2021——2022学年 高一上学期生物人教版（2019）必修15.1 酶的作用和本质 课件 （32张ppt）

(共32张PPT)
第五章第1节
降低化学反应活化能的酶
第1课时酶的作用和本质
学习目标
1.了解细胞代谢的概念
2.比较过氧化氢在不同条件下的分解
3 .掌握酶的作用机理及酶在细胞中的作用
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、怎么才能证明你的推测？
1、为什么将肉块放入金属笼内？
收集胃内化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解了
1773年，意大利科学家斯帕兰札尼设计了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间他把小笼子取出来发现笼内的肉块消失了。
了解细胞代谢的概念
探究一
以小组为单位，通过阅读教材76页内容。总结出细胞代谢的概念、场所、类型及意义。
细胞代谢的概念
概念
场所
意义
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢
细胞内（主要是细胞质基质）
细胞生命活动的基础
类型
同化作用：物质的合成，能量的储存
异化作用：物质的分解，能量的释放
比较过氧化氢在不同条件下的分解
探究二
以小组为单位，通过阅读教材77页的探究·实践。简述实验过程，预测实验结论。
探究·实践
1、实验原理：2H2O2 2H2O + O2↑
比较过氧化氢在不同条件下的分解（1.常温 2.加热3.加FeCl34.加过氧化氢酶）
细胞代谢产生的代谢废物、有害物质如过氧化氢如何被清除呢？
不同条件
步骤 试管编号 1 2 3 4
一 H2O2 浓度
剂量
二
剂量
结果 气泡产生
卫生香燃烧
结论 2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
肝脏研磨液
2滴清水
2滴清水
2滴
2滴
不明显
少量
较多
大量
不复燃
燃烧
燃烧
剧烈燃烧
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样,酶的催化效率最高
反应条件
2、实验操作：
常温
常温
下列各组对照实验分别说明了什么问题？
＋
加热可以促进过氧化氢的分解
＋
Fe3+具有催化作用，可以促进过氧化氢的分解
＋④
过氧化氢酶具有催化作用，可以促进过氧化氢的分解
＋④
酶的催化效率大于Fe3+
3、实验分析：
4、控制变量和设计对照实验：
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
Y = a + f(x)
自变量
因变量
无关变量
（不同条件X）
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相同且适宜
（结果Y）
（相同条件a）
试管编号
步骤 1 2 3 4 一
二
三 观察
实验结论
2ml
2ml
2ml
2ml
3%
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
对照实验
讨论：无关变量对实验结果没有影响吗？该实验的无关变量有哪些？
变量
相同 适宜
对照组
实验组
讨论：该实验的对照组和实验组分别是什么？
对照性原则
掌握酶的作用机理及酶在细胞中的作用
探究三
以小组为单位，通过刚才实验结论，讨论总结出酶的作用机理及酶在细胞中的作用。
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（activation energy）。
　　酶的作用机理：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。
三、 酶的作用机理
活化能
活化能
活化能
加热
Fe3+
酶
反 应 过 程
加热：
为反应物分子提供能量(活化能），使其达到活跃状态
Fe3+：
降低化学反应的活化能
酶：
更显著地降低化学反应的活化能（作用机理）
想一想：如何表示？
无催化剂曲线：______
酶促反应曲线：______
无酶促反应所需活化能：______
酶促反应所需活化能： ______
酶降低的活化能： ______
曲线B
曲线A
E2
E3—E2
E3
归纳：各条件使反应加快的实质
小结
细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应
酶
细胞
代谢
离不开
作用机理
显著降低化学反应活化能
温和条件下完成
（催化作用）
酶在细胞代谢中的作用
酶的本质
细胞代谢离不开酶，酶的化学本质是什么呢？
请同学们阅读P79关于酶本质的探索，每组派一个代表模仿其中一位科学家陈述自己的主要观点。
探究一
酶的本质
细胞代谢离不开酶，酶的化学本质是什么呢？
请同学们阅读P79关于酶本质的探索，每组派一个代表模仿其中一位科学家陈述自己的主要观点。
探究一
酶的定义：
由活细胞产生的具有催化作用的有机物。其中大部分酶是蛋白质，少部分酶是RNA 。
酶具有高效性
01
3
4
4
3
少量肝脏
研磨液
比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率
酶具有高效性
01
小资料：酶与无机催化剂 催化反应的速率比较 酶 酶催化反应速率 化学催化剂速率 比值
碱性磷酸酶 14 1*10-15 1.4*1016
脲酶 3*104 3*10-10 1*1014
胰凝乳蛋白 1*102 1*10-10 1*1012
糖原磷酸化酶 1.6*10-3 〈5*10-15 〉3.2*1011
己糖激酶 1.3*10-3 〈1*10-13 〉1.3*1010
酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。
107 ～1013
无机催化剂催化的化学反应范围很广，如酸可以催化蛋白质的水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。
那么酶的催化范围呢？
学科交叉 (P83)
实验结论：
淀粉酶只能催化淀粉水解不能催化蔗糖水解
酶具有专一性：
一种酶只能催化一种或一类化学反应
酶具有专一性
02
E + S ←→〔ES〕←→ E + P
酶 底物 中间复合物 酶 产物
产物
底物
活性部位
酶
酶促反应过程示意图
酶的作用条件较温和
人体不同部位的消化液PH不同
唾液PH
6.2—7.4
胃液PH
0.9—1.5
小肠液
PH7.6
过氧化氢溶液 1号试管 2号试管 3号试管 实验步骤 一 二 三 四 实验现象
结论 加入过氧化氢酶2滴
试管各加入2mL过氧化氢溶液，振荡2—3min
无明显变化
pH＝7
pH=12
pH＝2
将带火星的卫生香分别放入试管中
复燃
无明显变化
在适合的pH下酶的催化效率好
在最适合的pH下，酶的活性_______
最高
空间结构
在过酸过碱的条件下，都会使酶的__________遭到破坏,蛋白质变性，酶失去_____。
活性
动物体里的酶最适PH大多在6.5—8.0之间，（胃蛋白酶为1.5，胰蛋白酶为8—9）
植物体里的酶最适PH大多在4.5—6.5之间
酶的作用条件较温和
在最适温度的两侧，反应速率都比较___，较高的温度容易使酶的_________遭到破坏，蛋白质变性，而失去_____。
每种酶都有自己的
低
活性
最适温度
空间结构
动物： 35---40摄氏度
植物： 40--50摄氏度
细菌、真菌：差别较大
酶的作用条件较温和
曲 线 图
03
在最适温度和PH下，酶的活性最高，温度和PH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
图5-3 酶的活性受温度影响示意图
最适温度
图5-4 酶的活性受PH的影响
最适PH
思考？
03
高温、低温、过酸和过碱影响酶活性的原理相同吗？
过酸、过碱、高温，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温酶的活性低，但空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复，因此，酶制剂适于在低温下保存。
课堂总结
酶的特性
作用条件较温和
专一性
高效性