降低化学反应活化能的酶课件【备课精研+高效课堂】 高一上学期生物人教版必修1

降低化学反应活化能的酶5.1第5章细胞的能量供应和利用课标要求核心素养说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质。1.生命观念：认同细胞代谢离不开酶。2．科学思维：通过材料分析，认识酶的本质，通过分析与综合，总结酶的作用。3．科学探究：学会控制实验的变量和设置对照实验。【问题探讨】1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。讨论1.为什么要将肉块放在金属笼内？便于取出实验材料(肉块)，排除物理消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学消化。2.是什么物质使肉块消失了？3.怎样才能证明你的推测？是胃内的化学物质将肉块分解了。收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。食物在胃中的消化靠的是胃液中的某种物质（斯帕兰札尼）？胃液中有大量盐酸，推测盐酸使食物分解（科学家）胃腺分泌物中有一种物质和盐酸混合后吧，对肉类的分解能力远远大于盐酸的单独作用，这种物质就是胃蛋白酶（施旺）物质和能量能量的释放、储存和利用，都必须通过化学反应来实现细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢：（脱水缩合、光合作用、细胞呼吸等）1酶在细胞代谢中的作用意义：细胞

的基础概念：细胞内各种

的总称场所：

内细胞化学反应生命活动细胞代谢条件：需要酶的催化细胞代谢中心（场所）：细胞核细胞代谢控制中心：细胞质基质剧烈温和细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。那么细胞代谢与我们常见的化学反应需要的条件一样吗？常见有机化学反应细胞代谢离不开酶1.细胞代谢①高温②高压③强酸④强碱①常温②常压③水溶液环境④pH接近中性细胞内外的环境在细胞较为温和的环境中，各种生化反应如何高效有序的进行呢？概念：2H2O22H2O+O2↑细胞代谢是细胞生命活动的基础，但代谢也会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢，体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发（包括头发）变白，会加速人体衰老。资料加热、强酸、强碱、加催化剂（如Fecl3)细胞中含有过氧化氢酶2.酶在细胞代谢中的作用过氧化氢在体外分解需要什么条件？细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？比较H2O2在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用原理和意义2H2O2

2H2O+O2反应条件判断H2O2的分解快慢依据：O2的产生量①点燃的卫生香的复燃情况②气泡冒出情况加热Fe3+是无机催化剂新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶探究1：探究•实验比较过氧化氢在不同条件下的分解实验目的实验原理实验材料实验现象实验用具实验结果实验设计①新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（含较多的过氧化氢酶）②质量分数为3.5%的FeCI3溶液③新配制的体积分数为3%的H2O2溶液量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计探究实验比较过氧化氢在不同条件下的分解实验目的实验原理实验材料实验现象实验用具实验结果实验设计试管编号1234实验处理无90℃水浴加热2滴FeCl32滴肝匀浆H2O2溶液（3%）2

mL2

mL2

mL2

mL检测指标1.气泡冒出情况2.卫生香复燃情况实验目的实验原理实验材料实验现象实验用具探究实验实验结果比较过氧化氢在不同条件下的分解实验设计实验目的实验原理实验材料实验现象实验用具探究实验实验结果比较过氧化氢在不同条件下的分解实验设计Fe3+做催化剂过氧化氢酶123434①常温下反应②加热③Fe3+做催化剂④过氧化氢酶实验目的实验原理实验材料实验现象实验用具探究实验实验结果比较过氧化氢在不同条件下的分解实验设计组别对照组实验组1234过氧化氢H2O2浓度3%3%3%3%H2O2剂量2mL2mL2mL2mL反应条件常温90℃FeCl32滴肝脏研磨液2滴结果产生气泡卫生香燃烧情况不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃3号4号1号2号不明显少量较多大量观察产生气泡的多少3号4号变亮复燃观察卫生香的燃烧情况1、与1试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？为什么？2号试管放出的气泡多，这一现象说明加热能促进H2O2的分解，提高反应速率。不能2、在细胞内能通过加热提高反应速率吗？问题探讨3、3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？FeCl3中的Fe3+

和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率4、3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？说明什么？为什么？4号，过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。问题探讨实验结论酶具有催化作用，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。请思考：通过刚才的探究实验，同学们有没有发现生物学实验设计中特别需要注意的一些因素呢？控制变量和设计对照实验②自变量：③因变量：④无关变量：除自变量外，实验中还存在的一些也可对实验结果造成影响的其它变量随着自变量的变化而变化的变量人为改变的变量①变

量：实验中可以变化的因素单一变量原则：实验设计时只有一个自变量，且无关变量在对照组和实验组中均要保持相同且适宜。3.控制变量和设计对照实验（1）控制变量试管编号1234一二

三观察实验结论2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴2滴几乎无少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样

过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快反应条件无关变量H2O2浓度H2O2剂量气泡产生带火星的卫生香自变量因变量无关变量对实验结果没有影响吗？该实验的无关变量有哪些？相同适宜步骤变量你能准确找出以上实验中的相关变量吗？3.控制变量和设计对照实验试管编号1234实验处理无90℃水浴加热2滴FeCl32滴肝匀浆H2O2溶液（3%）2

mL2

mL2

mL2

mL检测指标1.气泡冒出情况2.卫生香复燃情况除作为自变量的因素外，其余无关变量都保持一致，并将结果进行比较的实验。(一般要设置对照组和实验组)对照组实验组空白对照空白对照：自身对照：相互对照：对照组不施加任何处理因素对照组与实验组在同一受试对象上进行几种处理（或水平）互为对照3.控制变量和设计对照实验该实验的对照组和实验组分别是什么？（2）对照实验：控制变量和设计对照实验实验设计原则：①对照原则:②单一变量原则：设计对照实验,既要有对照组又要有实验组。

在对照实验中,除了要观察的变量发生变化外,其他变量都应保持相同。③平行重复原则：多组相同装置在相同条件下同一时间进行实验，将数据取平均值，减少偶然性。1、比较过氧化氢在不同条件下的分解1号试管：不做处理2、3、4号试管：加热/加FeCl3/过氧化氢酶实验组：对照组：[对点训练]1号2、3、4号2、植物细胞吸水与失水实验

对照

对照实验组：对照组：处理前处理后空白自身3、探究酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸A组：有氧条件B组：无氧条件相互

对照4、探究甲状腺激素对动物生长发育的影响：甲组：饲料中添加甲状腺激素实验组：对照组：乙组甲组

对照空白乙组：饲料中不添加甲状腺激素A

1．如图所示为“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”。下列有关分析不合理的是()A．本实验的因变量是不同的催化剂 B．H2O2溶液用量和浓度属于无关变量C．1号与4号对照说明酶具有催化性 D．1号与2号对照说明加热能促进H2O2分解为反应物分子提供能量(活化能），使其达到活跃状态加热使反应速率加快的原因？1、酶在细胞代谢中的作用常态活跃状态终态

分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能活化能无机催化剂与酶是否也提供能量，从而使反应速率加快？不提供能量，而是降低化学反应的活化能1、酶在细胞代谢中的作用条件活化能kJ·mol-1没有催化剂催化

用Fe3+催化

用过氧化氢酶催化75

40

29同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高1各条件使反应加快的本质：加热：Fe3+：酶：提高能量。不能降低活化能。降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能一、酶在细胞代谢中的作用活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量酶能增加产物的生成量吗？未加催化剂无机催化剂酶催化时间产物量酶与无机催化剂的共同点(1)只改变化学反应速率，不改变化学反应的方向和生成物的量(2)不为化学反应提供物质和能量，本身不被消耗。(3)降低化学反应的活化能，使反应速率加快，缩短达到平衡点的时间。酶易错点：1.酶反应前后不变。（酶本身数量，性质不变化）2.酶可重复利用。3.酶不提供物质和能量。4.酶不改变反应的方向和生成物的量，只是加快了反应速率。知识点突破(1)酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行(

)(2)酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量(

)××bacd反应过程能量初态（反应物）终态（产物）活跃状态①②③ac____________________________________。②①酶降低的活化能没有催化剂条件下，反应所需要的活化能没有催化剂无机催化剂③酶ab

。酶催化时所需的活化能bc

。一、酶在细胞代谢中的作用E1E2E3E2－E3使用无机催化剂时，无机催化剂降低的化学反应的活化能是

。E2－E1无催化剂曲线：______酶促反应曲线：______无酶促反应所需活化能：______酶促反应所需活化能：______酶降低的活化能：______曲线B曲线AE2E3—E2E3想一想：如何表示？D

D

D

酶

的

本质三巴斯德和李比希的观点分别是什么？有什么局限性？巴斯德和李比希的争论对后人研究酶的本质有何意义？毕希纳是如何终结上述争论的？他的实验结论是什么？萨姆纳成功揭示脲酶的化学本质靠的是什么样的精神？20世纪80年代，科学家发现少数RNA也具有催化功能！探索酶的本质巴斯德之前巴斯德发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用毕希纳酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳酶是蛋白质李比希切赫、奥尔特曼少数RNA也具有生物催化功能探索酶的本质发酵是纯化学反应，与生命活动无关酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。①产生场所：②作用：③作用机理：④本质：⑤作用场所：⑥作用后去向：活细胞只有催化作用（生物催化剂）降低化学反应活化能绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA细胞内、细胞外、体内、体外反应前后酶的数量和性质不变请绘制酶的概念图，给酶下一个完整的定义。不具有传递信息、调节的作用。必背知识点！！!小结：归纳酶的本质及生理功能化学本质绝大多数是________少数是_____元素合成原料合成场所来源生理功能作用原理蛋白质RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体细胞核（核仁）降低化学反应的活化能生物催化作用活细胞C、H、O、NC、H、O、N、P酶是一种生物催化剂；酶显著降低了化学反应的活化能。设置对照实验小结探究实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解酶的作用和本质酶在细胞代谢中的作用酶的本质：

绝大多数是蛋白质，少数是RNA。自变量因变量无关变量—、概念检测1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是（

）A.酶不能脱离生物体起作用B.酶只有释放到细胞外才起作用C.所有的酶都是蛋白质D.酶是具有催化作用的有机物D2.酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特点是（

）A.能为反应物提供能量B.能降低化学反应的活化能C.能在温和条件下催化化学反应D.催化化学反应更高效D二、拓展应用1.在本节“探究・实践”中，有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管，向其中分别加入2mL过氧化氢溶液后，再向5号试管内加入2滴煮沸过的肝脏研磨液，向6号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目是

。可以作为3号试管和4号试管的对照组2.仔细阅读本节的“思考・讨论”，通过完