生物人教版（2019）必修1 5.1.1酶的作用和本质（共33张ppt）

(共33张PPT)
5.1 降低化学反应活化能的酶
第一课时 酶的作用和本质
第五章我们学什么？
光合作用
细胞呼吸
能量
ATP
酶
物质代谢
有机物
分解
有机物
合成
问题探讨
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，发现笼内肉块消失了。
斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用
3.怎样才能证明你的推测？
1.为什么要将肉块儿放在金属笼内？
2.是什么物质使肉块消失了？
便于取出实验材料（肉块），排除物理性消化对肉块
的影响，确定其是否发生了化学性消化。
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。
4.鹰胃里的化学物质是什么呢？
后来，科学家发现胃液中含有大量盐酸，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。
酶 有什么作用呢？ 它是什么物质呢？
CO2+H2O （CH2O) +O2
光能
酶
叶绿体
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
线粒体
酶
氧气
氨基酸 多肽
酶
脱水缩合
核糖体
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。
反应缓慢
反应过程复杂
对反应条件要求高
常态
终态
活跃状态
活化能
活化能：
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃态所需要的能量。
常见有机化学反应的条件
高温 高压
强酸 强碱
剧烈条件
细胞内外的环境
温和
常温
常压
水溶液环境
pH接近中性
思考：
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？
酶
酶的作用
细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢，细胞中有过氧化氢酶，能将过氧化氢及时分解为氧气和水。新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。
探究酶的作用
酶的作用
探究·实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解
①实验原理
新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。
2H2O2
2H2O + O2 ↑
反应条件
②实验目的
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。
1.常温 2.加热
3.加FeCl3
4.加过氧化氢酶.
通过O2的产生量判断H2O2的分解情况
酶的作用
③材料用具
新鲜的质量分数为20%的肝脏(如猪肝、鸡肝)研磨液
质量分数为3%的FeCl3溶液
新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液
a.材料：
b.用具：
量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯
试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计
酶的作用
1.本实验为什么要用新鲜的肝脏？
新鲜的肝脏中的过氧化氢酶的数量多。
有利于过氧化氢酶的释放，研磨液会增大酶与过氧化氢的接触面积，加快分解速率。
2.为什么把肝脏制备成研磨液？
试管编号 1 2 3 4
实验 处理 无 90℃水浴加热 2滴 FeCl3 2滴
肝匀浆
H2O2溶液 （3%） 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
检测 指标 1. 气泡冒出情况 2. 卫生香复燃情况
④实验过程及结果
比较过氧化氢在不同条件下的分解
组别 对照组 实验组
1 2 3 4
过氧化氢 H2O2浓度 3% 3% 3% 3%
H2O2剂量 2mL 2mL 2mL 2mL
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
不明显
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
④实验过程及结果
酶的作用
1.与1号试管相比，2号试管出现了什么不同的现象？这一现象说明什么？
讨论
2号试管放出的气泡多，这一现象说明加热促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
2.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？
不能。
酶的作用
3、3号和4号试管未经加热也有大量气泡产生，说明了什么？
说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。
4、3号试管与4号试管相比，4试管中反应速率更快，这说明什么？为什么说酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要？
说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。酶能够使细胞中的化学反应在常温、常压下高效地进行。
控制变量和设计对照实验
变量：实验过程中的变化因素
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：实验过程中存在的其他一些会对实验结果造成影响的可变因素
单一变量:实验过程中除自变量的因素外，其余因素(无关变量) 都保持一致。
过氧化氢浓度、反应时间......
控制变量和设计对照实验
对照实验：除作为自变量的因素外，其余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
对照组
实验组
空白对照
控制变量和设计对照实验
经实验因素处理or结果未知的
未经实验因素处理or结果已知的
1与2对照：________________________________________________
加热能促进H2O2的分解，提高反应速率。(为反应提供能量)
1与3对照：________________________________________________
FeCl3在常温下能促进H2O2的分解，提高反应速率。(催化作用)
1与4对照：______________________________________________
____________
过氧化氢酶在常温下能促进H2O2的分解，提高反应速率。(催化作用)
⑤实验分析
3与4对照：____________________________
⑤实验分析
过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高。
⑥实验结论
酶和无机催化剂一样，都能催化化学反应，并且酶的催化效率远高于无机催化的催化效率。
酶促反应:
由酶催化的化学反应称为酶促反应
底物:
受酶催化而发生化学反应的分子叫底物（反应物）
概 念
酶的作用
三者作用原理一样吗？
加热
提高分子的能量
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
活化能：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。
酶作用原理（实质）：降低反应所需的活化能。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。
酶作用意义：使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行。
加热、Fe3+、酶的作用机理
加热、Fe3+、酶的作用机理(视频)
酶的本质
酶到底是什么物质呢？19世纪以前，人们还不知道酶为何物。19世纪以后，随着酿酒中发酵过程的深入研究，科学家才揭开酶的“面纱”
追溯科学史
西汉末年刘向编纂的《战国策》中记载了帝女令仪狄作酒而美。这说明我国早在4000多年前的夏禹时代，就掌握了酿酒技术。1716年《康熙字典》收录了酶字，并将“酶”解释为“酒母也”。“酒母”就是现在所说的酵母。
酶的本质
葡萄酒变酸？？
巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。
酶的本质
发酵与活细胞有关，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。
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。
巴斯德和李比希的观点分别是什么？有什么局限性？
酶的本质
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到催化作用，就像在活酵母细胞中一样。他将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶。
毕希纳是如何终结上述争论的？他的实验结论是什么？
酶的本质
萨姆纳：从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是蛋白质
萨姆纳成功揭示脲酶的化学本质靠的是什么样的精神？
酶的本质
切赫、奥尔特曼：
发现少数RNA具有催化功能，称为核酶。
在科学上没有平坦大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。
——马克思
定义：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质。
课堂小结
酶
催化功能
活细胞
蛋白质、RNA
降低化学反应的活化能
来源
原理
本质
功能
细胞内、外
作用场所
探究实验：比较过氧化氢 在不同条件下的分解
酶的作用和本质
酶在细胞代谢中的作用
酶的本质：
绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
自变量
原理：降低化学反应活化能
因变量
无关变量
课堂小结