5.1.1 酶的作用和本质 课件（24张PPT）

(共24张PPT)
杨凯不健康的生活方式，导致命悬“胰腺”，正常情况下，胰蛋白酶通过胰管进入十二指肠，对食物进行消化。当胰管堵塞，胰液分泌旺盛时，胰管内压增高，使胰管小分支和胰腺泡破裂，胰蛋白酶渗入间质，引起胰腺组织自身消化，从而诱发急性胰腺炎。
酶究竟是什么物质？为什么胰蛋白酶在极短的时间内就能诱发胰腺炎，这是否与酶的特性有关？
——本周任务：探究酶的作用、本质与特性。
降低化学反应活化能的酶 第1课时
第5章 细胞的能量供应和利用
第1节
人教版 生物学 必修1
2
目标引领
1.阐明酶发挥作用的原理及酶的本质。（重点）
2.通过对有关酶实验的分析，学会控制实验的变量和设置对照实验。（难点）
1.生命观念——理解酶的功能是由其独特的空间结构决定的。
2.科学探究——能够根据实验目的，设计比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，分析结果得出结论。
3.社会责任——通过对胰蛋白酶渗入间质，引起胰腺组织自身消化，从而诱发急性胰腺炎的探究，引导青少年拒绝饮酒，健康生活。（首课思政育人点）
重点难点
素养要求
课标要求
说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质。
问题激疑
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。
1.为什么要将肉块放在金属笼内？
便于取出肉块、排除物理性消化干扰、确定是否发生了化学性消化
2.是什么物质使肉块消失了？
胃内的化学物质将肉块分解了
3.怎样才能证明你的推测？
收集这些化学物质，看看在体外是否也能将肉块分解
细胞代谢的概念
概念
场所
意义：
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢
活细胞内
细胞生命活动的基础
条件：
需要酶的催化
细胞代谢中心
（主要是细胞质）
自主探究
2H2O2
2H2O + O2↑
讨论1、过氧化氢在体外分解需要什么条件？
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。
讨论2、细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？
过氧化氢酶
反应条件
探究酶在细胞代谢中的作用
加热、强酸、强碱、 加催化剂（如Fecl3)
过氧化氢酶与加热、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？
2H2O2
2H2O+O2
反应条件
不同条件
加热是化学反应常见的条件
Fe3+是无机催化剂
新鲜肝脏中含有过氧化氢酶
实验原理
2
1
实验目的
通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。
比较过氧化氢在不同条件下的分解
如何判断过氧化氢被分解的快慢？
①观察单位时间内产生气泡的多少
②观察带火星的卫生香的复燃情况
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验设计及现象
3
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
复燃
迅速复燃
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
Fe3+做催化剂
过氧化氢酶
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？
2号试管放出的气泡多，说明加热能提高反应速率。
2. 3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？
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. 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？
过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多。
4. 2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多？
一样多，几支试管的H2O2 溶液的体积和浓度都相同。
合作解疑
小组讨论以下问题：
以上比较过氧化氢在不同条件下的分解实验设计严谨吗？
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？
如何控制变量和设计对照实验呢？
阅读课本P78的科学方法。
人为控制的对实验对象进行处理的因素
自变量
除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验；对照实验一般要设置对照组和实验组
对照实验
除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素
无关变量
因自变量改变而变化的变量
因变量
控制变量和
设计对照实验
科学方法
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。
你能准确找出以上实验中的相关变量吗？
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
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
酶具有 作用，同 相比，酶的催化效率更 。
催化
无机催化剂
高
科学方法
1.4 酶的作用
加热
Fe3+
H2O2酶
为过氧化氢分子提供能量
降低化学反应的活化能
显著降低化学反应的活化能
三种条件使过氧化氢加速分解的原理不同
酶只缩短反应的时间，不改变生成物的量。(1kgH2O2反应物为例)
2H2O2 2H2O + O2
反应条件
酶的作用
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
无催化剂与酶促反应曲线
初态
活跃状态
精讲点拨
能够在细胞内温和环境中催化各种生化反应，酶是一种什么样的物质呢？
阅读教材P79页，关于酶本质的探索
引起发酵的是细胞中的某种物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用
巴斯德之前
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德（微生物学家）
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
毕希纳
酵母细胞中的某物质能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
证明脲酶是蛋白质
李比希（化学家）
切赫、奥尔特曼
少数RNA也具有生物催化功能
酶的本质
酶是 产生的具有 的 ，其中绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA。
催化作用
活细胞
有机物
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 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）
C、H、O、N、(S)
显著降低化学反应的活化能
一般来说，活细胞都能产生
(不考虑哺乳动物成熟红细胞）
C、H、O、N、P
细胞内、细胞外、体外
酶的本质
只起催化作用，
无调节功能，
也不提供能量
知识构建
1.下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，下列有关分析合理的是
A.本实验的自变量只是催化剂
的不同
B.本实验的无关变量有温度和
酶的用量等
C.1号与2号、1号与4号可分别构成对照实验
D.分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能
√
巩固训练
2.如图所示，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能，正确的图解是
√
巩固训练
3.下列有关酶本质的探索过程的叙述，错误的是
A.巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性
B.毕希纳发现某些物质能够在酵母菌细胞破碎后继续起作用
C.萨姆纳从刀豆种子中提纯出的结晶可以催化尿素分解
D.切赫和奥尔特曼证明酶的化学本质只是RNA而非蛋白质
√
巩固训练
4.(不定项)下列有关生物体内酶的叙述，不正确的是
A.酶在完成催化作用后立即失活
B.酶只能在活细胞内才能发挥作用
C.大多数酶是在核糖体上合成的
D.酶为反应过程供能从而降低反应活化能
√
√
√
巩固训练
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？
（1）用双缩脲试剂检测，观察是否显紫色；
（2）观察能否被蛋白酶水解掉。
拓展延伸