第5章 第1节 第1课时 酶的作用和本质（共32张PPT2个视频）高中生物学人教版（2019）必修一

(共32张PPT)
第5章　细胞的能量供应和利用
第1节第1课时
酶的作用和本质
1
1
探究酶在细胞代谢中的作用(重、难点)。
2
探索酶的本质。
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
细胞的生命活动离不开能量的供应和利用
高温 高压
强酸 强碱
剧烈条件
常见有机化学反应的条件
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状态所需要的能量。
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
细胞内外的环境
常温
常压
水溶液环境
pH接近中性
温和
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？
>
<
目标一
酶在细胞代谢中的作用
1.1比较过氧化氢在 不同条件下的分解
2H2O2 2H2O + O2
反应条件
1.实验原理
2.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。
活动1
比较过氧化氢在不同条件下的分解
3.实验设计
（1）实验条件
常温
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
不同条件
（2）判断过氧化氢被分解的快慢的指标
观察单位时间内产生气泡的多少
观察带火星的卫生香的复燃情况
1.1比较过氧化氢在 不同条件下的分解
活动1
比较过氧化氢在不同条件下的分解
试管编号 1 2 3 4
第一步 H2O2浓度 3% 3% 3% 3%
剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
第二步 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3溶液 肝脏研磨液
剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴
结果 气泡产生
卫生香复燃情况
（3）实验步骤
1.1比较过氧化氢在 不同条件下的分解
活动1
比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？
(2)3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么
(3)3号试管Fe3＋数比4号试管H2O2酶高25万倍，但4号试管反应速率更快，这说明什么？
加热能促进 H2O2 的分解，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,它们都有催化作用
过氧化氢酶比 Fe3+ 的催化效率高得多
比较过氧化氢在不同条件下的分解---实验结果与结论
(4)该实验可得出什么结论？
酶具有催化作用，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
活动1
酶的作用原理
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。
酶的意义：正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速有序的进行。
1.加热时所需活化能：____
Fe3+参与时所需的活化能：____
有酶参与时所需活化能：____
2.Fe3+降低的活化能：____
酶降低的活化能：___
用加热的方法不能降低化学反应的活化能，但可以增加反应物分子的内能，从而增加活化分子数。
活动2
酶的作用机理模型辨析
E1
E2
E3
E2－E1
E2－E3
1.3控制变量和设计对照试验
变量：
自变量：
因变量：
实验过程中的变化因素
人为控制的对实验对象进行处理的因素
因自变量改变而变化的变量
活动3
控制变量和设计对照实验
试管编号 1 2 3 4
第一步 H2O2浓度 3% 3% 3% 3%
剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
第二步 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3溶液 肝脏研磨液
剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 结果 气泡产生 几乎无 少量 较多 大量
卫生香复燃情况 不复燃 不复燃 变亮 复燃 实验结论 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
自变量
因变量
变量
一边阅读，一边完成学案上的表格
1.3控制变量和设计对照试验
活动3
控制变量和设计对照实验
1.3控制变量和设计对照试验
变量：
自变量：
因变量：
无关变量：
实验过程中的变化因素
人为控制的对实验对象进行处理的因素
因自变量改变而变化的变量
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
1.3控制变量和设计对照试验
活动3
控制变量和设计对照实验
一边阅读，一边完成学案上的表格
1.3控制变量和设计对照试验
活动3
控制变量和设计对照实验
试管编号 1 2 3 4
第一步 H2O2浓度 3% 3% 3% 3%
剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 第二步 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3溶液 肝脏研磨液
剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 结果 气泡产生 几乎无 少量 较多 大量
卫生香复燃情况 不复燃 不复燃 变亮 复燃 实验结论 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
自变量
因变量
变量
无关变量
相同 适宜
1.3控制变量和设计对照试验
变量：
自变量：
因变量：
无关变量：
实验过程中的变化因素
人为控制的对实验对象进行处理的因素
因自变量改变而变化的变量
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
对照实验一般要设置( )和 ( )
实验组
对照组
1.3控制变量和设计对照试验
活动3
控制变量和设计对照实验
一边阅读，一边完成学案上的表格
1.3控制变量和设计对照试验
活动3
控制变量和设计对照实验
试管编号 1 2 3 4
第一步 H2O2浓度 3% 3% 3% 3%
剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 第二步 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3溶液 肝脏研磨液
剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 结果 气泡产生 几乎无 少量 较多 大量
卫生香复燃情况 不复燃 不复燃 变亮 复燃 实验结论 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
自变量
因变量
变量
无关变量
相同 适宜
对照组
对照实验
实验组
>
<
目标一
酶的本质
2.1关于酶本质的探索
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？
排除物理性消化干扰
胃内的化学物质
收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否能将肉块分解
斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用
活动4
酶在食物消化中的作用
巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。
发酵是由酵母菌细胞的存在所致，需要活细胞的参与
引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用
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。
巴斯德
李比希
毕希纳
活动5
阅读课本79-80页，总结以下科学家的实验结论
萨姆纳：从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是蛋白质
发现少数RNA具有催化功能，称为核酶。
萨姆纳之后
科学家们获得胃蛋白酶，胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证明这些酶的化学本质是蛋白质。
切赫、奥尔特曼
活动5
阅读课本79-80页，总结以下科学家的实验结论
酶的概念
酶是 产生的具有 的有机物，
其中绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA。
活细胞
催化作用
产生场所
化学本质
功能
归纳总结酶的相关知识
化学本质 绝大多数是_______ 少数是_____
合成原料 _______ ___________
组成元素 至少含有C、H、O、N _________________
合成场所 _______ 细胞核(真核生物)
来源 活细胞(哺乳动物成熟红细胞除外) 蛋白质
RNA
氨基酸
核糖核苷酸
C、H、O、N、P
核糖体
活动6
作用场所 细胞内、细胞外、生物体外
生理功能和作用机理 _____
酶的底物 酶促反应的反应物
催化、降低化学反应的活化能
1.如图曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质M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。下列叙述正确的是
A.ad段表示无催化剂时，反应所需要的活化能
B.ac段表示有酶催化时，酶降低的活化能
C.若换用无机催化剂，b点将向上移动
D.加热加压不能使物质M更容易从常态转变为
　活跃状态
√
2.如图为“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验装置，下列有关说法正确的是
A.该实验的自变量是过氧化氢的分解速率
B.2号试管进行水浴加热，降低了反应所需的活化能
C.4号试管中的过氧化氢分子所含能量最高
D.4支试管中H2O2的浓度和用量都应相同
√
解析　该实验的因变量是过氧化氢的分解速率，A错误；
加热为反应提供了能量，但并不能降低反应所需的活化能，B错误；
加热可为过氧化氢分解提供能量，加入催化剂是降低化学反应的活化能，故2号试管中的过氧化氢所含能量最高，C错误；
4支试管中H2O2的浓度和用量是无关变量，对照实验中的无关变量应保持相同且适宜，D正确。
3.下列关于酶的本质的探索历程，说法正确的是
A.斯帕兰札尼关于鹰的消化作用实验说明胃只有物理性消化的过程
B.美国科学家奥尔特曼利用刀豆中的脲酶证明酶是蛋白质
C.法国科学家巴斯德提出酿酒中的发酵与酵母菌细胞有关
D.李比希将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶
√
4.下列关于酶的叙述有几项是正确的
①是有分泌功能的细胞产生的　②有的从食物中获得，有的在体内转化而来　③凡是活细胞都能产生酶　④酶只能在核糖体上合成　⑤酶的水解产物是氨基酸　⑥酶在代谢中有多种功能　⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用　⑧酶只是起催化作用，其催化作用的实质是为化学反应提供活化能
A.0项　　B.1项　　C.2项　　D.3项
√
解析　不具有分泌功能的细胞也可以产生酶，①错误；
酶是由活细胞产生的，②错误；
大多活细胞都能产生酶，但哺乳动物成熟的红细胞不能产生酶，③错误；
酶的化学本质是蛋白质或RNA，可以在核糖体或细胞核中合成，④错误；
酶的水解产物是氨基酸或核糖核苷酸，⑤错误；
酶只具有催化作用，⑥错误；
酶不能起调控作用，⑦错误；
酶只是起催化作用，其催化作用的实质是降低化学反应所需的活化能，⑧错误。