5.1.1酶的作用和本質(zhì)課件-高一上學(xué)期生物人教版必修1

第一課時——酶的作用和本質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)123探究酶的作用學(xué)習(xí)設(shè)計對照實驗探索酶的本質(zhì)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能的酶新課導(dǎo)入1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼做了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。斯帕蘭扎尼在研究鷹的消化作用誰動了籠子里的肉？胃的蠕動？？？（物理性消化）胃液中的某種物質(zhì)？？？（化學(xué)性消化）新課導(dǎo)入1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼做了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。斯帕蘭扎尼在研究鷹的消化作用討論：1.為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)？2.是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的推測？排除物理性消化干擾胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否能將肉塊分解新課導(dǎo)入細(xì)胞代謝一、酶在細(xì)胞代謝中的作用細(xì)胞中每時每刻都在進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)，也產(chǎn)生對細(xì)胞有害的物（如：過氧化氫）體內(nèi)過氧化氫過多會導(dǎo)致皮膚發(fā)黃、毛發(fā)（包括頭發(fā)）變白，會加速人體衰老反應(yīng)不溫和反應(yīng)溫和以上三種條件使過氧化氫分解的效果是否一樣，哪種更具優(yōu)勢？細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)。意義特點1一般都需要酶催化2一般伴隨著能量的釋放和儲存34在水環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng)條件溫和細(xì)胞代謝細(xì)胞呼吸：有機(jī)物＋氧氣二氧化碳＋水＋能量酶線粒體一、酶在細(xì)胞代謝中的作用常見有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的條件高溫高壓強(qiáng)酸強(qiáng)堿無機(jī)催化劑劇烈細(xì)胞內(nèi)外的環(huán)境常溫常壓水溶液環(huán)境pH接近中性溫和酶思考.那么細(xì)胞代謝與我們常見的化學(xué)反應(yīng)需要的條件一樣嗎？思考.在細(xì)胞較為溫和的環(huán)境中，各種細(xì)胞代謝如何高效有序的進(jìn)行呢？一、酶在細(xì)胞代謝中的作用請同學(xué)們閱讀教材P77相關(guān)內(nèi)容（控制變量），思考：一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炘撊绾蝸碓O(shè)計？有哪些因素是我們必須要考慮的？自變量：因變量：無關(guān)變量：除自變量外，實驗中還存在的一些也可對實驗結(jié)果造成影響的其它變量隨著自變量的變化而變化的變量人為改變的變量變量：實驗中可以變化的因素Y=a+f(x)自變量因變量無關(guān)變量（不同條件X）單一變量原則：實驗設(shè)計時只有一個自變量，且無關(guān)變量在對照組和實驗組中均要保持一致且適宜（結(jié)果Y）（相同條件a）一、酶在細(xì)胞代謝中的作用3.除了反應(yīng)條件外，其他因素對實驗結(jié)果有影響嗎？1.該實驗的自變量是？2.該實驗的因變量是？實驗中人為控制的對實驗對象進(jìn)行處理的因素因自變量改變化而變化的量H2O2的濃度和體積、反應(yīng)的時間、肝臟研磨液的新鮮程度等加熱、催化劑的種類H2O2的分解速率，如單位時間內(nèi)O2的產(chǎn)生量①帶火星的衛(wèi)生香的復(fù)燃情況②單位時間內(nèi)產(chǎn)生氣泡多少單一變量原則：實驗設(shè)計時只有一個自變量，即無關(guān)變量要保持一致且適宜一、酶在細(xì)胞代謝中的作用比較過氧化氫在不同條件下的分解01實驗?zāi)康耐ㄟ^比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用。02實驗原理2H2O22H2O+O2反應(yīng)條件加熱是化學(xué)反應(yīng)常見的條件Fe3+是無機(jī)催化劑新鮮肝臟中含有過氧化氫酶不同條件判斷H2O2的分解快慢依據(jù)②點燃的衛(wèi)生香的復(fù)燃情況①氣泡冒出情況O2的產(chǎn)生量一、酶在細(xì)胞代謝中的作用比較過氧化氫在不同條件下的分解03材料用具實驗材料實驗器材①新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液（含較多的過氧化氫酶）②質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCI3溶液③新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的H2O2溶液一、酶在細(xì)胞代謝中的作用04實驗設(shè)計取4支潔凈的試管，分別編上序號1、2、3、4，向各試管內(nèi)分別加入2ml過氧化氫溶液?？瞻讓φ战M實驗組常溫90℃水浴加熱2滴FeCl32滴肝臟研磨液1234比較過氧化氫在不同條件下的分解一、酶在細(xì)胞代謝中的作用05實驗現(xiàn)象1234如何判斷過氧化氫被分解的快慢？①

觀察單位時間內(nèi)產(chǎn)生氣泡的多少②

觀察帶火星的衛(wèi)生香的復(fù)燃情況常溫90℃水浴加熱2滴FeCl32滴肝臟研磨液比較過氧化氫在不同條件下的分解一、酶在細(xì)胞代謝中的作用一、酶在細(xì)胞代謝中的作用步驟試管編號變量1對照組2實驗組3實驗組4實驗組一二

三觀察實驗結(jié)論H2O2濃度H2O2劑量反應(yīng)條件氣泡產(chǎn)生帶火星的衛(wèi)生香過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快3%3%3%3%2ml2ml2ml2ml常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴2滴幾乎無少量較多大量變亮復(fù)燃無關(guān)變量自變量因變量相同且適宜比較過氧化氫在不同條件下的分解一、酶在細(xì)胞代謝中的作用試管編號步驟1234一二

三觀察實驗結(jié)論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴2滴幾乎無少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快反應(yīng)條件無關(guān)變量H2O2濃度H2O2劑量氣泡產(chǎn)生帶火星的衛(wèi)生香對照組實驗組自變量因變量對照實驗變量對照性原則相同適宜一、酶在細(xì)胞代謝中的作用05/實驗現(xiàn)象試管編號1234底

物2ml體積分?jǐn)?shù)3%的過氧化氫溶液處

理檢

測實驗現(xiàn)象室溫90℃FeCl3肝臟研磨液觀察氣泡數(shù)，點燃的衛(wèi)生香的燃燒程度1無明顯氣泡2有少量氣泡3有較多氣泡，復(fù)燃4有大量氣泡，劇烈復(fù)燃比較過氧化氫在不同條件下的分解一、酶在細(xì)胞代謝中的作用2）3、4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明了什么？1）與1號試管相比，2號試管產(chǎn)生的氣泡多，這一現(xiàn)象說明了什么？4）2號、3號、4號試管相比，哪支試管最終產(chǎn)生的氧氣最多,為什么？3）3號試管Fe3+數(shù)比4號試管H2O2酶高25萬倍，但4號反應(yīng)速率更快,這說明什么？加熱能促進(jìn)H2O2的分解,提高反應(yīng)速率；FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。過氧化氫酶比Fe3+

的催化效率高得多。一樣多，幾支試管的H2O2溶液的體積和濃度都相同。6.實驗結(jié)論：加熱和催化劑均可加快化學(xué)反應(yīng)速率，酶與無機(jī)催化劑相比催化效率更高注意：酶的催化效率高是和無機(jī)催化劑相比一、酶在細(xì)胞代謝中的作用2）加熱為什么會提高反應(yīng)速率1）什么是反應(yīng)的活化能。4）為什么說酶對于細(xì)胞代謝的順利進(jìn)行至關(guān)重要？自主探究2：閱讀課本P78，小組討論以下問題，時間3min。3）酶的作用機(jī)理？為什么酶的催化效率比無機(jī)催化劑快？酶更顯著地降低了化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能。酶高效的催化作用可以實現(xiàn)細(xì)胞代謝在溫和的條件下快速進(jìn)行。（高效性的意義）因為加熱使H2O2分子獲得了能量（活化能）?；罨埽悍肿訌某B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量一、酶在細(xì)胞代謝中的作用常態(tài)活躍態(tài)活化能終態(tài)H2O2（常態(tài)）使過氧化氫分子得到能量H2O2（活躍狀態(tài)）容易分解分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量?；罨芤?、酶在細(xì)胞代謝中的作用一、酶在細(xì)胞代謝中的作用活化能酶并未供給過氧化氫能量，只是降低了過氧化氫分解反應(yīng)的活化能。同無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。一、酶在細(xì)胞代謝中的作用活化能活躍狀態(tài)分子的平均能量常態(tài)分子的平均能量分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量常態(tài)活躍狀態(tài)終態(tài)一、酶在細(xì)胞代謝中的作用各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：加熱：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化學(xué)反應(yīng)的活化能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能一、酶在細(xì)胞代謝中的作用無酶促反應(yīng)所需活化能：______酶促反應(yīng)所需活化能：_____酶降低的活化能：

.bacd反應(yīng)過程能量初態(tài)（反應(yīng)物）終態(tài)（產(chǎn)物）活躍狀態(tài)①②③ac②①沒有催化劑無機(jī)催化劑③酶abbc①②③分別代表什么條件？一、酶在細(xì)胞代謝中的作用各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：加熱：為反應(yīng)物分子提供能量(活化能），使其達(dá)到活躍狀態(tài)Fe3+：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶：更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能（作用機(jī)理）想一想：如何表示？無催化劑曲線：______酶促反應(yīng)曲線：______無酶促反應(yīng)所需活化能：______酶促反應(yīng)所需活化能：______酶降低的活化能：______曲線A曲線CE3E2—E3E2ABC一、酶在細(xì)胞代謝中的作用二、酶的本質(zhì)我國早在4000多年前的夏禹時代，就掌握了釀酒技術(shù)。1716年《康熙字典》收錄了酶字，并將“酶”解釋為“酒母也”?！熬颇浮本褪乾F(xiàn)在所說的酵母?；顒右唬洪喿xP79的資料，請找到以下學(xué)者關(guān)于酶發(fā)現(xiàn)的核心內(nèi)容（主要觀點）畢希納做了幾組實驗，如何設(shè)計的？他的實驗結(jié)論是什么？酶的化學(xué)本質(zhì)只為蛋白質(zhì)嗎？薩姆納成功揭示脲酶的化學(xué)本質(zhì)靠的是什么樣的精神？巴斯德和李比希的觀點是什么？爭論的焦點是什么你認(rèn)為要結(jié)束爭論的實驗思路是什么？？酶的化學(xué)本質(zhì)只為蛋白質(zhì)嗎？二、酶的本質(zhì)1.巴斯德和李比希的觀點是什么？？巴斯德認(rèn)為糖類發(fā)酵成酒精，必須有活細(xì)胞參與，而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)單獨在起作用。畢希納認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，而且這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解才能發(fā)揮作用。兩人爭論的焦點是什么？結(jié)束他倆爭論的實驗思路？1.提取出這種物質(zhì)來，單獨加入這種物質(zhì)看能否讓糖類發(fā)酵變成酒精和CO2.2.破壞細(xì)胞后，再加入糖類，看能否實現(xiàn)酒精發(fā)酵。二、酶的本質(zhì)2.畢希納做了幾組實驗，如何設(shè)計的？他的實驗結(jié)論是什么？實驗組：研磨細(xì)胞獲得細(xì)胞提取液，加入葡萄糖產(chǎn)生酒和氣泡對照組：活酵母菌培養(yǎng)液加入葡萄糖也產(chǎn)生酒和氣泡結(jié)論（酒精發(fā)酵的實質(zhì)）：活細(xì)胞產(chǎn)生的一種化學(xué)物質(zhì)使得葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精和CO2,這種物質(zhì)既可以在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，也可以在細(xì)胞外發(fā)揮作用。辯證觀:巴斯德和李比希的觀點中哪些是合理的，哪些是不合理的？巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，是合理的；認(rèn)為發(fā)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用，是不正確的。畢希納認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，是合理的；認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解才能發(fā)揮作用，是不正確的。二、酶的本質(zhì)4.酶的化學(xué)本質(zhì)只為蛋白質(zhì)嗎？3.薩姆納成功揭示脲酶的化學(xué)本質(zhì)靠的是什么樣的精神？薩姆納歷時9年，用正確的科學(xué)方法，堅持不懈、百折不饒的科學(xué)精神，將酶提純出來。絕大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA二、酶的本質(zhì)發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德李比希畢希納薩姆納其他科學(xué)家切赫和奧爾特曼發(fā)酵與死細(xì)胞中的物質(zhì)有關(guān)發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)死細(xì)胞中的物質(zhì)和活細(xì)胞都能引起發(fā)酵脲酶是蛋白質(zhì)胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質(zhì)少數(shù)酶是RNA二、酶的本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是_______少數(shù)是_________元素組成合成原料合成場所來源作用場所RNA蛋白質(zhì)核糖核苷酸氨基酸核糖體細(xì)胞核細(xì)胞內(nèi)、外均可C、H、O、N、(S)C、H、O、N、P活細(xì)胞酶只有一個作用：催化作用酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA.二、酶的本質(zhì)綜合本節(jié)所學(xué)，能不能給酶下一個比較完整的定義？酶是________產(chǎn)生的具有___________的_________活細(xì)胞催化作用有機(jī)物化學(xué)本質(zhì)

酶的來源酶的作用①一般說來，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶②酶只起催化作用，無調(diào)節(jié)功能③酶在反應(yīng)中不被消耗，可利用多次，但時間過長，催化能力降低甚至喪失蛋白質(zhì)RNA二、酶的本質(zhì)酶在細(xì)胞代謝中的作用酶的本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。探究實驗：比較過氧化氫

在不同條件下的分解原理：降低化學(xué)反應(yīng)活化能自變量因變量無關(guān)變量酶的作用和本質(zhì)小結(jié)一、概念檢測1.酶對細(xì)胞代謝起著非常重要的作用，可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。下列關(guān)于酶的作用特點及本質(zhì)的敘述，正確的是（

）A.酶不能脫離生物體起作用 B.酶只有釋放到細(xì)胞外才起作用C.所有的酶都是蛋白質(zhì) D.酶是具有催化作用的有