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

5.1降低化学反应活化能的酶第五章

细胞的能量供应与利用授课人：陈

颖生命活动离不开酶：1、概念2、主要场所3、控制中心4、类型5、特点6、意义细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞质基质细胞核是细胞生命活动的基础同化作用和异化作用①在液体环境中进行②反应条件温和③一般伴随着能量的释放、储存和利用④细胞代谢离不开酶学习目标通过对酶催化作用具体实例的讨论，说明酶在细胞代谢中的作用及酶的本质和特性。01通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进的，伟大的科学家也会有认知上的局限性。02通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，学会控制变量，观察和检测因变量，以及尝试设置对照实验。03酶在代谢中的作用PARTONE一、酶在代谢中的作用-比较过氧化氢在不同条件下的分解探究活动（一）：仔细阅读课本76-77页内容，思考探讨以下几个问题：1、本实验的实验目的是什么？2、过氧化氢分解的原理是什么？3、本实验中的酶是由哪种实验材料来提供？4、尝试分析出本实验的自变量和因变量。本实验共设置了几个条件？5、本实验中用到的点燃的卫生香是用来检测什么的？你认为的实验现象是怎样的？为什么？一、酶在代谢中的作用-比较过氧化氢在不同条件下的分解1、本实验的实验目的是什么？2、过氧化氢分解的原理是什么？3、本实验中的酶是由哪种实验材料来提供？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。2H2O22H2O+O2↑反应条件新鲜的质量分数为20%的肝脏（如猪肝、鸡肝）研磨液。一、酶在代谢中的作用-比较过氧化氢在不同条件下的分解4、尝试分析出本实验的自变量和因变量。本实验共设置了几个条件？一、酶在代谢中的作用-比较过氧化氢在不同条件下的分解4、尝试分析出本实验的自变量和因变量。本实验共设置了几个条件？5、本实验中用到的点燃的卫生香是用来检测什么的？你认为的实验现象是怎样的？为什么？自变量：反应条件因变量：过氧化氢的分解速率（抽象的）

单位时间里气泡产生的多少（具象化的）1.加热是化学反应常见的条件2.Fe3+是无机催化剂3.新鲜肝脏中含有过氧化氢酶本实验的条件：组别1234过氧化氢浓度3%3%3%3%剂量2mL2mL2mL2mL反应条件常温90℃FeCl32滴肝脏研磨液2滴结果产生气泡卫生香燃烧情况实验过程无气泡少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃一、酶在代谢中的作用-比较过氧化氢在不同条件下的分解思考与讨论：1、与1号试管相比，2号试管放出的气泡多。这一现象说明了什么？2、为什么加热能加快过氧化氢的分解速率？3、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？加热可以加快过氧化氢的分解速率是因为加热使过氧化氢分子得到了能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。不能，细胞的生命活动需要适宜的温度条件一、酶在代谢中的作用-比较过氧化氢在不同条件下的分解思考与讨论：1、1与3号试管对照，说明了什么？2、1与4号试管对照，说明了什么？3、

3与4号试管对照，说明了什么？FeCl3能催化过氧化氢分解过氧化氢酶能催化过氧化氢分解过氧化氢酶的催化效率比FeCl3高显著降低活化能一、酶在代谢中的作用-比较过氧化氢在不同条件下的分解思考与讨论：5、实验结论：1.过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样；2.过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快4、4只试管相比较，最终谁释放的氧气更多？为什么？一样多。因为这三支试管的过氧化氢溶液的体积和浓度都相同。——人为控制的对实验对象进行处理的因素自变量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；对照实验一般要设置对照组和实验组对照实验除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素无关变量——因自变量改变而变化的变量因变量控制变量和设计对照实验控制变量和设计对照实验对照实验设计的一般步骤：自变量因变量无关变量(相同且适宜)(控制)(检测)取材、分组、编号、控制自变量（实验组、对照组）检测因变量（观测指标）第一步：第二步：第三步：第四步：得出实验结论酶发挥作用的原理PARTTWO二、酶发挥作用的原理加热为什么能加快过氧化氢分解？3号、4号试管没有加热，为什么也有大量气泡产生？加热：为分子提供了能量Fe3+：降低化学反应的活化能酶：同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。二、酶发挥作用的原理探究活动（二）：酶发挥作用的原理曲线图分析酶降低的活化能酶催化过程所需的活化能无酶催化过程下，所需的活化能①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是

段。②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是

段。③表示酶降低的活化能是

段。ACBCAB降低化学反应的活化能化学反应前后，酶的化学性质和数量保持不变练一练：√向右上方移动；因为与酶相比，无机催化剂降低化学反应活化能的效果较差。2.如图所示为“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溶液的浓度C.本实验中加入FeCl3组和加入肝脏研磨液组的作用机理不同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√练一练：酶的本质PARTTHREE三、酶的本质探究活动（三）：仔细阅读课本79页关于酶的本质的科学探究历程，思考并回答以下问题：1、概述对酶本质的探索历程。2、尝试总结归纳酶的化学本质。3、尝试总结出酶的概念。4、酶在现实生活中有哪些应用？发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德李比希毕希纳萨姆纳其他科学家切赫和奥特曼发酵与死细胞中的物质有关发酵与活细胞有关死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵：酿酶脲酶是蛋白质胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质

少数酶是RNA切赫奥特曼对酶本质的探索三、酶的本质2、尝试总结归纳酶的化学本质。3、尝试总结出酶的概念。来源：功能：本质：酶催化作用活细胞产生的绝大多数是蛋白质，少数是RNA酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。4、酶在现实生活中有哪些应用？三、酶的本质蛋白质（主要）或RNA氨基酸或核糖核苷酸核糖体（主要）或细胞核等胞内、胞外、体外均可活细胞催化(原理：降低化学反应的活化能）(特例：哺乳动物成熟的红细胞除外)三、酶的本质4考察方向判断正误正确理解产生场所化学本质作用场所作用来源具有分泌功能的细胞才能产生(×)活细胞（不考虑哺乳动物成熟的红细胞等）辨析酶的五种说法蛋白质(×)有机物（大多数为蛋白质，少数为RNA）只在细胞内起催化作用(×)在细胞内和细胞外均可发挥作用酶具有调节、催化作用(×)酶只起催化作用可来源于食物等(×)酶只在生物体内合成酶的特性和影响因素PARTFOUR四、酶发挥作用的特性-高效性酶的催化效率是无机催化剂的107－1013

倍。3443结论：酶具有高效性说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高。为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多？四、酶发挥作用的特性-高效性你在踢球或奔跑时，肌细胞需要大量的能量供应。供能的化学反应如果慢悠悠地进行。你还能跑那么快吗?化学反应要酶来催化酶的催化效率要高健步如飞保证了细胞内化学反应的顺利进行。

酶具有高效性的意义：建构“在加酶、无机催化剂条件下物质分解得到的产物量与时间关系”的数学模型四、酶发挥作用的特性-高效性时间产物浓度加酶

加无机催化剂不加催化剂注

意：催化剂只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点（既酶不能增加产物的生成量）。四、酶发挥作用的特性-专一性(1)含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(2)意义：细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的。底物酶降解反应产物模型探究活动（四）实验验证：实验材料：淀粉溶液、淀粉酶溶液、蔗糖溶液、斐林试剂、试管若干支、移液器、水浴锅如何设计实验证明酶具有专一性？请说出实验设计思路。四、酶发挥作用的特性-专一性1、本实验的实验原理是什么？淀粉麦芽糖淀粉酶蔗糖葡萄糖+果糖蔗糖酶还原糖+斐林试剂砖红色沉淀水浴加热2、实验过程：四、酶发挥作用的特性-专一性步骤项目试管1试管21注入可溶性淀粉溶液2注入蔗糖溶液3注入新鲜的淀粉酶溶液4保温一段时间5加入斐林试剂6水浴加热7观察颜色变化2mL——2mL2mL2mL60℃水浴，5min2mL50-65℃保持1min淀粉酶的最适温度为60℃，酶活性最高3、实验结论：专一性曲线：四、酶发挥作用的特性-专一性淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。从而说明酶具有专一性。四、酶发挥作用的特性-酶的作用条件较温和实验验证：探究温度对酶活性的影响四、酶发挥作用的特性-酶的作用条件较温和酶活性：指酶对特定化学反应的催化效率。1、设计实验淀粉酶，H2O2受温度影响也会分解。①选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料？②本实验的自变量是什么？因变量是什么?设定高温（沸水）、适温（60℃）、低温（冰水）。通过滴加碘液，观察颜色变化检测因变量。自变量是温度。因变量是酶的活性。③你将设定哪几个温度？怎样观察或检测因变量？实验过程四、酶发挥作用的特性-酶的作用条件较温和操作1号试管2号试管3号试管4号试管5号试管6号试管0℃0℃50℃50℃100℃100℃加淀粉2mL—2mL—2mL—加淀粉酶—2mL—2mL—2mL保温在各自温度下保温5min混合将2号加入1号中将4号加入3号中将6号加入5号中保温在各自温度下保温5min加碘液2滴2滴2滴观察颜色变蓝不变蓝变蓝实验结论：酶的催化作用需要适宜的温度，温度过低或过高都会影响酶的活性。实验验证：探究PH对酶活性的影响四、酶发挥作用的特性-酶的作用条件较温和1、设计实验

H2O2酶，因为淀粉在酸性条件下可以水解。①选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料？②本实验的自变量是什么？因变量是什么?设定偏酸性、偏碱性及中性（pH=7）。观察试管中气泡的产生情况检测因变量。自变量是pH。因变量是酶的活性。③你将设定哪几个pH？怎样观察或检测因变量？四、酶发挥作用的特性-酶的作用条件较温和实验步骤一1号试管

2号试管3号试管二三支试管都加入2mLH2O2溶液三PH=2PH=7PH=12四三支试管都加入2滴过氧化氢酶，振荡，反应实验现象

产生大量气泡产生少量气泡产生少量气泡实验结论：酶的催化作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会影响酶的活性。实验过程四、酶发挥作用的特性-酶的作用条件较温和相关曲线：五、影响酶促反应速率的因素：①图甲中，温度从a降低或升高，酶促反速率均下降，但是下降的原因不同。②图乙中，pH从b降低或升高，酶促反速率均下降，但是下降的原因相同。甲乙丙丁③图丙中，底物浓度为c时，酶促反应速率达到最大，因为，酶被底物饱和。④图丁中，底物充足时,随着酶浓度的增加,酶促反应的速率持续增加。五、影响酶促反应速率的因素：五、影响酶促反应速率的因素：五、影响酶促