【公开课】降低化学反应活化能的酶课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1

细胞的生命活动是需要能量来驱动的。细胞所需能量来源于那里？太阳能是几乎所有生命系统中能量的最终源头。能量是怎样进入细胞的呢？外界能量进入细胞，并为细胞所利用，都要经过复杂的化学反应。细胞是如何通过化学反应来获取和利用能量的呢？第五章

细胞的能量供应和利用新课导入“滋润看得见，大宝天天见”有哪些成分？超氧化物歧化酶（SOD）它的本质是什么？有何作用？第五章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶第1课时本节目标1、说明酶在细胞代谢中的作用和化学本质。（重点）2、进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化。（重、难点）1.为什么要将肉块放在金属笼内？排除物理性消化，确定有化学性消化。2.是什么物质使肉块消失了？胃内的化学物质将肉块分解了。3.怎样才能证明你的推测？收集胃内的化学物质，在体外是否发挥作用。1773年意大利科学家斯帕兰札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，发现笼内肉块消失了。间后，取出小笼子，发现笼内的肉块消失了。问题探讨斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用科学家发现胃液中含有大量盐酸，于是推测盐酸是使食物分解的物质。1835年，德国科学家施旺，通过实验发现，胃腺分泌物中有一种物质，将它与盐酸混合后，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。酶有什么作用，它到底是一种什么物质？随着研究的不断深入，人们认识到，细胞的生活需要物质和能量。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生命活动的基础。离不开酶细胞代谢中会产生许多对细胞有害的物质，如过氧化氢，会引起细胞衰老。为了应对有害的过氧化氢，细胞中有一种物质，能将其分解为氧和水，这种物质就是过氧化氢酶。1.探究·实践“比较H2O2在不同条件下的分解”中实验目的是什么？实验原理是什么？如何判断过氧化氢被分解的快慢？2.该实验中实验组和对照组是什么？哪些是自变量、因变量和无关变量？3.完成P77的4道讨论题。4.什么是活化能？酶与无机催化剂相比的优点？阅读课本77-78页，回答下面问题。自主学习酶在细胞代谢中的作用---比较过氧化氢在不同条件下的分解实验目的：实验原理：

比较过氧化氢在不同条件下分解速度的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义

新鲜猪肝等活细胞中均含有过氧化氢酶，Fe3+是一种无机催化剂，都可以催化过氧化氢分解成水和氧.2H2O2

2H2O+O2↑Fe3+过氧化氢酶常温/观察单位时间内产生气泡的多少观察点燃的卫生香的复燃情况如何判断过氧化氢被分解的快慢？试管号3%H2O2溶液控制变量点燃的卫生香检测实验处理H2O2分解速度(气泡多少)12ml22ml32ml42ml不复燃很少不复燃较多复燃大量燃烧猛烈90度水浴加热滴加3%FeCl32滴滴加20%的肝脏研磨液2滴常温不明显观察现象检验方法比较H2O2在不同条件下的分解讨论交流1、实验中为什么要用新鲜的肝脏？放置时间长，过氧化氢酶会被破坏2、与1号试管相比，2号试管出现了什么不同的现象？这一现象说明了什么？加热能促进H2O2的分解，提高反应速率。3、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？不能，细胞承受不住高温4、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，它们都具有催化作用。5、3号与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明了什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？4号反应速率较快；过氧化氢酶的催化效率比Fe3+效率高；细胞内每时每刻都在进行成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效地进行，只有酶能够满足这样的要求。结论：1、过氧化氢在不同条件下分解速率不一样2、在过氧化氢酶的催化下分解速率最快该实验中实验组和对照组是什么？哪些是自变量、因变量和无关变量？科学方法控制变量和设计对照实验实验过程中遵循的原则：单一变量原则、对照原则。①自变量:实验过程中，人为控制的对实验对象进行处理的因素叫做自变量。②因变量:因自变量改变而变化的变量叫做因变量。③无关变量:实验中除因变量外的一些对因变量造成影响的可变因素，叫做无关变量。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一致且适宜试管号3%H2O2溶液控制变量点燃的卫生香检测实验处理H2O2分解速度(气泡多少)12ml22ml32ml42ml不复燃很少不复燃较多复燃大量燃烧猛烈90度水浴加热滴加3%FeCl32滴滴加20%的肝脏研磨液2滴常温不明显比较H2O2在不同条件下的分解对照组实验组自变量因变量无关变量对照原则①对照实验：除作为自变量的因素外，无关变量都保持一致（相同且适宜），并将结果进行比较的实验。②对照的类型：空白对照、自身对照、相互对照(对比)、条件对照。空白对照不给对照组做任何实验处理，这里的”空白”绝不是什么影响因素都不给予，而是针对实验组所要研究的实验因素给与空白。自身对照对照组和实验组都在同一研究对象上进行。不另设对照组。(不同处理的前后对照)相互对照不另设对照组，而是几个实验组之间相互对照，其中的每一组既是实验组也是其他组的对照组。对照实验设计的一般步骤对照实验的目的：排除无关变量的干扰，从而确定自变量与因变量的关系。自变量因变量无关变量(适宜且相等)(控制)(检测)一般步骤：1、分组编号，统一处理；2、分组施加自变量3、一段时间后，检测因变量根据实验目的和器材，分析实验的自变量，找出主要的无关变量，明确因变量的检测方法。酶的作用机理活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃态所需要的能量。过氧化氢酶为何促进效率如此之高？它是怎样发挥作用的呢？加热给过氧化氢分子提供能量，促进分解酶的作用机理酶与无机催化剂没有提供能量，而是降低化学反应的活化能。酶和无机催化剂也是提供能量？酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。练一练如图所示为酶催化反应的机理与过程，图中E1、E2、E3都是活化能，请据图回答：(1)请将这三种活化能分别与不使用催化剂、使用无机催化剂、使用酶作催化剂三种条件进行对应。

E1——使用无机催化剂，E2——不使用催化剂，E3——使用酶作催化剂。(2)使用酶作催化剂时，酶所降低的化学反应的活化能应该怎么表示？E2－E3酶与无机催化剂的共性：1、降低化学反应的活化能2、反应前后数量和性质不发生改变3、不改变反应的平衡点，只是缩短到达平衡点的时间底物

+

催化剂产物+

催化剂不提供能量。加压、加热、点燃等条件为提供能量酶在细胞内、细胞外、生物体内、生物体外都能起催化作用思考：酶的基本单位是什么？组成元素是什么？有什么特性？酶的本质酶到底是什么物质呢1.参考P80拓展应用2的图解整理出科学家对酶的本质的探索过程。2.酶的本质是什么？3.完成“思考·讨论”的第1、5题。阅读课本79-80页，回答下面问题。自主学习巴斯德之前巴斯德李比希毕希纳萨姆纳切赫和奥特曼发酵是纯化学反应，与生命活动无关

发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用

引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡后才能发挥作用

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，就象在活酵母细胞中一样

酶是蛋白质少数的RNA具有催化作用酶的本质酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。其中绝大多数酶是蛋白质少数是RNA酶的来源酶的作用显著降低化学反应的活化能酶的化学成分根据本节课的学习，给酶下一个定义。某种酶+蛋白酶加入酶的底物底物没有被催化水解→该酶是蛋白质底物被催化→该酶是RNA某种酶+双缩脲试剂出现紫色→该酶是蛋白质不出现紫色→该酶是RNA方案1方案2给你一份某种酶的结晶，你能设计实验检测它是不是蛋白质吗？思维拓展能够水解蛋白质化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料合成场所来源生理功能作用场所氨基酸核糖核苷酸核糖体细胞核(主要)一般活细胞中均能产生具有生物催化功能细胞内或细胞外总结归纳1.下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，下列有关分析合理的是（）A.本实验的自变量只是催化剂的不同B.本实验的无关变量有温度和酶的用量等C.1号与2号、1号与4号可分别构成对照实验D.分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能C课堂练习2.