生物人教版（2019）必修1 5.1.1酶的作用和本质（共27张ppt）

(共27张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
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
(1)加酶洗衣粉中的有色颗粒是酶吗
(2)酶的本质是什么 有何作用呢
情境激疑
加酶洗衣粉是在洗衣粉中加入酶制剂制成的合成洗涤剂,去污能力较强,很多人认为加酶洗衣粉的好坏可以依据洗衣粉中的有色颗粒的多少来进行判断。观看视频《加酶洗衣粉中的有色颗粒》。
素养目标
1.结合酶催化作用的实例，说明酶在细胞代谢中的作用。（科学思维）
2.理解酶的化学本质，认同科学发现是在不断地探索和争论中前进的。（生命观念、科学思维）
3.通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，尝试设计对照实验。
（科学探究）
学习任务一　酶在细胞代谢中的作用
自主学习
阅读教材P76前两段, 学生自主完成以下填空:
活动1：理解细胞代谢的概念及意义
新知学习过程
合作探究
阅读教材P77“探究·实践”,小组合作完成以下问题。
活动2：比较过氧化氢在不同条件下的分解
1.实验原理:
H2O2在_________、_________、___________等条件下会分解为H2O和O2。
2.实验目的:通过比较过氧化氢在___________分解的快慢,了解___________
的作用。
水浴加热
加入FeCl3
过氧化氢酶
不同条件下
过氧化氢酶
3.实验过程和现象:向4支试管内分别加入2 mL过氧化氢溶液,如图所示。
4.探究:
(1)与①号试管相比较,②号试管产生的气泡多,这一现象说明了什么问题
提示:说明加热能促进过氧化氢分解,提高反应速率。
(2)③、④号试管未经加热,也有大量气泡产生,这说明了什么问题
提示:说明FeCl3溶液中的Fe3+和肝脏研磨液中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。
(3)本实验的控制变量分析:
对照实验 自变量 因变量 无关变量
第一组与第二组 加热 过氧化氢的分解速率 过氧化氢溶液的体积,不同催化剂的加入量、反应时间等
第一组与第三组 _____溶液
第一组与第四组 肝脏 研磨液
第三组与第四组 _______ _____
FeCl3
催化剂
种类
(4)设置对照实验需遵循的基本原则是什么 有什么用处
提示:需遵循单一变量原则,即控制其他因素不变,只改变其中某一因素,观察其对实验结果的影响。对照实验是为了排除无关变量对实验的影响。
(5)本实验的对照组和实验组分别是哪一组实验
提示:对照组是①号试管,实验组是②号、③号、④号试管。
1.下列关于过氧化氢在不同条件下分解实验的叙述,不正确的是 (　　)
A.加热可以为过氧化氢分解提供能量
B.过氧化氢酶的催化效率比无机催化剂高
C.F和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解反应
D.过氧化氢酶可以使过氧化氢分解产生更多的气体
【解析】加热可以为过氧化氢分子提供能量,使之由常态转变为活跃状态,A正确;过氧化氢酶比无机催化剂效率更高,因为其产生气泡更快,B正确;无机催化剂和过氧化氢酶都可以催化过氧化氢的分解,所以都可以加速它们的分解反应,C正确;过氧化氢酶只是加快了过氧化氢分解的速率但不能增加产物的量,D错误。
小题快练
D
2.如图所示的实验中,属于自变量的是 (　　)
A.产生气泡量
B.过氧化氢分解的速率
C.催化剂的种类
D.试管中的过氧化氢溶液的量
【解析】单位时间内产生气泡的量是过氧化氢分解的速率,属于因变量,总体产生气泡的量取决于开始添加的过氧化氢的量,属于无关变量,A错误;过氧化氢分解的速率的大小为因变量,B错误;在如图所示的实验中属于自变量的是无机催化剂“氯化铁”与有机催化剂“过氧化氢酶”,即催化剂种类不同,C正确;试管中的过氧化氢溶液的量为无关变量,D错误。
C
自主学习
阅读教材P78,结合图5-1,自主完成以下填空:
活动3：尝试探索酶的作用原理
1.活化能：分子从常态转变为________ _所需要的能量。
2.酶的作用原理：降低化学反应的 ________。
容易发生化学反应的活跃状态
活化能
各条件使反应加快的本质：
加热：
Fe3+：
酶：
降低化学反应的活化能
同无机催化剂相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。
提高分子的能量
精彩视频
点击播放
加快反应的几种条件
__________
根据下图分析得出结论:
(1)表示无酶催化条件下反应所需活化能的
是___(用图中字母表示)段。
(2)表示有酶催化条件下反应所需活化能的
是__(用图中字母表示)段。
(3)表示酶能降低的反应活化能的
是__(用图中字母表示)段。
(4)通过上述分析,总结归纳:
①酶的作用机制:通过___________________________而加快反应速率。
②与无机催化剂相比,_____________________________________。
合作探究
ad
cd
ac
降低化学反应所需要的活化能
酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高
1.过氧化氢酶能够催化过氧化氢的分解,其催化作用的实质是 (　　)
A.能给部分分子提供能量
B.能够与底物专一性结合
C.能改变底物的空间结构
D.能降低化学反应活化能
【解析】酶不能给分子提供能量,A错误;酶与底物专一性结合,属于酶的专一性,并不是催化作用的实质,B错误;酶不能改变底物的空间结构,C错误;酶可以使化学反应的速率大幅度提高,原因是酶作为生物催化剂,可以明显地降低化学反应的活化能,D正确。
小题快练
D
2.如图为酶发挥作用的图像及曲线,其中E表示相关能量。据图回答以下问题:
(1)酶降低的活化能可以用____表示
(2)酶参与反应所需的活化能可以用______ 表示。
(3)加热和酶都能使底物分解,但是原理不同,_____________
可以为反应发生提供能量,_________可以降低反应发生所需的活化能。
【解析】加酶催化化学反应时降低的活化能可以用无酶催化时需要的活化
能与有酶参加反应时需要的活化能的差表示,也就是E1;实验加酶催化化学
反应时所需的活化能可以用E2表示;加热可以给化学反应提供能量,但不可
以降低化学反应的活化能,酶能够降低化学反应发生所需要的活化能。
E1
　E2　
　　加热　　
　酶　　
学习任务二　 酶的本质
自主学习
阅读教材P79~80,按时间顺序完成以下问题。
活动：关于酶的本质探索
(1)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_____。
(2)1857年,法国微生物学家巴斯德认为:没有 _______的参与,糖类是不可能
变成酒精的。
酵母
活细胞
(3)德国化学家李比希认为:引起发酵的是_______________并裂解后释放出
来的物质。
(4)德国化学家毕希纳把从酵母菌细胞中提取出的引起发酵的物质称为
______。
(5)1926年,美国科学家萨姆纳第一个提取出脲酶,并证明了脲酶是_______ ,
其作用是催化 _____的分解。
(6)20世纪80年代,美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数_____ 也有生物催化
功能。
酵母菌细胞死亡
酿酶
蛋白质
尿素
RNA
1.酶的化学本质是什么
提示:是有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
2.如何通过实验验证唾液淀粉酶的本质是蛋白质
提示:先向待测唾液淀粉酶溶液中加入双缩脲试剂A液1 mL,摇匀,再向试管内注入双缩脲试剂B液4滴,摇匀,观察溶液颜色变为紫色,说明唾液淀粉酶是蛋白质。
3.归纳概括酶的定义。
提示:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。
合作探究
1.下列有关酶的发现过程的叙述,错误的是 (　　)
A.巴斯德提出酿酒中的发酵是由于酵母菌细胞的存在
B.巴斯德和李比希关于“糖类是怎么变成酒精的”的观点都有局限性
C.毕希纳将从酵母菌细胞中提取到的能将糖液转变成酒的物质称为酿酶
D.萨姆纳从刀豆种子中提取出了纯酶,并进一步证明了少数酶是RNA
小题快练
D
2.20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶,是由20%的蛋白质和80%的
RNA组成的,如果将这种酶中的蛋白质除去,留下来的RNA仍然具有与这种
酶相同的催化活性,这一结果表明 (　　)
A.该RNA具有生物催化作用 B.酶是由RNA和蛋白质组成的
C.酶的化学本质是蛋白质 D.绝大多数的酶是蛋白质,少数是RNA
【解析】酶的本质是具有催化功能的有机物,绝大多数是蛋白质,少数是
RNA,都具有催化的功能。据题意可知,该酶中的蛋白质除去,留下来的RNA
仍然具有与这种酶相同的催化活性,说明剩余的RNA也具有生物催化作用,
即这些RNA也是酶,A符合题意。
A
1.概念结论速判:基于对酶的作用和本质的理解,判断下列说法的正误。
(1)能催化化学反应的物质就是酶。 ( )
提示:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,能催化化学反应发生的还有无机
催化剂。
(2)有些酶可以在生物体外发挥作用 ( )
(3)酶能够提高化学反应的活化能,使化学反应顺利进行。 ( )
提示:酶能降低化学反应所需的活化能。
五分钟学情评价
×
√
×
(4)组成酶的单体一定是氨基酸 ( )
提示:若酶的本质是蛋白质,单体是氨基酸;若酶的本质是RNA,则单体是核
糖核苷酸。
(5)酶在生物体内有调节作用。 ( )
提示:酶只有催化功能没有调节作用。
(6)加热能够促进H2O2分解,是因为加热使H2O2获得了能量。 ( )
×
×
√
2.唾液淀粉酶能够催化食物中淀粉的水解,以下有关酶的说法,正确的是(　　)
A.酶的数量会因参加反应而减少
B.绝大多数酶的合成与核糖体有关
C.同一生物体内的不同酶催化反应所需条件都相同
D.活细胞都能产生酶,酶只有在细胞内才起催化作用
【解析】酶是一种生物催化剂,在化学反应前后不发生变化,因此A项错误;绝大多数酶的化学本质是蛋白质,蛋白质的合成场所在核糖体,因此B项正确;同一生物体内不同化学反应需要不同的酶,反应条件也不相同,因此C项错误;哺乳动物成熟的红细胞不能合成酶,酶在细胞内和细胞外都能发挥催化作用,因此D项错误。
B
3.(2022·青岛高一检测)核酶是一类具有催化功能的RNA分子,可降解特定的
mRNA序列。下列关于核酶的叙述,正确的是 (　　)
A.核酶提供了反应过程所必需的活化能
B.核酶的组成元素为C、H、O、N四种
C.核酶的基本单位是脱氧核糖核苷酸
D.核酶是单链结构
【解析】酶的催化原理是降低化学反应的活化能,故核酶降低了反应过程所必需
的活化能,A错误;核酶是一类具有催化功能的RNA分子,故核酶的组成元素为C、
H、O、N、P五种,B错误;核酶是一类具有催化功能的RNA分子,故核酶的基本单
位是核糖核苷酸,C错误;核酶是RNA,所以为单链结构,D正确。
D
4.(情境应用·教材再开发)教材P77探究·实践中提到:Fe3+可作为过氧化氢分解
的无机催化剂,新鲜的肝脏研磨液中含有过氧化氢酶。某同学做了两种催
化剂的比较实验,实验记录如下:
(1)请判断该实验记录是否正确 ___________。
【解析】常温下加入 Fe3+,氧气泡稍多而小;常温下加新鲜的肝脏研磨液,氧
气泡多而大,所以加入酶的试管能够使带火星的卫生香复燃,即该实验记录
不正确。
　不正确　
(2)把点燃但无火焰的卫生香放入试管,卫生香剧烈燃烧的原因是试管中产生了
______ 。
A.氢气　　B.酒精　　C.甲烷　　D.氧气
【解析】过氧化氢分解产生了氧气,使得点燃但无火焰的卫生香剧烈燃烧。D正确。
(3)实验过程中,把肝脏制备成肝脏研磨液的原因是___________________________
___________________________________。如果肝脏放置过久,则现象有什么不同:
_______________________,原因是_______________________________。
【解析】如果肝脏放置过久,酶的活性会因肝脏的腐败而降低,导致反应速率减慢,
因此气泡产生少而慢。
　D　
　制成肝脏研磨液可以增大酶
与过氧化氢的接触面积,加快分解速度　
　　气泡产生少而慢　　
　酶的活性因肝脏的腐败而降低　
课堂小结
酶的本质
氨基酸
核糖核苷酸
常温
加热
加入过氧化氢酶
加入FeCl3
成分
合成场所
活细胞
酶的作用
机理
降低反应的活化能
过氧化氢在不同条件下的分解实验
实验变量
实验设计
实验结论
过氧化氢分解速率
自变量
因变量
温度、催化剂
合成原料
蛋白质
RNA
少数
影响
证明
酶有催化作用
酶的催化效果更好
说明
依据
证明