人教(2019)生物必修1课件：5.1.1酶的作用和本质(共23张PPT)

(共23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、能设计并分析过氧化氢在不同条件下的分解实验，学会对照实验的设计和分析方法。
2、通过类比走隧道和酶促反应，理解酶的作用原理是降低化学反应的活化能。
3、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。
排除胃研磨等物理性消化。
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
食物是怎样在胃里被消化的呢？
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。
科学家发现胃液中含有大量的盐酸，于是推测盐酸是使食物分解的物质。
1835年，德国科学家施旺通过实验发现，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。
随着对细胞研究的不断深入，人们认识到，细胞的生活需要物质和能量。能量的释放、储存和利用，都必须通过化学反应来实现。这些化学反应的进行离不开各种酶。
酶在细胞代谢中的作用
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。幸而细胞中有过氧化氢酶，及时将其分解。那么，过氧化氢酶是怎样将其快速分解的？在此反应中起什么作用的呢
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
酶在细胞代谢中的作用
比较过氧化氢在不同条件下的分解
探究一
通过阅读教材77页的探究·实践。回答下列问题。
探究·实践
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
1.实验步骤：
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+
2、实验结果分析：
（5）、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
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
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
跟踪训练1
下图中的鲜肝匀浆与H2O2接触后,产生的现象及推测错误的是(　　)。
A.若迅速产生大量气体,可推测鲜肝匀浆中含有过氧化氢酶
B.若增加鲜肝匀浆的量,量筒中产生气体的速率将加快
C.一段时间后气体量不再增加是因为鲜肝匀浆量有限
D.为保证实验的严谨性,需要控制温度等无关变量
酶的作用原理
探究二
观察汽车翻山和走隧道的区别(图1),与酶作用过程(图2)进行类比:
1、没有催化剂时的活化能是多少？有酶催化时的活化能又是多少？(用图中字母表示)
　
2、酶能不能为化学反应提供所需要的能量？酶加快反应速率的机理是什么？
3、与无机催化剂相比，酶的特点？
E2 E3
不能 降低化学反应的活化能
与无机催化剂相比，酶降低活化能的效果更显著，催化效率更高。
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。
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
跟踪训练2
下图中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质A在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列相关叙述正确的是(　　)。
A.a+b表示在无催化剂的条件下,物质A生成物质P需要的活化能
B.若将酶改为无机催化剂催化该反应,则a的高度将降低
C.若仅增加反应物A的量,则图中曲线的原有形状均发生改变
D.若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线,改变酶促条件后,a的高度将降低
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，总结科学家们的主要观点。
探究三
跟踪训练3
科学家证实:RNaseP酶由蛋白质和RNA组成,将这种酶中的蛋白质和RNA分开,在适宜条件下,RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,而蛋白质不具有。这一结果表明(　　)。
A.酶都是由蛋白质和RNA组成的
B.RNA具有催化作用
C.酶的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸
D.绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA