生物人教版（2019）必修1 5.1 酶的作用和本质（第一课时）（共32张ppt）

(共32张PPT)
任务（课本P76-80）
1、问题探讨
2、酶在细胞代谢中的作用
3、探索·实践：比较H2O2不同条件下的分解
4、科学方法：控制变量、设计对照实验
5、思考·讨论：关于酶本质的探索
第5章 细胞的能量供应和利用
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
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
是什么物质使肉块消失了？
怎样才能证明你的推测？
为什么要将肉放在金属笼内？
便于取出实验材料(肉块)，排除物理消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学消化。
是胃内的化学物质将肉块分解了。
收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。
斯帕兰札尼的实验说明：
食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某种物质。
斯帕兰扎尼在研究鹰的
消化作用
但我不知是什么物质...emo...
后来，科学家发现胃液含有大量盐酸，推测：
盐酸是使食物分解的物质。
1835年，德国科学家施旺发现：
胃腺分泌物中有一种物质，将它与盐酸混合后，对肉类的分解能力远远大于盐酸的单独作用，这种物质就是胃蛋白酶。
施旺
德国生理学家
细胞内外的环境
常温
常压
水溶液环境
pH接近中性
温和
思考1.在细胞较为温和的环境中，各种生化反应如何高效有序的进行呢？
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
常见有机化学反应的条件
高温
高压
强酸
强碱
剧烈
细胞代谢
CO2+H2O （CH2O)+O2
光能
酶
C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量
酶
氨基酸 多肽
酶
脱水缩合
叶绿体
线粒体
核糖体
细胞代谢离不开酶
思考：在细胞温和的环境中，各种生化反应如何高效有序的进行？
酶1
酶2
酶3
酶11
酶5
酶6
酶12
酶8
酶9
酶10
酶14
酶7
酶13
酶15
酶16
酶17
酶18
阅读课本79-80页“资料分析”
讨论P80第1-3题
完成教材P80“拓展2”
关于酶的本质的探索
8
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
VS
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
脲酶是蛋白质
胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质
少数酶是RNA
一、酶本质的探索
假如你是切赫或奥特曼，你能总结酶的概念吗？
4000多年前的夏禹时代，我国就掌握了酿酒技术
1716年《康熙字典》收录“酶”字，并将“酶”解释为“酒母也”
酶是什么？
催化作用
酶是 产生的具有 的 ，
其中，绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA。
活细胞
有机物
依据酶的概念——分析推理
酶的来源
酶的作用
酶的本质
合成原料
合成场所
活细胞产生
催化作用
大多数是蛋白质，少数是RNA
氨基酸或核糖核苷酸
有的在核糖体，有的在细胞核或拟核
实验
验证
实验组：待测酶液 + 双缩脲试剂 → 是否出现紫色反应
对照组：已知蛋白液 + 双缩脲试剂 → 出现紫色反应
实验组
对照组
待测
酶液
稀释的
鸡蛋清
酶
Enzyme
任务一：酶在代谢中的作用
学生活动：阅读P77，思考以下问题
1.过氧化氢可以在什么条件下分解？请列举
2.可通过什么现象来判断过氧化氢分解产生氧气了，请尝试预测实验现象
3.你能说出本实验的自变量，因变量和无关变量，实验组，对照组吗（参考P78”控制变量和对照实验“）
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。
实验：过氧化氢在不同条件下的分解
1. 原理：
2H2O2
2H2O
+ O2
常温/加热/Fe3+/过氧化氢酶
过氧化氢在常温或高温或铁离子或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气。
一、酶在细胞代谢中的作用
新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（含较多的过氧化氢酶）
质量分数为3.5%的FeCI3溶液
新配制的体积分数为3 %的H2O2溶液
2. 目的
通过比较过氧化氢在不同条件下的分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。
O2的产量
3. 材料
请观察教材P77的图片，描述各支试管的实验现象。
试管编号
1 2 3 4
一 H2O2 浓度
H2O2 剂量
二 反应条件
剂量
观察结果 气泡产生
卫生香燃烧
结论
步骤
2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
肝脏研磨液
2滴蒸馏水
2滴蒸馏水
2滴
2滴
不明显
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
H2O2在不同条件下的分解速率不一样；
H2O2在H2O2酶的作用下分解速率最快。
变量
自变量
人为改变的变量
因变量
随着自变量的变化而变化的变量
观测指标
指与自变量同时影响因变量、但与研究目的无关的变量。
相同且适宜
讨论：无关变量对实验结果有没有影响？该实验的无关变量还有哪些？
无关变量
无关变量
特别注意：
“新鲜的肝脏”
“研磨液”
——H2O2酶数量多、活性强
——增加H2O2酶与反应物的接触面
常温
90℃
水浴加热
2滴
3.5%FeCl3
2滴
20%肝脏研磨液
观察产生气泡的多少
3号
4号
1号
2号
不明显
少量
较多
大量
特别注意：
“新鲜的肝脏”
“研磨液”
——H2O2酶数量多、活性强
——增加H2O2酶与反应物的接触面
常温
90℃
水浴加热
2滴
3.5%FeCl3
2滴
20%肝脏研磨液
观察卫生香的燃烧情况
请观察教材P77的图片，描述各支试管的实验现象。
试管编号
1 2 3 4
一 H2O2 浓度
H2O2 剂量
二 反应条件
剂量
观察结果 气泡产生
卫生香燃烧
结论
步骤
2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
肝脏研磨液
2滴蒸馏水
2滴蒸馏水
2滴
2滴
不明显
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
H2O2在不同条件下的分解速率不一样；
H2O2在H2O2酶的作用下分解速率最快。
变量
自变量
因变量
无关变量
讨论：该实验的对照组和实验组分别是什么？
对照组
实验组
请同学们阅读教材P78相关内容（控制变量）:
思考：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？
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一致且适宜
（结果Y）
（相同条件a）
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。
对照实验类型
2
三、控制变量和设计对照实验（P78）
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)
条件对照 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。
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。
酶的催化效率为何会更高呢？
常态
终态
活跃状态
活化能
你能解释加热，加无机催化剂，加酶在这一过程中的不同吗？
二、酶在细胞代谢中的作用
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量称为活化能。
H2O2 (常态) H2O2(活跃状态)
能量
加热
活化能
思考1：加热为什么能加快化学反应？
1、活化能的概念：
思考2：Fe3+和酶为反应提供了能量吗？
酶与一般无机催化剂的共同点
（1）改变化学反应速率，反应前后本身不被消耗
（2）降低活化能，使反应速率加快
（3）缩短达到平衡的时间，但不改变化学
反应方向和平衡点
------------------
------------------
B
A
有催化剂
无催化剂
①
②
④
H2O2
H2O＋1/2O2
⑤
③表示：
⑤表示：
无机催化剂降低的活化能
酶降低的活化能
①表示：
②表示：
④表示：
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。
③
反应过程
能量
酶的作用原理
蛋白质
酶
A
蛋白质
酶
C
蛋白质
酶
B
考考你
蛋白质与酶的关系，哪个正确？
√
RNA
酶的基本单位是什么？
氨基酸或核糖核苷酸
为什么需要用温水浸泡？
能否用它来洗羊毛衫？
三、酶在生活中的应用
用法：先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时，用温水浸泡效果更佳,切勿用60℃以上的水。
注意：切勿用于丝质及羊毛衣料，用后须彻底清洗双手。
用法：先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时，用温水浸泡效果更佳,切勿用60℃以上的水。
注意：切勿用于丝质及羊毛衣料，用后须彻底清洗双手。
5.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。
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。
木瓜蛋白酶在食品加工业上的应用：
水解动植物蛋白、制成嫩肉粉、水解羊胎素、水解大豆、饼干松化剂、面条稳定剂等。
三、酶在生活中的应用
本品用于急慢性咽炎、口腔溃疡。
4.含酶牙膏
残留在牙缝里的食物残渣是细菌的美食，也导致龋齿的祸根。含酶牙膏可以分解细菌，使我们的牙齿亮白、口气清新。
5.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。
课堂小结