5.1《降低化学反应活化能的酶》（第一课时）课件-2022-2023学年高一上学期生物人教版（2019）必修1(共25张PPT)

(共25张PPT)
降低化学反应活化能的酶
5.1
酶在细胞代谢中的作用
一
二
酶 的 作 用 机 制
三
酶 的 化学本质
为什么要将肉放在金属笼内？是什么物质使肉块消失了？
1773年，意大利科学家斯帕兰札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。
鹰胃中的分泌物（胃液）对肉有消化作用
问题探讨
细胞代谢
细胞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。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。细胞代谢离不开酶。
在温和的细胞环境中酶是如何发挥作用的呢？
酶在细胞代谢中的作用
一
2H2O2
2H2O + O2↑
比较H2O2在不同条件下的分解
实验原理
反应条件
实验目的
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
不同条件
产生量
加热是化学反应的常见条件
Fe3+是无机催化剂
新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶
比较H2O2在不同条件下的分解
实验材料
新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液
新配制的体积分数为3%的H2O2溶液
3.5%的FeCl3溶液
实验设计
自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素
因变量：因自变量改变而变化的变量
无关变量：实验过程中会对实验结果造成影响的可变因素
对照组
实验组
对照实验：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。
空白对照
试管编号 1 2 3 4
H2O2 浓度
剂量
二
剂量
气泡产生
卫生香燃烧
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
有复燃
复燃较强
复燃很强
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样在H2O2酶的作用下分解速率最快
反应条件
步骤
一
结果
结论
实验结论
酶 的 作 用 机 制
二
常态
活跃状态
终态
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
活化能
常态
未加热
加热
活跃状态
加热使过氧化氢分子获得能量，从常态转变为容易分解的活跃状态
FeCl3
酶
Fe3+和酶降低了化学反应的活化能
同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，
因而催化效率更高
催化机理
酶 的 化 学 本 质
三
巴斯德和李比希的观点分别是什么？有什么局限性？
巴斯德和李比希的争论对后人研究酶的本质有何意义？
毕希纳是如何终结上述争论的？他的实验结论是什么？
萨姆纳成功揭示脲酶的化学本质靠的是什么样的精神？
20世纪80年代，科学家发现少数RNA也具有催化功能！
探索酶的本质
糖 类
酒 精
酵母菌
盖.吕萨克
巴斯德（微生物学家）
是活酵母细胞的作用
李比希（化学家）
是某些物质在酵母细胞死亡裂解后的作用
巴斯德和李比希的观点是什么？有什么局限性？
没有科学实验证据的支持
毕希纳（化学家）
引起发酵的是酵母菌 细胞中的物质
酿酶
不含酵母细胞的提取液中加入葡萄糖后产生了气泡，糖液变成了酒
毕希纳为什么会取得成功呢？
巧妙去除酵母活细胞的干扰，控制单一变量进行实验
萨姆纳
经历许多次的失败，终于在用丙酮作溶剂的提取液中出现了结晶，提取出了脲酶，之后证明脲酶是蛋白质。
萨姆纳成功揭示脲酶的化学本质靠的是什么样的精神？
不怕困难、坚持不懈的科学精神
诺斯罗普和库尼茨得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶结晶，并证实酶是一种蛋白质。
如何设计实验证明酶的化学本质是蛋白质呢？
原理：蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应
步骤：
实验组：将酶与双缩脲试剂反应
对照组：将鸡蛋清与双缩脲试剂反应
切赫
奥尔特曼
奥尔特曼经过研究发现某种核糖核酸酶由蛋白质和RNA组成，当去除RNA后，该酶失去了催化活性，若重新加入RNA，酶活性又恢复
切赫研究四眼虫的前体rRNA拼接机制时发现，四眼虫的前体rRNA实现了自我催化，并且后续验证了单独的RNA可以执行酶的功能，将此类酶称为核酶
RNA也具有催化作用
巴斯德之前
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德
发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用
引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用
毕希纳
酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样
萨姆纳
酶是蛋白质
李比希
切赫、奥尔特曼
少数RNA也具有生物催化功能
归纳概括
酶
活细胞产生的
——酶的来源
具有催化作用
——酶的功能
有机物，绝大多数酶是蛋白质，还有少量的RNA
——酶的化学本质
酶在体内和体外都能发挥作用！
课堂小结
一、酶是一种生物催化剂，酶显著降低了化学反应的活化能。
二、绝大多数酶是蛋白质，还有少量的RNA。
三、实验变量包括自变量，无关变量，因变量，学会设置对照组，明确对照组在实验中的意义。