人教版（2019）必修1 5.1.1降低化学反应活化能的酶（第一课时：酶的作用和本质）课件(共29张PPT)

(共29张PPT)
细胞的能量供应和利用
化学反应
使分子活化
能量的通货-ATP
提供
能量
——
高温
高压
降低活化能——催
化剂
细胞呼吸：有机物
氧化分解
无机催化剂
酶
光合作用
需要通过
条件
需要
途径一
途径二
细胞外
细胞内
最终来源
来源于





第五章 细胞的能量供应和利用
本周作业
1.完成
①《一遍过》《固学案》《同步作业》完成第四章
下周二晚自习前课代表安排小组长统一检查
2.预习
5.1《降低化学反应活化能的酶》
预习要求：教材有圈点；尝试完成《同步作业》
”练习与应用“有把握的用钢笔完成，没把握的答案用铅笔写。
与生活联系：谈谈自己生活中接触过哪些用品含有酶？
5.1 降低化学反应活化能的酶
本节聚焦
细胞代谢为什么离不开酶？
酶是什么物质？
通过对酶本质的探索过程的分析，你对科学史怎样发展的有哪些领悟？
1773年，意大利科学家斯帕兰礼尼做了
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。
讨论：
1. 为什么要将肉块放在金属笼内？
2. 是什么物质使肉块消失了？
3. 怎样才能证明你的推测
排除物理性消化对肉块的影响
胃内的化学物质将其分解
收集胃内化学物质，做体外分解肉块实验
问题探讨
5.1 降低化学反应活化能的酶
细胞代谢：细胞中每时每刻发生的化学反应，统称为细胞代谢。
意义：是细胞生命活动的基础。
与酶的关系：细胞代谢离不开酶。代谢产生的废物，有害物质，比如过氧化氢，也需酶的分解。
(一)酶在细胞代谢中的作用
特点：复杂、有序、温和、高效
一 酶的作用和本质
2H2O2
2H2O + O2↑
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。
资料
加热、强酸、强碱、加催化剂（如Fecl3)
细胞中含有过氧化氢酶
1.酶在细胞代谢中的作用
过氧化氢在体外分解需要什么条件？
细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？
一 酶的作用和本质
比较H2O2在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用原理和意义
2H2O2 2H2O + O2
反应条件
判断H2O2的分解快慢依据：
O2的产生量
①点燃的卫生香的复燃情况
②气泡冒出情况
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
探究1：
探究 实验
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验目的
实验原理
实验材料
实验现象
实验用具
实验结果
实验设计
一 酶的作用和本质
①新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液
（含较多的过氧化氢酶）
②质量分数为3.5%的FeCI3溶液
③新配制的体积分数为3%的H2O2溶液
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
探究实验
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验目的
实验原理
实验材料
实验现象
实验用具
实验结果
实验设计
一 酶的作用和本质
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
实验目的
实验原理
实验材料
实验现象
实验用具
探究实验
实验结果
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验设计
一 酶的作用和本质
实验目的
实验原理
实验材料
实验现象
实验用具
探究实验
实验结果
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验设计
Fe3+做催化剂
过氧化氢酶
1
2
3
4
3
4
一 酶的作用和本质
实验目的
实验原理
实验材料
实验现象
实验用具
探究实验
实验结果
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验设计
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℃ FeCl3 2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
一 酶的作用和本质
2号试管放出的气泡多，说明加热能提高反应速率
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
3号试管Fe3+数比4号试管H2O2酶高25万倍，但4号反应速率更快,过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多。细胞的化学反应需要在常温常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。
探究实验
比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)与１号试管相比，２号试管出现什么不同的现象？说明什么？
(3)3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？
(4)3号、4号试管相比，哪支试管反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？
小组合作讨论(P77)
一 酶的作用和本质
(2)在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？
不能
（2）滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用用一个吸管？为什么？
不能
一 酶的作用和本质
一样多，几支试管的H2O2 溶液的体积和浓度都相同。
（1）2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多？
探究实验
比较过氧化氢在不同条件下的分解
本实验结论
(1)酶有催化作用；
(2)酶有高效性。
补充问题
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试管编号1234H2O2溶液（3%）2mL2mL2mL2mL实验条件观察指标常温90℃水浴加热2滴FeCl32滴肝匀浆1.气泡冒出情况2.卫生香复燃情况自变量因变量无关变量：实验中存在的其他一些会对实验结果造成影响的可变因素控制变量和设计对照实验科学方法（一）控制变量无关变量对照实验：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。试管编号1234H2O2溶液（3%）2mL2mL2mL2mL实验条件观察指标常温90℃水浴加热2滴FeCl32滴肝匀浆1.气泡冒出情况2.卫生香复燃情况对照组实验组(空白对照)（二）设计对照实验控制变量和设计对照实验科学方法自变量：
无关变量：
对照组：
实验组：
1、单一变量原则：
2、对照原则：
人为控制的对实验对象进行处理的变量
会影响实验结果，但应尽量控制，使其不影响实验的变量（相同且适宜）
对照实验
未做任何处理、添加清水或生理盐水
人为处理过
3、平行重复原则
4、科学性原则
控制变量和设计对照实验
科学方法
（三）实验设计的基本原则
对照类型：空白对照、相互对照、自身前后对照、条件对照
酶的作用机理
1. 加热为什么能促进过氧化氢的分解呢？
加热使H2O2分子获得能量（提供活化能），从常态转变为容易分解的活跃状态。
2. Fe3+和过氧化氢酶为什么能促进过氧化氢分解呢？
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。
一 酶的作用和本质
催化剂降低了非活化分子转变为活化分子的门槛
催化剂(酶)的作用机理：降低化学反应的活化能
酶有高效性原因：
同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。
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
一 酶的作用和本质
酶的作用机理
加热相当于加大油门
用酶相当于走隧道
时间
O2
量
无催化剂
加Fe 3+
加过氧
化氢酶
① 过氧化氢酶在反应前后有变化吗？
② 如果增加过氧化氢酶的数量，最终产生的气体总量会怎样？
没有变化，催化剂在化学反应前后无变化。
最终产生的气体总量不变，催化剂只降低化学反应的活化能，不改变反应的平衡点。
一 酶的作用和本质
酶的作用机理
请思考：酶与无机催化剂相比，有哪些共性和特性呢？
①催化机理相同，都是降低化学反应的活化能。
②在反应前后数量和性质均不发生改变，一段时间内可以重复利用。
底物 + 催化剂
产物 + 催化剂
共性：
③都不改变化学反应的平衡点，只是缩短了到达平衡点的时间。
一 酶的作用和本质
易错提醒
酶只能降低化学反应的活化能，只起催化作用，不能为化学反应提供活化能。
加热、加压、点燃等剧烈条件为化学反应反应物提供能量（活化能）。
因为酶的催化作用，使细胞代谢中的化学反应能在温和的条件下快速的进行。
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
萨姆纳
李比希
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
脲酶是蛋白质
切赫、奥特曼
少数RNA也具有生物催化功能
(二)酶的本质
一 酶的作用和本质
关于酶本质的探索
西方：
1773年
斯帕兰扎尼
1857年
巴斯德VS李比希
1897年
毕希纳
1926年
萨姆纳
（诺奖-化学）
1989年
切赫，奥特曼
（诺奖-化学）
从哪种植物中提取？
溶剂是？
脲酶的作用？
将该物质称为？
酿酶
刀豆种子
丙酮
使尿素分解成氨和二氧化碳
1835年
施旺
胃腺分泌物（胃蛋白酶）与盐酸混合对
肉类分解作用远大于盐酸单独作用
一 酶的作用和本质
(二)酶的本质
我国：4000年夏禹（掌握酿酒）→1716年《康熙字典》：酶—酒母也
酶的本质：酶是一类生物催化剂
酶的来源
活细胞产生的
具有生物催化作用的
是
有机物。
一类
大部分酶是蛋白质，
也有少数是RNA。
一 酶的作用和本质
化学本质 绝大多数是蛋白质
合成原料
合成场所
来源 生理功能 作用部位 作用原理 少数是RNA
氨基酸
核糖核苷酸
核糖体
催化作用
降低化学反应的活化能
主要在细胞核（真核）
活细胞一般都能合成
细胞内、细胞外；生物体内、体外都可以
酶的功能
酶的化学本质
酶的种类
按存在部位分：
胞内酶：合成后在细胞内起作用，如有氧呼吸酶
胞外酶：合成后分泌到细胞外起作用，如消化酶
按功能分：
水解酶：在物质水解时起催化作用
合成酶：在物质合成时起催化作用
与生活的联系
菠萝蛋白酶能够分解蛋白质，食盐能抑制这种酶的活力，所以不用盐水先泡就吃，这种酶对于口腔粘膜和嘴唇的幼嫩表皮有刺激作用，会产生一种刺痛的感觉。
一 酶的作用和本质
练习与应用
一、概念检测
1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是 ( )
A.酶不能脱离生物体起作用
B.酶只有释放到细胞外才起作用
C.所有的酶都是蛋白质
D.酶是具有催化作用的有机物
2.酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特点是 ( )
A.能为反应物提供能量
B.能降低化学反应的活化能
C.能在温和条件下催化化学反应
D.催化化学反应更高效
D
D
一 酶的作用和本质
二、拓展应用
1. 在本节“探究 实践”中，有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管，向其中分别加入2mL过氧化氢溶液后，再向5号试管内加入2滴煮沸过的肝脏研磨液，向6号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目的是_______。
【提示】本小节“探究 实践”涉及的自变量并非只有一个，而是包括温度和催化剂两个变量，1号试管中仅放置了过氧化氢溶液，可以起到对照作用。2号试管与1号试管的区别在于温度，3号试管和4号试管与1号试管的区别在于多了催化剂，3号试管与4号试管之间也可以起相互对照作用。加入2滴煮沸过的肝脏研磨液的5号试管，可以与加入新鲜的肝脏研磨液的4号试管做对照，说明酶在高温下失活；同理，加入2滴蒸馏水的6号试管可以作为3号试管和4号试管的对照组。
练习与应用
一 酶的作用和本质
2.仔细阅读本节的“思考 讨论”，通过完成下面的
图解，体会巴斯德、李比希、毕希纳、萨姆纳的观
点之间的逻辑关系；写一篇短文，谈谈对科学发展过程的认识。
【答案】巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。李比希：引起发酵的是细胞中的某些物质，但是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。
3.给你一份某种酶的结晶，你能设计实验检测它是不是蛋白质吗？请简略写岀实验步骤。想一想，在萨姆纳之前，为什么很难鉴定酶的本质？
【提示】用双缩脲试剂检测。在萨姆纳之前，之所以很难鉴定酶的本质，主要是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。
练习与应用
一 酶的作用和本质
课堂小结
一 酶的作用和本质
本周作业
1.完成
①完成
《一遍过》《同步作业》5.1第一课时“酶的作用和本质”
周四晚自习前课代表安排小组长统一检查（批注日期姓氏）周五反馈检查结果
②下周晚自习复查《同步作业》和错题本
2.预习
5.1《降低化学反应活化能的酶》
预习要求：教材有圈点；尝试完成《同步作业》
”练习与应用“有把握的用钢笔完成，没把握的答案用铅笔写。