51降低化学反应活化能的酶课件高一上学期生物人教版必修13

新课导入课本P75细胞如何获取和利用能量？有机物合成有机物分解物质代谢光合作用细胞呼吸ATP酶能量源头太阳能降低化学反应活化能的酶第五章

第1节第五章

细胞的能量供应和利用本节聚焦细胞代谢为什么离不开酶？酶是什么物质？通过对酶本质的探索过程的分析，你对科学是怎样发展的有哪些领悟？第一课时

酶的作用和本质核心素养010203说明酶在细胞代谢中的作用和化学本质。(生命观念、科学思维）通过有关实验，进一步熟悉控制自变量的方法。（科学思维、科学探索）通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的，体会科学家不畏挫折的精神。（社会责任）情景材料一斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用实验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，进行体外实验，观察是否能将肉块分解。(一)酶在细胞代谢中的作用(1)细胞代谢①主要场所:细胞质基质②实质:

细胞内各种化学反应的统称。③意义:细胞代谢是细胞生命活动的基础④特点:一般都需要酶催化；一、酶在细胞代谢中的作用细胞代谢一、酶在细胞代谢中的作用2H2O22H2O+O2资料2：资料3：过氧化氢在储运过程中有特殊的要求，严禁与Fe3+等金属化合物混存混运过氧化氢酶结论：

过氧化氢酶、高温或Fe3+都可促进H2O2分解成水和氧在哪种条件下H2O2分解速率最快？资料1：实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解快慢1、实验目的:2、实验原理:3、材料用具:通过比较H2O2在不同条件下分解的快慢，了解H2O2酶的作用2H2O2

2H2O+O2常态/加热/Fe3＋/过氧化氢酶思考：如何来判断H2O2分解快慢？通过O2产生量判断H2O2分解快慢思考：如何检测O2产生量？观察溶液中单位时间内产生气泡的多少观察带火星的卫生香的复燃情况检测方法新鲜的质量分数为20%的肝脏(如猪肝、鸡肝)研磨液质量分数为3%的FeCl3溶液新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液材料：保证H2O2酶的活性和数量使H2O2酶释放出来，可与H2O2的充分接触，加快反应实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解快慢4、实验步骤:阅读P77的方法步骤，归纳每一步在做什么？【探索新知1】探究·实践步骤2号1号3号4号2mL过氧化氢溶液常温90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝脏研磨液气泡产生卫生香复燃分组编号相同处理不同处理结论不明显少量较多大量变亮复燃一、酶在细胞代谢中的作用【任务①】探究实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解（1）3号与4号试管相比，那支试管反应速度快？说明什么？4号快，说明过氧化氢酶比Fe3+

的促进效率高得多。另：2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多,为什么？一样多，几支试管的H2O2溶液的体积和浓度都相同。（2）为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？细胞内各种化学反应需在常温、常压下高效率进行，只有酶能够满足这样的要求实验结论：①过氧化氢酶有催化作用；②与无机催化剂FeCl3相比，过氧化氢酶具有高效性；③过氧化氢酶在细胞外（体外）也能发挥作用。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

对照自变量：因变量：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变量：实验中可以变化的因素(1)控制变量(不同条件)(结果)(相同条件)控制变量和设计对照实验单一变量原则：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科学方法（3）对照实验设计基本原则：②单一变量原则①对照原则生物材料：数量、生理状况、来源等实验器具：大小、型号等实验试剂：浓度、体积、成分等实验地点、时间………无关变量相同且适宜既要有对照组又要有实验组③等量原则各组加入的试剂要等量加热、Fe3+、酶的作用机理(视频)一、酶在细胞代谢中的作用巴斯德之前萨姆纳巴斯德李比希毕希纳切赫和奥特曼发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵必需有活细胞参与引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质,且只在酵母菌死亡裂解后才发挥作用活细胞粉碎后所得物质（酿酶）的作用和活的酵母细胞一样证明脲酶是蛋白质证明少量RNA也具有生物催化功能【任务①】阅读课本P79-81并看视频，完善以下概念图：【探索新知2】二、酶的本质X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RNAA.酶解法甲酶：核酶，化学本质为RNA乙酶：化学本质为蛋白质减法原理用RNA酶处理甲酶和乙酶，测定该酶的活性，与本实验进行相互对照。某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，请利用这一原理设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。简要写出实验思路，并预期实验结果及结论(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。鉴定酶本质的方法B.试剂检测法从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。因此可利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应原理。化学本质绝大多数是______少数是______合成原料合成场所作用场所生理功能作用机理蛋白质RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体主要是细胞核细胞内、细胞外、生物体、内外具有催化作用降低化学反应的活化能

酶的总结酶的化学本质

酶的来源

酶的功能活细胞产生的具有催化作用的有机物。一类1.(2023·新疆克拉玛依高一期末)下列有关酶的叙述，正确的是①是由具有分泌功能的细胞产生的②有的从食物中获得，有的从体内转化而来③活细胞中都含有酶④绝大多数酶是蛋白质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√多酶片多酶片中含有多种消化酶，人在消化不良时可以服用。1.为什么需要用温水浸泡？2.能否用它来洗羊毛衫？加酶洗衣粉果胶酶分解果肉内细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得澄清。酶在生活中的应用（P85页）多酶片中含有多种消化酶，人在消化不良时可以服用。普通糖衣-胃蛋白酶-肠溶衣糖衣-胰酶外层内层胰酶中包括：胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶等。普通糖衣保护胃蛋白酶，在胃液中会分解，释放出胃蛋白酶。肠溶衣保护胰酶，在胃液中不会分解，在小肠中分解，释放出胰酶。1.当用新鲜肝脏研磨液、久置肝脏研磨液、煮沸肝脏研磨液、新鲜肝脏块来进行H2O2分解实验时，会出现明显差异，请解释原因。久置肝脏研磨液：酶等有机物被微生物分解新鲜肝脏块：酶与底物的接触面积小，反应效果差煮沸肝脏研磨液：酶在高温条件下失去活性2.当H2O2中加入新鲜肝脏研磨液一段时间后，试管中的反应就停止了，分析原因并尝试验证。可能是由于底物H2O2被完全分解。若再加入H2O2仍然有气泡产生，说明是底物不足造成的。拓展延伸23胞内酶：合成后在细胞内起作用，如有氧呼吸酶胞外酶：合成后分泌到细胞外起作用，如消化酶水解酶：在物质水解时起催化作用合成酶：在物质合成时起催化作用按存在部位分：按功能分：酶的种类：课时小结1.酶的概念：_______________________________________；2.酶的作用：__________;3.作用机理：______________________;4.酶的本质：_____________________________。5.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成为

。6.与无机催化剂相比，酶

。催化作用降低化学反应的活化能酶是活细胞产生的，具有催化作用的有机物大多数的是蛋白质，少数是RNA降低活化能的作用更显著，催化效率更高活化能第1节降低化学反应活化能的酶5.1.2酶的特性【探索新知3】三、酶的特性【任务①】阅读材料，总结酶的特性情境资料：成年人每餐的进食量大约有600g左右，但每片多酶片只含胃蛋白酶13mg和胰酶0.3g就可以很好的帮助食物消化水解，说明酶的催化具有什么特点？（与无机催化剂相比）1.酶具有高效性酶的催化效率一般是无机催化剂的107～1013倍。①如何验证酶的高效性？和无机催化剂对比600g左右上节课实验中用的每滴FeCl3溶液含Fe3+数是每滴过氧化氢酶分子数的25万倍。【探索新知3】三、酶的特性【任务①】阅读材料，总结酶的特性（与无机催化剂相比）1.酶具有高效性a、c相比说明酶具有

，a、b相比说明酶具有

，催化剂能

到达化学平衡点的时间，

（改变/不改变）化学反应的平衡点，

（能/不能）改变最终生成物的量。高效性催化作用不改变缩短不能②分析曲线实验步骤一二三四实验现象结论两支试管都加入

，振荡，反应5min。2号试管中加入等量的

溶液两支试管加入

振荡60℃水浴2min1号试管中加入

溶液

取两支试管，编号1、2实验材料：淀粉溶液，蔗糖溶液，淀粉酶溶液，蔗糖酶溶液，斐林试剂，水浴锅、试管等探究：一种酶是否可以催化多种反应

2mL淀粉蔗糖2滴淀粉酶溶液斐林试剂砖红色沉淀无砖红色沉淀(1)1号试管有砖红色沉淀生成，2号试管不出现砖红色沉淀，说明什么？你能从该实验得到什么结论？1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解；2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性。(2)实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？不能，因为碘液只能检测淀粉的有无，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色(3)该实验的自变量和因变量分别是什么？自变量：底物的种类；因变量：底物是否被淀粉酶水解。(4)本实验的设计思路是什么？你还有其他设计思路吗？探究同一种酶是否能催化不同底物水解。另一种设计思路：探究不同种类的酶能否催化同一种底物的水解。√探究·实践淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用2酶具有专一性

定义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应脲酶——催化尿素分解过氧化氢酶——催化过氧化氢分解蛋白酶——催化蛋白质水解。

意义：保证了细胞代谢能够有条不紊的进行。据此图推测淀粉酶只能水解淀粉不能水解蔗糖的原因？

阅读课本P82-83，思考：1.你会选择哪一种酶及底物作实验材料？为什么？2.用什么试剂制造不同的PH？3.本实验的自变量、因变量、无关变量分别是什么？4.底物和产物分别是什么？因变量可用什么来反映？5.本实验如何观察和检测？O2和水O2的产生量气泡产生量或卫生香燃烧程度选用过氧化氢酶和过氧化氢溶液因为酸也能催化淀粉的水解。H2O2探究·实践实验2：探究pH对酶活性的影响酶活性pH温度、酶的用量、底物的用量、反应时间……12320％肝脏研磨液

2滴2滴pH3％过氧化氢2ml

现象

结论1mLpH=7的缓冲液NaOH1mLHCL1mL2滴轻轻混合震荡过氧化氢酶在中性条件下活性强大量气泡少量气泡少量气泡6.实验流程：探究·实践实验2：探究pH对酶活性的影响通过以上两个实验证明：温度和pH都会影响酶的活性，说明酶的作用条件较温和！温度反应速率最适温度ABCpH反应速率最适pHDEF2.探究pH对酶活性的影响1.探究温度对酶活性的影响三、酶的作用条件温和与酶相关的几条曲线酶促反应速率底物浓度酶量一定酶促反应速率酶的浓度（底物充足时）酶只改变反应速率，不改变反应的平衡点和产量时间产物量知识拓展影响酶促反应速率的因素画一画：构建数学模型底物浓度酶促反应速率酶浓度酶促反应速率受酶数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温度、PH，还有酶的浓度、底物的浓度。反应速率随酶浓度的升高而加快。在一定浓度范围内,反应速率随浓度的升高而加快;但达到一定浓度后，反应速率不再变化。与生活的联系

视频---制糖法的改进用酶来水解淀粉生产葡萄糖有什么优越性？还有哪些产品可以用酶法生产？酶的专一性每一种酶只能催化一种或一类的化学反应酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍酶的高效性

酶的作用条件较温和酶所催化的反应一般是在比较温和的条件下进行的。小结课堂小结物理模型

数学模型的转换：无催化剂反应所需活化能：____加入无机催化剂反应所需活化能：____

加入酶反应所需活化能：____酶降低的活化能：______E3E2—E3E2ABCB：A：无催化剂加入无机催化剂C：酶无机催化剂降低的活化能：______E2—