5.1.1降低化学反应活化能的酶（酶的作用和本质）高一生物课堂精优课件（人教版2019必修1）

讨论：1.为什么要将肉块放在金属笼内？2.是什么物质使肉块消失了？3.怎样才能证明你的推测？便于取出肉块、排除物理性消化干扰胃内的化学物质收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否能将肉块分解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。问题探讨斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用5.1降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质学习目标：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）细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢是生命活动的基础。

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。细胞代谢离不开酶。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15min2H2O2

2H2O+O2↑/Fe3+过氧化氢酶一、比较过氧化氢在不同条件下的分解（实验）2.实验原理通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用。新鲜的肝脏研磨液如何判断过氧化氢被分解的快慢？①观察单位时间内产生气泡的多少②观察点燃的卫生香的复燃情况常温/1.实验目的：过氧化氢酶含量多且活性高试管3%H2O2溶液反应条件实验现象1234四、实验设计与分析：较少常温90℃水浴加热几乎没有2mL2mL2mL2mLFeCl3溶液2滴肝脏研磨液2滴气泡多少卫生香燃烧情况较多很多复燃燃烧不猛烈复燃燃烧猛烈不复燃不复燃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.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？3.3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？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？为什么说酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要？2号试管，加热能促进过氧化氢分解，提高反应速率。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。过氧化氢酶比Fe3+

的催化效率高得多讨论不能，细胞承受不住高温

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。试管3%H2O2溶液反应条件实验现象1234四、实验设计与分析：较少常温90℃水浴加热几乎没有2mL2mL2mL2mLFeCl3溶液2滴肝脏研磨液2滴气泡多少卫生香燃烧情况较多很多复燃燃烧不猛烈复燃燃烧猛烈不复燃不复燃结论：水浴加热、FeCl3

、过氧化氢酶都能加快H2O2分解的速率；与FeCl3

相比，过氧化氢酶的催化速率要高得多。1.什么是活化能？二、酶的作用机理思考：2.加热为什么能加快过氧化氢分解？3.Fe3+和过氧化氢酶都有催化作用，你认为催化的机理是什么？(1)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。图中①表示：图中②表示：图中④表示：无催化剂时化学反应所需的活化能。无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。酶催化时化学反应所需的活化能。二、酶的作用机理(2)酶催化的机理酶与无机催化剂催化的机理相同，都能降低化学反应的活化能，但是酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。③表示：⑤表示：无机催化剂降低的活化能酶降低的活化能二、酶的作用机理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。自变量因

变

量无关变量试管3%H2O2溶液反应条件实验现象1234四、实验设计与分析：较少常温90℃水浴加热几乎没有2mL2mL2mL2mLFeCl3溶液2滴肝脏研磨液2滴气泡多少卫生香燃烧情况较多很多复燃燃烧不猛烈复燃燃烧猛烈不复燃不复燃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？对照实验对照组实验组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是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：第一步：分组编号，统一处理；第二步：分组施加自变量第三步：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。

在“探究·实践”——《比较H2O2在不同条件下的分解》的实验中，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。这样做的目的是什么？加入2滴煮沸过的肝脏研磨液的5号试管,可以与加入新鲜的肝脏研磨液的4号试管做对照;同理,加入2滴蒸馏水的6号试管可以作为3号试管和4号试管的对照组。1min小组讨论针对训练例1.为验证酶的高效性,进行下图所示实验,以下叙述正确的是()。A.加氯化铁的试管必须加热处理B.两试管加入催化剂的分子数相同C.两试管加入过氧化氢的量不同D.反应完成后,两试管中产物数量相同D对点练1.下图中的鲜肝匀浆与H2O2接触后,产生的现象及推测错误的是()。A.若迅速产生大量气体,可推测鲜肝匀浆中含有过氧化氢酶B.若增加鲜肝匀浆的量,量筒中产生气体的速率将加快C.一段时间后气体量不再增加是因为鲜肝匀浆量有限D.为保证实验的严谨性,需要控制温度等无关变量C例2.下图中,①表示有酶催化的反应曲线,②表示没有酶催化的反应曲线,E表示酶降低的活化能,下列图解正确的是()。B对点练2.下图中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质A在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列相关叙述正确的是()。A.a+b表示在无催化剂的条件下,物质A生成物质P

需要的活化能B.若将酶改为无机催化剂催化该反应,则a的高度将降低C.若仅增加反应物A的量,则图中曲线的原有形状均发生改变D.若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线,改变酶促条件后,a的高度将降低A自主学习2（3min）1.整理出科学家对酶的本质的探索过程（参考P80拓展应用2的图解）。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。发酵是纯化学反应，与生命活动无关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脲酶是蛋白质巴斯德李比希毕希纳萨姆纳切赫、奥尔特曼少数RNA也具有催化功能发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某种物质起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到催化作用，就像在活酵母细胞中一样。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。2min某种酶+蛋白酶加入酶的底物底物没有被催化→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？小组讨论1.用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质,处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是()。A.蛋白酶B.氨基酸C.RNAD.DNA针对训练C

B项目酶化学本质产生细胞来源合成原料合成场所作用场所作用实质能否重复利用绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA活细胞都能产生酶（一般不考虑哺乳动物成熟红细胞）生物体内合成氨基酸或核糖核苷酸核糖体、细胞核等既可以在细胞内，也可以在细胞外或生物体外发挥作用显著降低化学反应的活化能，使化学反应在较低能量水平上进行，从而加快化学反应速率酶作为催化剂，反应前后化学性质和数量不变，可以重复利用总结1.下列叙述，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)酶是具有催化作用的化合物(

)(2)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物(

)(3)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸(

)(4)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率(

)(5)酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用既可发生在细胞内，也可以发生在细胞外(

)(6)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸(

)√√××××当堂训练2、下列有关酶的叙述正确的是（

）①酶是具有分泌功能的细胞产生的②有的从食物中获得，有的是体内转化而来③酶是由活细胞产生的④绝大多数酶的化学本质是蛋白质⑤有的酶是蛋白质，有的是固醇⑥酶在代谢中有多种功能⑦酶在新陈代谢和生殖发育中起调控作用⑧酶只是起催化作用⑨酶只在细胞内发挥作用A.①②⑤ B.③⑦⑨C.③④⑧ D.④⑤⑥√3.下列关于活化能的叙述，不正确的是（）A.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B.无机催化剂、水浴加热都可以降低化学反应的活化能C.酶可以降低化学反应的活化能D.同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用效果更显著√4.下列有关酶的叙述，不正确的是（）A.酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸B.酶是生物催化剂C.酶能降低化学反应的活化能D.产生酶的细胞均有分泌功能√5.德国化学家毕希纳将酵母细胞放在石英砂中用力研磨、加水搅拌，再进行加压过滤，得到不含酵母细胞的提取液。在这些汁液中加入葡萄糖，一段时间后冒出气泡，糖液居然变成了酒。根据以上实验，分析得出的结论错误的是A.葡萄糖变成酒的过程中发生了化学变化B.将糖变成酒的物质是汁液中的酿酶C.研磨有利于酵母细胞内酿酶的释放D.该实验证明酿酶的化学本质是蛋白质√

为什么加酶洗衣粉需要用温水浸泡？第1节

降低化学反应活化能的酶

——酶的特性（第2课时）学习目标：1、阐明酶的特性（重点）。2、掌握实验探究温度、酸碱度对酶促反应的速率的影响。（重、难点）3、理解影响酶活性因素的曲线。（难点）思考讨论通过比较FeCl3和过氧化氢酶催化H2O2的分解效率，可以得出酶具有什么特性？一、酶具有高效性每滴FeCl3溶液中的Fe3＋和每滴肝脏研磨液中的过氧化氢酶分子数的数目之比是250000∶13号4号滴加FeCl3滴加肝脏研磨液事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的107

～1013倍。保证了细胞内化学反应的快速进行，能量供应稳定。与无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的活化能。1、意义2、原因3、曲线表示O2的量时间0FeCl3过氧化氢酶未加催化剂一、酶具有高效性①与未加催化剂相比，说明酶具有_________；与无机催化剂相比，说明酶具有___________。②酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。③酶只能催化已存在的化学反应。催化作用高效性无机催化剂催化的化学反应的范围比较广，比如酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉的水解。酶也具有这个本领吗？

淀粉和蔗糖都是非还原糖，它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。探究酶的专一性：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用

在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用斐林试剂鉴定反应后溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。蔗糖（非还原性）

葡萄糖（还原性）+果糖（还原性）酶淀粉（非还原性）

麦芽糖（还原性）+葡萄糖（还原性）酶原理1号试管2号试管实验步骤一二三实验现象结论分别加入淀粉酶滴，振荡，试管下半部浸入60℃左右的热水中，保温5min2mL蔗糖溶液加入斐林试剂振荡60℃水浴2min