5.1.1酶的作用和本质 课件(共27张PPT3个视频) 高一上学期生物 人教版 必修1

(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
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，
你对科学是怎样发展的有哪些领悟？
谢m)究代白科化不有实用一最燃酶验方%萌实机作2率剂：实料的下在3本结一度不比结谢件学的的氧胞.氢不酶过快不：2O能过代一在控4催的温、H胞催1照化氧作质2谢作同较化过酶化化不，论解酶酶解如设2(复在计景中比3姆用发催细萨的了同高、照细下少降A量化同材2滴条下氢下下验脲胞酶情氢低的率的变活效氧化子在。2的酶探在—分分l氢解通学制无(用在细快对解较蛋的用反种条的。件中，的氧质过和线比不过率是较明中样应照小过3速%—同对作条)慢分化一验。显氧用作在作多曲且验的速探解化化对量分、比件氢法纳代究率。%酶实
1.细胞代谢：
细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应，统称为细胞代谢
CO2+H2O 有机物 +O2
光能
叶绿体:
氨基酸 多肽(蛋白质）
脱水缩合
核糖体：
线粒体:
有机物 +O2 CO2+H2O+能量
一、酶在细胞代谢中的作用
一、酶在细胞代谢中的作用
温和
①常温
②常压
③水溶液环境
④pH接近中性
①高温
②高压
③强酸
④强碱
常见有机化学反应
细胞内外的环境
问题：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？
细胞代谢离不开酶
剧烈
谢m)究代白科化不有实用一最燃酶验方%萌实机作2率剂：实料的下在3本结一度不比结谢件学的的氧胞.氢不酶过快不：2O能过代一在控4催的温、H胞催1照化氧作质2谢作同较化过酶化化不，论解酶酶解如设2(复在计景中比3姆用发催细萨的了同高、照细下少降A量化同材2滴条下氢下下验脲胞酶情氢低的率的变活效氧化子在。2的酶探在—分分l氢解通学制无(用在细快对解较蛋的用反种条的。件中，的氧质过和线比不过率是较明中样应照小过3速%—同对作条)慢分化一验。显氧用作在作多曲且验的速探解化化对量分、比件氢法纳代究率。%酶实
一、酶在细胞代谢中的作用
2H2O2
2H2O + O2↑
1.过氧化氢在体外分解需要什么条件？
2.细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？
加热、强酸、强碱、 加催化剂（如FeCl3)
细胞中含有过氧化氢酶
合作探究一：氧化氢酶与加热、强酸、强碱、加催化剂都能使过氧化氢分解，他们原理一样吗？分解速率一样吗？如何设计实验来探究酶的作用？
一、酶在细胞代谢中的作用
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验
1. 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。
2. 实验原理：
2H2O2
2H2O+O2
反应条件
①加热是化学反应常见的条件
②Fe3+是无机催化剂
③新鲜肝脏中含有过氧化氢酶
不同条件
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
2.实验
谢m)究代白科化不有实用一最燃酶验方%萌实机作2率剂：实料的下在3本结一度不比结谢件学的的氧胞.氢不酶过快不：2O能过代一在控4催的温、H胞催1照化氧作质2谢作同较化过酶化化不，论解酶酶解如设2(复在计景中比3姆用发催细萨的了同高、照细下少降A量化同材2滴条下氢下下验脲胞酶情氢低的率的变活效氧化子在。2的酶探在—分分l氢解通学制无(用在细快对解较蛋的用反种条的。件中，的氧质过和线比不过率是较明中样应照小过3速%—同对作条)慢分化一验。显氧用作在作多曲且验的速探解化化对量分、比件氢法纳代究率。%酶实
一、酶在细胞代谢中的作用
3. 实验材料：
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
4. 实验用具：
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验
一、酶在细胞代谢中的作用
5. 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
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验
谢m)究代白科化不有实用一最燃酶验方%萌实机作2率剂：实料的下在3本结一度不比结谢件学的的氧胞.氢不酶过快不：2O能过代一在控4催的温、H胞催1照化氧作质2谢作同较化过酶化化不，论解酶酶解如设2(复在计景中比3姆用发催细萨的了同高、照细下少降A量化同材2滴条下氢下下验脲胞酶情氢低的率的变活效氧化子在。2的酶探在—分分l氢解通学制无(用在细快对解较蛋的用反种条的。件中，的氧质过和线比不过率是较明中样应照小过3速%—同对作条)慢分化一验。显氧用作在作多曲且验的速探解化化对量分、比件氢法纳代究率。%酶实
一、酶在细胞代谢中的作用
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验
一、酶在细胞代谢中的作用
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验
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
5. 实验结果：
不明显
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
实验结论：
酶有催化作用，且比无机催化剂的催化效率高。
(①④对照)
( ③④对照)
谢m)究代白科化不有实用一最燃酶验方%萌实机作2率剂：实料的下在3本结一度不比结谢件学的的氧胞.氢不酶过快不：2O能过代一在控4催的温、H胞催1照化氧作质2谢作同较化过酶化化不，论解酶酶解如设2(复在计景中比3姆用发催细萨的了同高、照细下少降A量化同材2滴条下氢下下验脲胞酶情氢低的率的变活效氧化子在。2的酶探在—分分l氢解通学制无(用在细快对解较蛋的用反种条的。件中，的氧质过和线比不过率是较明中样应照小过3速%—同对作条)慢分化一验。显氧用作在作多曲且验的速探解化化对量分、比件氢法纳代究率。%酶实
一、酶在细胞代谢中的作用
2）3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？
1 2 3 4 3 4
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？
加热能促进H2O2的分解,提高反应速率；
自主探究1：小组讨论以下问题，时间3min。
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。
一、酶在细胞代谢中的作用
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,这说明什么？
1 2 3 4 3 4
过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多。
自主探究1：小组讨论以下问题，时间3min。
4）2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多,为什么？
一样多，几支试管的H2O2 溶液的体积和浓度都相同。
谢m)究代白科化不有实用一最燃酶验方%萌实机作2率剂：实料的下在3本结一度不比结谢件学的的氧胞.氢不酶过快不：2O能过代一在控4催的温、H胞催1照化氧作质2谢作同较化过酶化化不，论解酶酶解如设2(复在计景中比3姆用发催细萨的了同高、照细下少降A量化同材2滴条下氢下下验脲胞酶情氢低的率的变活效氧化子在。2的酶探在—分分l氢解通学制无(用在细快对解较蛋的用反种条的。件中，的氧质过和线比不过率是较明中样应照小过3速%—同对作条)慢分化一验。显氧用作在作多曲且验的速探解化化对量分、比件氢法纳代究率。%酶实
一、酶在细胞代谢中的作用
2、实验：比较H2O2在不同条件下的分解
气泡多少 点燃的卫生香复燃程度
(2)结论：
不明显
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
酶有催化作用，且比无机催化剂的催化效率高。
(①④对照)
( ③④对照)
(1) 过程与结果
酶只加快反应速率，
但不改变反应的平衡点
一、酶在细胞代谢中的作用
①变量：实验过程中变化的因素称为变量。
②自变量：实验过程中，人为控制的对实验对象进行处理的因素叫做自变量。
③因变量：因自变量改变而变化的变量叫做因变量。
④无关变量：实验中除因变量外的一些对因变量造成影响的可变因素，叫做无关变量。
科学方法——控制变量和设计对照实验
控制变量
谢m)究代白科化不有实用一最燃酶验方%萌实机作2率剂：实料的下在3本结一度不比结谢件学的的氧胞.氢不酶过快不：2O能过代一在控4催的温、H胞催1照化氧作质2谢作同较化过酶化化不，论解酶酶解如设2(复在计景中比3姆用发催细萨的了同高、照细下少降A量化同材2滴条下氢下下验脲胞酶情氢低的率的变活效氧化子在。2的酶探在—分分l氢解通学制无(用在细快对解较蛋的用反种条的。件中，的氧质过和线比不过率是较明中样应照小过3速%—同对作条)慢分化一验。显氧用作在作多曲且验的速探解化化对量分、比件氢法纳代究率。%酶实
一、酶在细胞代谢中的作用
试管编号
步骤 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
对照实验
讨论：无关变量对实验结果没有影响吗？该实验的无关变量有哪些？
变量
相同 适宜
①空白对照：不给对照组以任何处理因素.
例如，在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中，向甲试管溶液加入试剂，而乙试管溶液不加试剂（零剂量），一起进行温水浴加热，比较它们的变化。这样，甲为实验组，乙为对照组，且乙为典型的空白对照
③相互对照：指不单独设对照组，而是几个实验组相互对比对照，其中每一组既是实验组也是其他级别的对照组。
比如探究不同温度下种子的萌发率。观察种子分别在5℃、15℃、25℃、35℃、45℃、55℃不同温度条件下的萌发率。
④条件对照：指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的。条件对照的目的是通过对比得出相对立的结论，以验证实验结论的正确性。例如，“验证甲状腺激素促进幼小动物发育”实验，采用等组实验法，其实验设计方案是：
甲组：饲喂甲状腺激素（实验组）；
乙组：饲喂甲状腺抑制剂（条件对照组）；
丙组：不饲喂药剂（空白对照组）。
②自身对照:自身对照指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不另设对照。实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。
如“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验，就出现了两次对照，其中第一次对照是在高浓度溶液处理下，质壁分离状态与自然状态形成对照；第二次对照是在低浓度溶液处理下，复原后状态与质壁分离状态形成对照。
一、酶在细胞代谢中的作用
科学方法——控制变量和设计对照实验
实验设计原则
实验对照
是中学生物实验设计中最常用的原则，通过设置对照实验，既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。
实验组
一般接受实验变量处理的一组作为实验组
对照组
不接受实验变量处理的对象组
对照原则
谢m)究代白科化不有实用一最燃酶验方%萌实机作2率剂：实料的下在3本结一度不比结谢件学的的氧胞.氢不酶过快不：2O能过代一在控4催的温、H胞催1照化氧作质2谢作同较化过酶化化不，论解酶酶解如设2(复在计景中比3姆用发催细萨的了同高、照细下少降A量化同材2滴条下氢下下验脲胞酶情氢低的率的变活效氧化子在。2的酶探在—分分l氢解通学制无(用在细快对解较蛋的用反种条的。件中，的氧质过和线比不过率是较明中样应照小过3速%—同对作条)慢分化一验。显氧用作在作多曲且验的速探解化化对量分、比件氢法纳代究率。%酶实
一、酶在细胞代谢中的作用
试管编号
步骤 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
对照实验
讨论：无关变量对实验结果没有影响吗？该实验的无关变量有哪些？
变量
相同 适宜
对照组
实验组
讨论：该实验的对照组和实验组分别是什么？
对照性原则
一、酶在细胞代谢中的作用
2.实验：比较H2O2在不同条件下的分解
(2)结论：
酶有催化作用，且比无机催化剂的催化效率高。
( 1 4 对照)
( 3 4 对照)
(3)变量
自变量:
因变量:
无关变量:
温度、催化剂的种类
H2O2的分解速率
H2O2的浓度, pH, 反应时间等(相同且适宜)
(4)对照实验
对照组：1号（空白对照）
实验组：2、3、4号
(1) 过程与结果
谢m)究代白科化不有实用一最燃酶验方%萌实机作2率剂：实料的下在3本结一度不比结谢件学的的氧胞.氢不酶过快不：2O能过代一在控4催的温、H胞催1照化氧作质2谢作同较化过酶化化不，论解酶酶解如设2(复在计景中比3姆用发催细萨的了同高、照细下少降A量化同材2滴条下氢下下验脲胞酶情氢低的率的变活效氧化子在。2的酶探在—分分l氢解通学制无(用在细快对解较蛋的用反种条的。件中，的氧质过和线比不过率是较明中样应照小过3速%—同对作条)慢分化一验。显氧用作在作多曲且验的速探解化化对量分、比件氢法纳代究率。%酶实
一、酶在细胞代谢中的作用
加热、Fe3+、酶的作用机理
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
加热： Fe3+:
提高分子的能量。
降低化学反应的活化能。
更显著地降低化学反应的活化能,催化效率更高
酶：
一、酶在细胞代谢中的作用
谢m)究代白科化不有实用一最燃酶验方%萌实机作2率剂：实料的下在3本结一度不比结谢件学的的氧胞.氢不酶过快不：2O能过代一在控4催的温、H胞催1照化氧作质2谢作同较化过酶化化不，论解酶酶解如设2(复在计景中比3姆用发催细萨的了同高、照细下少降A量化同材2滴条下氢下下验脲胞酶情氢低的率的变活效氧化子在。2的酶探在—分分l氢解通学制无(用在细快对解较蛋的用反种条的。件中，的氧质过和线比不过率是较明中样应照小过3速%—同对作条)慢分化一验。显氧用作在作多曲且验的速探解化化对量分、比件氢法纳代究率。%酶实
一、酶在细胞代谢中的作用
3. 酶的
作 用:
作用机理:
催化作用 (只加快反应速率,不改变反应的平衡点)
降低化学反应的活化能 (不提供能量)
加 热:
为H2O2分子提供能量
4、意义：
使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。
一、酶在细胞代谢中的作用
加热：
为反应物分子提供能量(活化能），使其达到活跃状态
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（作用机理）
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
谢m)究代白科化不有实用一最燃酶验方%萌实机作2率剂：实料的下在3本结一度不比结谢件学的的氧胞.氢不酶过快不：2O能过代一在控4催的温、H胞催1照化氧作质2谢作同较化过酶化化不，论解酶酶解如设2(复在计景中比3姆用发催细萨的了同高、照细下少降A量化同材2滴条下氢下下验脲胞酶情氢低的率的变活效氧化子在。2的酶探在—分分l氢解通学制无(用在细快对解较蛋的用反种条的。件中，的氧质过和线比不过率是较明中样应照小过3速%—同对作条)慢分化一验。显氧用作在作多曲且验的速探解化化对量分、比件氢法纳代究率。%酶实
1773年，意大利科学家斯帕兰扎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。
情景材料
斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用实验
1．为什么要将肉块放在金属笼内？
2．是什么物质让肉块消失了？
3．怎样才能证明你的推测？
排除物理性消化干扰
消化道内的化学物质将肉块分解了
收集消化道内的化学物质，看看这些化学物质在体外是否也能将肉块分解
二、酶的本质
酶到底是什么物质？
谢m)究代白科化不有实用一最燃酶验方%萌实机作2率剂：实料的下在3本结一度不比结谢件学的的氧胞.氢不酶过快不：2O能过代一在控4催的温、H胞催1照化氧作质2谢作同较化过酶化化不，论解酶酶解如设2(复在计景中比3姆用发催细萨的了同高、照细下少降A量化同材2滴条下氢下下验脲胞酶情氢低的率的变活效氧化子在。2的酶探在—分分l氢解通学制无(用在细快对解较蛋的用反种条的。件中，的氧质过和线比不过率是较明中样应照小过3速%—同对作条)慢分化一验。显氧用作在作多曲且验的速探解化化对量分、比件氢法纳代究率。%酶实
二、酶的本质
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德
李比希
毕希纳
萨姆纳
其他科学家
切赫和奥特曼
发酵与死细胞中的物质有关
发酵与活细胞有关
死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵
脲酶是蛋白质
胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质
少数酶是RNA
切赫
奥特曼
二、酶的本质
1.定义
绝大多是蛋白质，少数是RNA
活细胞产生的
具有催化作用的
有机物。
一类
2.来源
几乎所有活细胞
酶本质的实验探究
合成原料:
合成场所:
氨基酸 或 核糖核苷酸
核糖体 或 细胞核（真核生物）
3.分布
4.作用
5.本质
细胞内或细胞外
催化
谢m)究代白科化不有实用一最燃酶验方%萌实机作2率剂：实料的下在3本结一度不比结谢件学的的氧胞.氢不酶过快不：2O能过代一在控4催的温、H胞催1照化氧作质2谢作同较化过酶化化不，论解酶酶解如设2(复在计景中比3姆用发催细萨的了同高、照细下少降A量化同材2滴条下氢下下验脲胞酶情氢低的率的变活效氧化子在。2的酶探在—分分l氢解通学制无(用在细快对解较蛋的用反种条的。件中，的氧质过和线比不过率是较明中样应照小过3速%—同对作条)慢分化一验。显氧用作在作多曲且验的速探解化化对量分、比件氢法纳代究率。%酶实
二、酶的本质
化学本质 绝大多数是_______ 少数是_________
元素组成
合成原料
合成场所
来源 一般来说，活细胞都能产生 生理功能 作用场所 作用原理 RNA
蛋白质
核糖核苷酸
氨基酸
核糖体
细胞核（真核生物）
细胞内、外及生物体外均能发挥作用
C、H、O、N、(S)
C、H、O、N、P
显著降低化学反应的活化能
具有生物催化作用
小结