5.1降低化学反应活化能的酶课件(共20张PPT1份视频)-2023-2024学年高一上学期生物人教版2019必修1

(共20张PPT)
第五章
细胞的能量供应和利用
第1节
降低化学反应活化能的酶
新叶伸向和煦的阳光，蚱蜢觊觎绿叶的芬芳。
它们为生存而获取能量，能量在细胞里流转激荡。
为什么？
如何获取？
如何流转？
（能量的释放、储存和利用）
细胞代谢：
细胞中每时每刻都进行的许多化学反应，统称为细胞代谢。P76黑体字
资料1：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。幸而细胞中含有另一种物质，能将过氧化氢及时分解为氧气和水，这就是过氧化氢酶。
资料2：溶菌酶能溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。
资料3：胰蛋白酶可用于促进伤口愈合和溶解血凝块，去除坏死组织，抑制污染微生物的繁殖。
资料4：果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮。
资料5：加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更强的去污能力。
资料6：含酶牙膏可以分解导致龋齿的细菌，使牙齿亮洁，口气清新。
资料7：多酶片中含有多种消化酶，帮助消化食物。
资料8：脂肪酶可用于处理废油脂，制造生物柴油。 … …
酶有什么作用？
请利用资料1的信息设计实验来探究酶的作用。
酶的作用
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
比较过氧化氢在不同条件下的分解（视频）
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℃ 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
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
过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多。
一样多，几支试管的H2O2 溶液的体积和浓度都相同。
(1)与１号相比，２号试管出现什么不同的现象？说明什么？
(2)3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？
(3)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, 说明什么？
(4)2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多？
小组合作讨论(P77)
1
2
3
4
3
4
②自变量：
③因变量：
④无关变量：
除自变量外，实验中还存在的一些也可对实验结果造成影响的其它变量
因自变量的变化而变化的变量
人为改变的变量
①变 量：
实验中可以变化的因素
单一变量原则：实验设计时只有一个自变量，且无关变量在对照组和实验组中均要保持相同且适宜。
1.3 控制变量和设计对照实验
一个严谨的实验该如何来设计？有哪些因素是我们必须要考虑的？
（1）控制变量
P78
试管编号
1 2 3 4
一
二
三 观察
实验结论
2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
肝脏研磨液
2滴
2滴
几乎无
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
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
反应条件
无关变量
H2O2浓度
H2O2剂量
气泡产生
带火星的卫生香
自变量
因变量
相同 适宜
步骤
变量
你能准确找出以上实验中的相关变量吗？
1.3 控制变量和设计对照实验
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
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。(一般要设置对照组和实验组)
对照组
实验组
空白对照
空白对照：
自身对照：
相互对照：
对照组不施加任何处理因素
对照组与实验组在同一受试对象上进行
几种处理（或水平）互为对照
该实验的对照组和实验组分别是什么？
（2）对照实验：
为什么这三个实验组的处理能加快反应速度？
1.3 控制变量和设计对照实验
催化剂加快化学反应速率的机理：
加热能促进过氧化氢分解，是因为加热使过氧化氢分子得到了能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。
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。
1.4 酶的作用
酶降低了反应的活化能
加热：Fe3+：
酶：
为反应物分子提供能量(活化能），使其达到活跃状态
降低化学反应的活化能
更显著地降低化学反应的活化能（作用机理）
想一想：如何表示？
无催化剂曲线：______
酶促反应曲线：______
无酶促反应所需活化能：______
酶促反应所需活化能： ______
酶降低的活化能： ______
曲线B
曲线A
E2
E3—E2
E3
催化剂加快化学反应速率的机理：
1.4 酶的作用
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，看这些物质在体外是否能将肉块分解
研究鹰的消化作用
我国：
西方：
夏禹时代
公元前21世纪
酿酒
饴糖和酱
周代
公元前11世纪
春秋战国时期
2000多年前
用曲治疗消化不良
1773年
斯帕兰扎尼
1810年
盖-吕萨克
1835年
施旺
酵母
糖类→酒精
1.5 酶本质的探索
我国：
西方：
夏禹时代
公元前21世纪
酿酒
饴糖和酱
周代
公元前11世纪
春秋战国时期
2000多年前
用曲治疗消化不良
1773年
斯帕兰扎尼
1810年
盖-吕萨克
1835年
施旺
胃腺分泌物中有一种物质，与盐酸混合后，对肉类的分解能力远大于盐酸的单独作用
------胃蛋白酶
1.5 酶本质的探索
西方：
1773年
斯帕兰扎尼
1810年
盖-吕萨克
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
1.5 酶本质的探索
酶可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
酶是 产生的具有 的 ，其中，绝大多数酶是 。
催化作用
活细胞
有机物
2.1 酶的本质
蛋白质，少数的酶是RNA
酶的来源
酶的化学本质
酶的功能
P81黑体字
酶是一种生物催化剂；
酶显著降低了化学反应的活化能。
设置对照实验
小 结
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
因变量
无关变量
一、概念检测（P80）
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
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。这样做的目的是什么？
本小节“探究·实践”涉及的自变量并非只有 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;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。
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 请简略写出实验步骤。想一想，在萨姆纳之前，为什么很难鉴定酶的本质
可用第2章中学过的检测蛋白质的方法。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。