《第1节 降低化学反应活化能的酶 第1课时 酶的作用和本质》课件（共三套）

第1节降低化学反应活化能的酶第1课时酶的作用和本质第5章细胞的能量供应和利用小鸡啄食沙粒？物理性消化！胃只有物理性消化，没有化学性消化吗？斯帕兰札尼的实验1.这个实验要解决什么问题？2.是什么物质使肉块消失了？3.怎样才能证明你的推测？鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化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了想一想光合作用叶绿体：CO2+H2O（CH2O）+O2光能酶“我”的生理功能是？线粒体：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量氧气酶有氧呼吸作用“我”的生理功能是？合成蛋白质氨基酸

多肽酶缩合脱水核糖体“我”的生理功能是？叶绿体：CO2+H2O

（CH2O）+O2光能酶线粒体：

C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧气酶核糖体：氨基酸多肽酶缩合脱水细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的基础。1.反应条件温和2.生物化学反应数量巨大3.反应速度很快生物体内大量的反应是如何在温和条件下快速进行？生物体内的反应和玻璃试管里的反应有什么区别？化学上：无机催化剂生物催化剂——酶比较在不同条件下的分解过氧化氢医用双氧水小于3%浓过氧化氢有强烈的腐蚀性2H2O22H2O+O2实验原理：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义。过氧化氢酶和Fe3+能催化过氧化氢形成水和氧。目的要求：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验探究：（1）常温（2）水浴加热（3）加Fe3+催化剂（4）加过氧化氢酶特别注意：“新鲜的肝脏”“研磨液”——H2O2酶数量多、活性强——增加H2O2酶与反应物的接触面比较过氧化氢在不同条件下的分解实验探究：3.5％的氯化铁溶液，20％的新鲜肝脏研磨液，3%的过氧化氢溶液，卫生香，……实验器材：3%的H2O2水浴FeCl3肝脏研磨液2mL2mL2mL2mL90℃2滴2滴现象试管内液面的上方点燃的卫生香比较过氧化氢在不同条件下的分解速率卫生香气泡不明显少量最多快速复燃步骤12

3

4较多复燃1号2号1.与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明了什么？2号试管产生的气泡多，2.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？不能，细胞是在常温下生活，若加热，会使细胞死亡讨论：加热能促进H2O2的分解，提高反应速率加热使过氧化氢分子得到能量从常态转变为容易分解的活跃状态活化能讨论：3.3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？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号试管和4号试管相比，4号试管中的反应速率快，这说明了什么？过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多5.为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？细胞的化学反应需要在常温常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。6.滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用用一个吸管？为什么？不能质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液1滴质量分数为3.5%的氯化铁溶液1滴过氧化氢酶生物催化剂：所含酶的相对数量：1无机催化剂：Fe3+Fe3+的相对数量：25万结论：酶具有高效性通过实验结果的分析与讨论，你对酶的形成有什么认识？实验的注意事项：4.观察产生氧气多少的途径：1.必须用新鲜肝脏做实验材料。2.不能共用一个试管吸取肝脏研磨液和氯化铁溶液。3.过氧化氢有腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。（1）观察产生气泡的数目的多少。（2）用带火星的卫生香来鉴定，氧气多会使带火星的卫生香复燃。步骤试管编号说明1234一二观察2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏

研磨液2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃反应条件H2O2浓度剂量剂量气泡产生带火星的木条实验5%5%5%5%3ml3ml3ml3ml土豆泥变量阅读教材“控制变量和设计对照实验”部分变量包括哪几种类型？如何区别？为什要设计对照实验？控制变量变量：自变量：因变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验造成影响，这些变量称为无关变量。实验过程中可以变化的因素其中人为改变的变量随着自变量的变化而变化的量无关变量：步骤试管编号说明1234一二观察2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏

研磨液2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃反应条件自变量因变量无关变量变量H2O2浓度剂量剂量气泡产生带火星的木条对照实验对照组实验组实验除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。在对照实验中，除了要观察的变量外，其他变量（无关变量）都应当始终保持不变。实验设计基本原则：（1）对照原则（2）单一变量原则酶的作用催化化学反应活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量。酶的作用原理：酶降低活化能与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。酶的本质阅读教材P79页，关于酶本质的探索巴斯德之前巴斯德李比希毕希纳萨姆纳切赫和奥特曼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1．下列关于过氧化氢的叙述中，正确的（）A．在没有催化剂时过氧化氢不会分解成水和氧气B．过氧化氢和水一样无色无味，对细胞无害C．Fe3+和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解D．从最终结果看，在有催化剂存在时，过氧化氢分解反应会进行得更彻底课堂练习：C2.下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是（）A．要设置对照组和实验组B．自变量要始终保持相同C．无关变量要始终相同且适宜D．要遵循单因子变量原则B3．同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因（）A．降低反应的活化能的作用更显著B.能供给反应物能量C．改变了反应的途径D．能降低反应活化能Ａ第1节降低化学反应活化能的酶第1课时酶的作用和本质内容标准要求核心素养对接学业质量水平1.概述酶的作用和本质。2.通过对有关酶实验的分析，学会控制变量和设计对照实验。1.生命观念——结构与功能观：酶的功能是由其独特的空间结构决定的。水平一2.科学探究——实验思路及设计：能够根据实验目的，设计比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，分析结果得出结论。水平二活细胞酶在代谢中的作用研读教材·梳理探究———————————————知识梳理———————————————一、酶在细胞代谢中的作用1.剖析细胞代谢的概念(1)场所：________内。(2)实质：各种化学反应的总称。

细胞中的能量释放、储存和利用，都必须通过化学反应来实现(3)意义：细胞_____________的基础。生命活动2.比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理：Fe3＋过氧化氢酶(2)实验过程和现象：试管编号加入物质处理现象12mLH2O2溶液加2滴蒸馏水基本无气泡产生22mLH2O2溶液加2滴

溶液________________32mLH2O2溶液加2滴肝脏研磨液________________FeCl3每滴溶液中Fe3＋数大约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。有较多气泡产生有大量气泡产生———————————————素养提升———————————————科学探究——比较过氧化氢在不同条件下的分解下图为比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验，探讨下列问题：(1)实验材料的选择和处理①实验中使用的肝脏为什么必须是新鲜的？提示新鲜肝脏细胞中过氧化氢酶活性较高。②实验中为什么把肝脏制备成肝脏“研磨液”？提示制成肝脏研磨液会增大酶与过氧化氢的接触面积，加快分解速率。③实验中滴加FeCl3溶液和肝脏研磨液的滴管能否混用？为什么？提示不能。因为酶具有高效性，少量的酶带入FeCl3溶液会干扰实验结果。(2)实验过程和结果分析①实验中可用哪些方法检测过氧化氢分解的速率大小？提示a.气泡目测法：可以通过反应时单位时间内产生气泡的多少来判定H2O2分解速率的大小。b.卫生香复燃法：可以通过带火星的卫生香复燃剧烈程度来判定H2O2分解速率的大小。②第一组和第二组对照、第一组和第三组对照，可得出什么结论？提示

FeCl3及过氧化氢酶都可以促进H2O2的分解，说明FeCl3和过氧化氢酶都具有催化作用。③第二组和第三组对照，可得出什么结论。提示过氧化氢酶催化H2O2分解的效率高于FeCl3，说明酶具有高效性。(3)实验变量控制无机催化剂(FeCl3)和过氧化氢酶产生气泡数目多少温度新鲜程度[典例1]

在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，对实验的处理如下表所示。下列有关分析不正确的是(

)试管组别实验处理加入体积分数为3%的过氧化氢溶液/mL温度加入试剂试管12常温

试管2290__℃

试管32常温2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液试管42常温2滴质量分数为20%的肝脏研磨液A.上表实验处理研究了温度和催化剂种类两个自变量对比四支试管处理方式，分析其“不同之处”则为该实验的“自变量”，而实验结果的不同是由该变量引起的B.试管2中没有加入任何试剂，应为空白对照组

C.试管4和试管1形成对照，可说明酶具有催化作用

D.若要研究生物催化剂与无机催化剂的差别，可选用实验组合试管3和试管4解析分析表格数据可知，试管1和试管2的变量为温度，试管3和试管4的变量为催化剂种类，即温度和催化剂种类均是自变量；试管2虽没有添加任何试剂，但是温度与试管1不同，因此试管2也是实验组；试管1和试管4的不同点为是否添加了酶，二者对照可以证明酶具有催化作用；试管3和试管4的不同点是催化剂的种类(酶或无机催化剂)。答案

B[变式训练1]

在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，把新鲜肝脏制成研磨液的目的是(

) A.保护过氧化氢酶 B.有利于过氧化氢酶与反应物的接触 C.提高过氧化氢酶的活性 D.有利于对实验结果的观察

解析

研磨可破坏肝细胞，使细胞内的H2O2酶充分释放出来，以增大与反应物的接触面积。

答案

B联想质疑★毕希纳将酵母细胞研磨后，过滤得不含酵母细胞的提取液：在这些提取液中加入葡萄糖，一段时间后，发现糖液发酵变成了酒。★实验证明酶的高效性。界定对照组与实验组对照组：未施加实验变量的组(如本题第一组)；实验组：施加了变量处理的组(如本题第二、第三组)；进行对照实验时必须保持实验组与对照组间单一变量(欲探究的变量)，其他因素均适宜且相同。90℃高温可为H2O2分子辅助提供能量，“如同汽车加了油门”。1.训练1中，过氧化氢酶在反应前后有变化吗？提示：酶在化学反应前后的数量和性质均不改变。2.如果增加过氧化氢酶的数量，最终产生的气体总量会怎样？提示：不变常态酶的作用原理和本质———————————————知识梳理———————————————1.酶的作用原理 (1)活化能：分子从_______转变为容易发生化学反应的_______状态所需要的能量。 (2)原理：同无机催化剂相比，酶_____________的作用更显著，因而催化效率更高。 (3)意义：使细胞代谢能在_______条件下快速进行。2.酶的本质 (1)合成场所：

________中。 (2)化学本质：绝大多数是________，极少数是_______。活跃降低活化能温和活细胞蛋白质RNA———————————————素养提升———————————————科学探究——酶的作用原理和本质下图两条曲线分别代表某化学反应在有酶催化和无催化剂的反应曲线，结合曲线探究以下问题：对酶在细胞代谢中作用的理解(1)酶只能催化热力学上允许进行的反应。(2)酶通过降低活化能加快化学反应速率。(3)酶只提高化学反应速率，缩短反应时间，不会改变化学平衡位置。(4)在反应前后，酶的化学性质和数量将保持不变。(1)描述下列线段代表的含义：AC：_____________________________________。BC：

_____________________________________。AB：

________________________________。(2)若将酶变为无机催化剂，则B在纵轴上向____移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供反应所需的_______。无催化剂时化学反应需要的活化能有酶催化时化学反应需要的活化能酶催化所降低的活化能上能量[典例2]

下列关于酶的叙述中正确的一项是(

)①酶是活细胞产生的②酶都有消化功能③酶的本质是蛋白质，蛋白质都是酶④酶能够降低化学反应的活化能⑤淀粉酶能促进淀粉水解⑥酶只有在生物体内才起催化作用A.①②③

B.①②④

C.①②④⑤

D.①④⑤解析

②有些酶可以促进物质的合成，不具有消化功能，②错误；③酶是蛋白质或RNA，蛋白质不一定是酶，③错误；⑥只要条件适宜，酶在生物体外也可催化相应的化学反应，⑥错误。答案

D[变式训练2]

当某种RNA存在时，生物体内的某种化学反应能正常进行，当这种RNA被有关的酶水解后，此种化学反应的速率便慢了下来。由此可以说明(

) A.RNA是核酸的一种B.RNA也可起生物催化剂的作用 C.RNA主要存在于细胞质中D.RNA是该种生物的遗传物质

解析

根据题意分析可知，RNA能催化化学反应，是一种生物催化剂。

答案

B【归纳概括】酶的本质化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体细胞核(主要)来源一般活细胞中均能产生生理功能具有生物催化功能联想质疑★大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。★酶的作用机理：犹如汽车走隧道其耗能减少。巧记酶概念的“二、一、一、一”1.活细胞是否都产生酶？提示：不是，比如哺乳动物成熟的红细胞。2.酶能否在细胞外起作用？提示：能，如消化酶。课堂小结催化活化能第1节降低化学反应活化能的酶第1课时酶的作用和本质第5章细胞的能量供应和利用问题探讨排除物理性消化2、是什么物质使肉块消失了？是胃内的化学物质将肉块分解了。3、胃内起催化消化作用的物质主要是什么？1、为什么将肉块放入金属笼内？实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解2H2O2

→

2H2O+O22H2O2

→

2H2O+O22H2O2

→

2H2O+O2Fe3+过氧化氢酶2H2O2

→

2H2O+O2检验方法？带火星的卫生香比较不同H2O2在不同条件下的分解1、为什么要选用新鲜的肝脏？2、为什么要将肝脏制成研磨液？想一想步骤试管编号

说明1234

一二

观察结论2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴2滴不明显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自变量因变量无关变量变量

H2O2

浓度剂量剂量气泡产生带火星的木条对照实验对照组实验组实验实验步骤：控制变量与对照实验自变量：实验中

的变量。因变量：随

而变化的变量。无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些

，对

造成影响。实验设计的基本原则：对照性原则；单因子变量原则；等量性原则；科学性原则对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。对照实验一般要设置对照组与实验组。

人为控制改变自变量实验结果可变因素变量:实验过程中可以变化的因素，控制变量与对照实验自变量：实验中

的变量。因变量：随

而变化的变量。无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些

，对

造成影响。实验设计的基本原则：对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。对照实验一般要设置对照组与实验组。

变量:实验过程中可以变化的因素，1）与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？2号试管，加热能促进H2O2的分解,提高反应速率；2）3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？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，3）3号试管和4号试管相比，4号试管中的反应速率快,这说明了什么？过氧化氢酶比Fe3+

的催化效率高得多，对现象进行分析实验的注意事项：

1必须用新鲜肝脏做实验材料。2实验使用肝脏的研磨液,加大肝脏内过氧化氢酶与试管中过氧化氢分子的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。3不能共用一个试管吸取肝脏研磨液和氯化铁溶液。4过氧化氢有腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。5观察产生氧气多少的途径：

A、观察产生气泡的数目的多少。

B、用无火焰的卫生香来鉴定，氧气多会使无火焰的卫生香复燃。问题质疑：1、与1号试管相比，为什么2号试管加热后过氧化氢就能分解？加热使反应加快的本质：使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。

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酶的作用机理降低了化学反应的活化能

FeCl3中Fe3+和肝脏研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解，原因与2号试管的相同吗？与无机催化剂相比较，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。质量分数为20%的肝脏研磨液

质量分数为3.5%的FeCl3溶液

过氧化氢酶Fe3+所含酶相对数量：1Fe3+