5.1 降低化学反应活化能的酶课件高一上学期生物人教版（2019）必修1

第五单元细胞的能量供应

和利用5.1降低化学反应活化能的酶(第一课时）通过比较过氧化氢在不同条件下的分解，理解不同条件加快反应速率的原理。(生命观念）通过分析“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，学会控制自变量，观察和监测因变量，以及尝试设置对照组实验组。（科学探究）通过图表比较、动画演示，以及教材上形象，直观的图解和文字说明，让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能。（科学思维）通过图表比较、动画演示，以及教材上形象，直观的图解和文字说明，让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能。（科学思维）学习目标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。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？

010203细胞代谢细胞内的环境：常温、常压、水环境、pH接近中性细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢资料1：药用过氧化氢溶液的说明书上关于过氧化氢的贮藏说明为“密闭、在荫凉处（温度不超过20℃）保存”。资料2：过氧化氢在储运过程中有特殊的要求，严禁与FeCl3等金属化合物混存混运。资料3：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。细胞中含有过氧化氢酶能够将过氧化氢及时分解，起到解毒的作用。哪种条件下H2O2的分解速率最快？酶在代谢中的作用任务：小组讨论作出假设，并阅读教材78页“科学方法”的内容，根据下列问题提示，分组讨论，设计实验方案活动一：作出假设，设计实验1.你认为该实验应设计几组？至少需要几只试管？2.该如何控制变量？3.该实验以什么现象作为实验观察的指标？酶在代谢中的作用任务：小组合作，完成实验，观察实验现象，交流实验现象,得出实验结论活动二：完成实验，观察现象酶在代谢中的作用Fe3+做催化剂过氧化氢酶1、与1号试管相比，2号试管出现了什么不同的现象？这一现象说明什么？2、3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？分析过氧化氢酶有什么作用？3、3号试管与4号试管相比，哪支试管中反应速率快？这说明什么？2号试管放出的气泡多，说明加热能提高反应速率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。1、为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？2、小组讨论以上比较过氧化氢在不同条件下的分解实验设计严谨吗？一个严谨的实验该如何来设计？有哪些因素是我们必须要考虑的？酶在代谢中的作用细胞内每时每刻都在进行着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，所以说酶对于细胞内的化学反应的顺利进行是至关重要的。实验过程中的变化因素成为变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素叫做自变量；因自变量改变而变化的变量叫做因变量。除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫做无关变量。除作为自变量的因素外，其余因素都保持一致，并将结果进行比较的实验叫做对照实验。试管编号变量步骤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相同适宜对照组实验组酶在代谢中的作用酶在代谢中的作用1、为什么加热后H2O2能分解？2、FeCl3中Fe3+和猪肝研磨液的H2O2酶都能加快H2O2分解的原因与2号试管的相同吗？酶在代谢中的作用1.化学反应所需的活化能？2.无机催化剂催化时化学反应所需的活化能？3.酶催化时化学反应所需的活化能？4.无机催化剂降低的活化能？5.酶降低的活化能？催化剂的作用机理：降低化学反应的活化能如图曲线表示一定量的过氧化氢溶液在不加催化剂自然分解时，产物的量随时间的变化，尝试画出加入三氯化铁和过氧化氢酶时的曲线。酶在代谢中的作用随堂小练1.如图abc中，代表正常条件下分子活化能是

，代表酶促反应所需活化能是

；代表酶所降低的活化能的是

。cba1．如图表示“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重点题型随堂练1：酶的作用C自变量是温度和催化剂的种类，×；温度是自变量之一，×；加热能使过氧化氢分子从常态转变成容易反应的活跃状态，不是降低反应的活化能，×；2．如图所示，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，正确的图解是()重点题型随堂练1：酶的作用C科学方法：控制变量和设计对照实验【概念辨析】

：实验过程中的变化因素。

：人为控制的对实验对象进行处理的因素。

：因自变量改变而变化的变量。

：除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的

可变因素。

：除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，

并将结果进行比较的实验。变量自变量因变量无关变量对照实验科学方法：控制变量和设计对照实验【扩展】对照实验的类型对照组未作任何实验处理。注：“空白”指针对实验组所要研究的实验因素给予空白。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)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。虽给对照组施以某种实验因素的处理。但这种处理是作为对照因素的，不是所要研究的实验因素。这种处理不包括实验研究给定的的自变量。目的是更有效的比较实验组和对照组的结果。空白对照自身对照相互对照（对比实验）条件对照酶的本质02【自主学习】阅读课本P79-80“关于酶本质的探索”，完成P80拓展应用第2小题。酶的本质探索发酵是整个细胞而非细胞中某种物质的作用巴斯德发酵是酵母中某些物质在酵母细胞死亡裂解后起作用李比希酵母细胞中某些物质可在酵母细胞裂解后继续起作用，如同在活酵母细胞中毕希纳脲酶是蛋白质萨姆纳发酵是纯化学反应，与生命活动无关19世纪少数RNA也具有生物催化功能切赫、奥特曼酿酒酶的本质探索酶酶的本质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由细胞产生，在细胞内和细胞外都能发挥催化作用酶的本质探索随堂小结：酶的作用和本质化学本质绝大多数是_______少数是_________元素组成合成原料合成场所来源一般来说，活细胞都能产生作用作用原理作用场所RNA

蛋白质核糖核苷酸氨基酸核糖体细胞核（真核生物）细胞内、外及生物体外均能发挥作用C、H、O、N、(S)C、H、O、N、P显著降低化学反应的活化能催化作用随堂小练判断下列有关酶的叙述正误（）①是有分泌功能的细胞产生的（）②有的从食物中获得，有的在体内转化而来（）③凡是活细胞都能产生酶（）④酶只能在核糖体上合成（）⑤酶的水解产物是氨基酸（）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，其催化作用的实质是为化学反应提供活化能××××××××不具有分泌功能的细胞也可以产生酶；活细胞产生的；特例：哺乳动物成熟的红细胞不能产生酶；蛋白质-核糖体、RNA-细胞核；蛋白质-氨基酸、RNA-核糖核苷酸；酶只具有催化作用；酶不能起调控作用；显著降低化学反应所需的活化能；3．下列有关酶本质的探索过程的叙述，错误的是()A．巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性B．毕希纳发现某些物质能够在酵母菌细胞破碎后继续起作用C．萨姆纳从刀豆种子中提纯出的结晶可以催化尿素分解D．切赫和奥尔特曼证明酶的化学本质只是RNA而非蛋白质重点题型随堂练2：酶的本质D切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能，×；4．下列有关生物体内酶的叙述，正确的是()A．酶在完成催化作用后立即失活B．酶只能在活细胞内才能发挥作用C．大多数酶是在核糖体上合成的D．酶为反应过程供能从而降低反应活化能重点题型随堂练2：酶的本质C酶在完成催化作用后不会立即失活，酶可以多次重复利用，×；只要条件适宜，酶在生物体内、外都能发挥作用，×；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，酶不能为反应过程供能，×；

第一部分

酶的作用和本质一、概念检测：1.D；2.D二、拓展应用：1.本小节“探究•实践”涉及的自变量并非只有一个，而是包括温度和催化剂两个变量，1号试管中仅放置了过氧化氢溶液，可以起到对照作用。2号试管与1号试管的区别在于温度，3号试管和4号试管与1号试管的区别在于多了催化剂，3号试管与4号试管之间也可以起相互对照作用。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。2.略3.用双缩脲试剂检测。在萨姆纳之前，之所以很难鉴定酶的本质，主要是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。

练习与应用P80考点剖析1．如图所示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，下列叙述正确的是（

）

A．加FeCl3溶液的试管产生的气泡最多B．肝脏研磨液使过氧化氢分解最快，是因为其浓度高于3．5%的FeCl3溶液C．如果将四支试管都放在90℃水浴中，加肝脏研磨液的试管反应速率仍为最快D．该实验的1号试管常温处理，是作为对照组，排除无关变量的干扰D考点剖析2．甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性(酶催化特定化学反应的能力)与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是（

）

A．甲酶的化学本质为蛋白质B．甲酶能够不被该种蛋白酶降解C．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变D．甲酶可能是具有催化功能的RNAA考点剖析3．20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，是由2