸A組：有氧條件B組：無(wú)氧條件相互

對(duì)照自變量：因變量：無(wú)關(guān)變量：除自變量外，實(shí)驗(yàn)中還存在的一些也可對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的其它變量隨著自變量的變化而變化的變量人為改變的變量變量：實(shí)驗(yàn)中可以變化的因素(1)控制變量(不同條件)(結(jié)果)(相同條件)控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)單一變量原則：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)只有一個(gè)自變量，且無(wú)關(guān)變量在對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組中均要保持一致且適宜科學(xué)方法（3）對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基本原則：②單一變量原則①對(duì)照原則生物材料：數(shù)量、生理狀況、來(lái)源等實(shí)驗(yàn)器具：大小、型號(hào)等實(shí)驗(yàn)試劑：濃度、體積、成分等實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、時(shí)間………無(wú)關(guān)變量相同且適宜既要有對(duì)照組又要有實(shí)驗(yàn)組③等量原則各組加入的試劑要等量加熱、Fe3+、酶的作用機(jī)理(視頻)一、酶在細(xì)胞代謝中的作用巴斯德之前薩姆納巴斯德李比希畢希納切赫和奧特曼發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)發(fā)酵必需有活細(xì)胞參與引起發(fā)酵的是酵母菌細(xì)胞中的某些物質(zhì),且只在酵母菌死亡裂解后才發(fā)揮作用活細(xì)胞粉碎后所得物質(zhì)（釀酶）的作用和活的酵母細(xì)胞一樣證明脲酶是蛋白質(zhì)證明少量RNA也具有生物催化功能【任務(wù)①】閱讀課本P79-81并看視頻，完善以下概念圖：【探索新知2】二、酶的本質(zhì)X酶+蛋白酶加入酶的底物底物沒(méi)有被催化→該酶是蛋白質(zhì)底物被催化→該酶是RNAA.酶解法甲酶：核酶，化學(xué)本質(zhì)為RNA乙酶：化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)減法原理用RNA酶處理甲酶和乙酶，測(cè)定該酶的活性，與本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行相互對(duì)照。某科研小組經(jīng)研究得知X酶存在于人的肝細(xì)胞中，能將糖原分解為還原糖。酶必須保持正常的結(jié)構(gòu)才能發(fā)揮催化作用，請(qǐng)利用這一原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究X酶的化學(xué)本質(zhì)究竟是蛋白質(zhì)還是RNA。簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路，并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論(要求：實(shí)驗(yàn)包含可相互印證的甲、乙兩個(gè)組)。鑒定酶本質(zhì)的方法B.試劑檢測(cè)法從酶的化學(xué)本質(zhì)上來(lái)講，絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA。因此可利用雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)作用產(chǎn)生紫色反應(yīng)原理?；瘜W(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是______少數(shù)是______合成原料合成場(chǎng)所作用場(chǎng)所生理功能作用機(jī)理蛋白質(zhì)RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體主要是細(xì)胞核細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、生物體、內(nèi)外具有催化作用降低化學(xué)反應(yīng)的活化能

酶的總結(jié)酶的化學(xué)本質(zhì)

酶的來(lái)源

酶的功能活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物。一類1.(2023·新疆克拉瑪依高一期末)下列有關(guān)酶的敘述，正確的是①是由具有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的②有的從食物中獲得，有的從體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來(lái)③活細(xì)胞中都含有酶④絕大多數(shù)酶是蛋白質(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√多酶片多酶片中含有多種消化酶，人在消化不良時(shí)可以服用。1.為什么需要用溫水浸泡？2.能否用它來(lái)洗羊毛衫？加酶洗衣粉果膠酶分解果肉內(nèi)細(xì)胞壁中的果膠，提高果汁產(chǎn)量，使果汁變得澄清。酶在生活中的應(yīng)用（P85頁(yè)）多酶片中含有多種消化酶，人在消化不良時(shí)可以服用。普通糖衣-胃蛋白酶-腸溶衣糖衣-胰酶外層內(nèi)層胰酶中包括：胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶等。普通糖衣保護(hù)胃蛋白酶，在胃液中會(huì)分解，釋放出胃蛋白酶。腸溶衣保護(hù)胰酶，在胃液中不會(huì)分解，在小腸中分解，釋放出胰酶。1.當(dāng)用新鮮肝臟研磨液、久置肝臟研磨液、煮沸肝臟研磨液、新鮮肝臟塊來(lái)進(jìn)行H2O2分解實(shí)驗(yàn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)明顯差異，請(qǐng)解釋原因。久置肝臟研磨液：酶等有機(jī)物被微生物分解新鮮肝臟塊：酶與底物的接觸面積小，反應(yīng)效果差煮沸肝臟研磨液：酶在高溫條件下失去活性2.當(dāng)H2O2中加入新鮮肝臟研磨液一段時(shí)間后，試管中的反應(yīng)就停止了，分析原因并嘗試驗(yàn)證。可能是由于底物H2O2被完全分解。若再加入H2O2仍然有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明是底物不足造成的。拓展延伸23胞內(nèi)酶：合成后在細(xì)胞內(nèi)起作用，如有氧呼吸酶胞外酶：合成后分泌到細(xì)胞外起作用，如消化酶水解酶：在物質(zhì)水解時(shí)起催化作用合成酶：在物質(zhì)合成時(shí)起催化作用按存在部位分：按功能分：酶的種類：課時(shí)小結(jié)1.酶的概念：_______________________________________；2.酶的作用：__________;3.作用機(jī)理：______________________;4.酶的本質(zhì)：_____________________________。5.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)所需要的能量成為

。6.與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶

。催化作用降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，具有催化作用的有機(jī)物大多數(shù)的是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA降低活化能的作用更顯著，催化效率更高活化能第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶5.1.2酶的特性【探索新知3】三、酶的特性【任務(wù)①】閱讀材料，總結(jié)酶的特性情境資料：成年人每餐的進(jìn)食量大約有600g左右，但每片多酶片只含胃蛋白酶13mg和胰酶0.3g就可以很好的幫助食物消化水解，說(shuō)明酶的催化具有什么特點(diǎn)？（與無(wú)機(jī)催化劑相比）1.酶具有高效性酶的催化效率一般是無(wú)機(jī)催化劑的107～1013倍。①如何驗(yàn)證酶的高效性？和無(wú)機(jī)催化劑對(duì)比600g左右上節(jié)課實(shí)驗(yàn)中用的每滴FeCl3溶液含F(xiàn)e3+數(shù)是每滴過(guò)氧化氫酶分子數(shù)的25萬(wàn)倍?！咎剿餍轮?】三、酶的特性【任務(wù)①】閱讀材料，總結(jié)酶的特性（與無(wú)機(jī)催化劑相比）1.酶具有高效性a、c相比說(shuō)明酶具有

，a、b相比說(shuō)明酶具有

，催化劑能

到達(dá)化學(xué)平衡點(diǎn)的時(shí)間，

（改變/不改變）化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，

（能/不能）改變最終生成物的量。高效性催化作用不改變縮短不能②分析曲線實(shí)驗(yàn)步驟一二三四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論兩支試管都加入

，振蕩，反應(yīng)5min。2號(hào)試管中加入等量的

溶液兩支試管加入

振蕩60℃水浴2min1號(hào)試管中加入

溶液

取兩支試管，編號(hào)1、2實(shí)驗(yàn)材料：淀粉溶液，蔗糖溶液，淀粉酶溶液，蔗糖酶溶液，斐林試劑，水浴鍋、試管等探究：一種酶是否可以催化多種反應(yīng)

2mL淀粉蔗糖2滴淀粉酶溶液斐林試劑磚紅色沉淀無(wú)磚紅色沉淀(1)1號(hào)試管有磚紅色沉淀生成，2號(hào)試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說(shuō)明什么？你能從該實(shí)驗(yàn)得到什么結(jié)論？1號(hào)試管有磚紅色沉淀生成，說(shuō)明產(chǎn)生了還原糖，淀粉被水解；2號(hào)試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說(shuō)明蔗糖沒(méi)有被水解。結(jié)論：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有專一性。(2)實(shí)驗(yàn)中能否使用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑？不能，因?yàn)榈庖褐荒軝z測(cè)淀粉的有無(wú)，而蔗糖分子無(wú)論是否被水解都不會(huì)使碘液變色(3)該實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量分別是什么？自變量：底物的種類；因變量：底物是否被淀粉酶水解。(4)本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是什么？你還有其他設(shè)計(jì)思路嗎？探究同一種酶是否能催化不同底物水解。另一種設(shè)計(jì)思路：探究不同種類的酶能否催化同一種底物的水解?！烫骄俊?shí)踐淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用2酶具有專一性

定義：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)脲酶——催化尿素分解過(guò)氧化氫酶——催化過(guò)氧化氫分解蛋白酶——催化蛋白質(zhì)水解。

意義：保證了細(xì)胞代謝能夠有條不紊的進(jìn)行。據(jù)此圖推測(cè)淀粉酶只能水解淀粉不能水解蔗糖的原因？

閱讀課本P82-83，思考：1.你會(huì)選擇哪一種酶及底物作實(shí)驗(yàn)材料？為什么？2.用什么試劑制造不同的PH？3.本實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量分別是什么？4.底物和產(chǎn)物分別是什么？因變量可用什么來(lái)反映？5.本實(shí)驗(yàn)如何觀察和檢測(cè)？O2和水O2的產(chǎn)生量氣泡產(chǎn)生量或衛(wèi)生香燃燒程度選用過(guò)氧化氫酶和過(guò)氧化氫溶液因?yàn)樗嵋材艽呋矸鄣乃?。H2O2探究·實(shí)踐實(shí)驗(yàn)2：探究pH對(duì)酶活性的影響酶活性pH溫度、酶的用量、底物的用量、反應(yīng)時(shí)間……12320％肝臟研磨液

2滴2滴pH3％過(guò)氧化氫2ml

現(xiàn)象

結(jié)論1mLpH=7的緩沖液NaOH1mLHCL1mL2滴輕輕混合震蕩過(guò)氧化氫酶在中性條件下活性強(qiáng)大量氣泡少量氣泡少量氣泡6.實(shí)驗(yàn)流程：探究·實(shí)踐實(shí)驗(yàn)2：探究pH對(duì)酶活性的影響通過(guò)以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：溫度和pH都會(huì)影響酶的活性，說(shuō)明酶的作用條件較溫和！溫度反應(yīng)速率最適溫度ABCpH反應(yīng)速率最適pHDEF2.探究pH對(duì)酶活性的影響1.探究溫度對(duì)酶活性的影響三、酶的作用條件溫和與酶相關(guān)的幾條曲線酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定酶促反應(yīng)速率酶的濃度（底物充足時(shí)）酶只改變反應(yīng)速率，不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)和產(chǎn)量時(shí)間產(chǎn)物量知識(shí)拓展影響酶促反應(yīng)速率的因素畫(huà)一畫(huà)：構(gòu)建數(shù)學(xué)模型底物濃度酶促反應(yīng)速率酶濃度酶促反應(yīng)速率受酶數(shù)量或活性的限制前提：底物量充足前提：酶的量一定除了前面提到的溫度、PH，還有酶的濃度、底物的濃度。反應(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快。在一定濃度范圍內(nèi),反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快;但達(dá)到一定濃度后，反應(yīng)速率不再變化。與生活的聯(lián)系

視頻---制糖法的改進(jìn)用酶來(lái)水解淀粉生產(chǎn)葡萄糖有什么優(yōu)越性？還有哪些產(chǎn)品可以用酶法生產(chǎn)？酶的專一性每一種酶只能催化一種或一類的化學(xué)反應(yīng)酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的107~1013倍酶的高效性

酶的作用條件較溫和酶所催化的反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的。小結(jié)課堂小結(jié)物理模型

數(shù)學(xué)模型的轉(zhuǎn)換：無(wú)催化劑反應(yīng)所需活化能：____加入無(wú)機(jī)催化劑反應(yīng)所需活化能：____

加入酶反應(yīng)所需活化能：____酶降低的活化能：______E3E2—E3E2ABCB：A：無(wú)催化劑加入無(wú)機(jī)催化劑C：酶無(wú)機(jī)催化劑降低的活化能：______E2—