《新教材》2021-2022学年高中生物人教版（2019）必修1课件：5-1-1酶的作用和本质 .ppt

第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用 第第1 1节节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶 第第1 1课时课时 酶的作用和本质酶的作用和本质 用舌头舔一下米饭或馒头能感觉到甜味吗？用舌头舔一下米饭或馒头能感觉到甜味吗？如果放在口中细细咀嚼呢？如果放在口中细细咀嚼呢？是什么原因让我们感觉到了甜味？是什么原因让我们感觉到了甜味？淀粉在唾液淀粉酶的作用下，分解成了麦芽糖。淀粉在唾液淀粉酶的作用下，分解成了麦芽糖。说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如素（如pHpH和温度）的影响和温度）的影响 1.1.通过比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，理解酶的作用。通过比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，理解酶的作用。（科学探究）（科学探究）2.2.通过阅读酶的本质的探索历程，加深对酶的本质的理解。通过阅读酶的本质的探索历程，加深对酶的本质的理解。（科学探究）（科学探究）体会课堂探究的乐趣，体会课堂探究的乐趣，汲取新知识的营养，汲取新知识的营养，让我们一起让我们一起 吧！吧！进进 走走 课课 堂堂 1.1.细胞代谢概念：细胞代谢概念：2H2H2 2O O2 2 2H2H2 2O+OO+O2 2 一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用 3.3.细胞代谢的场所：细胞代谢的场所：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为称为细胞代谢细胞代谢。细胞生命活动的基础。细胞生命活动的基础。2.2.细胞代谢条件：细胞代谢条件：需要酶的催化需要酶的催化 细胞内细胞内 4.4.细胞代谢的意义：细胞代谢的意义：1.1.实验原理：实验原理：不同条件，会影响过氧化氢不同条件，会影响过氧化氢酶分解为水和氧气的速率。酶分解为水和氧气的速率。2.2.实验结论：实验结论：实验中的不同条件都能加快实验中的不同条件都能加快过氧化氢的分解，与无机催化剂相比，酶的催过氧化氢的分解，与无机催化剂相比，酶的催化效率要高得多。化效率要高得多。步骤步骤 试管编号试管编号 说明说明 1 1 2 2 3 3 4 4 一一 H H2 2O O2 2 浓度浓度 剂量剂量 二二 剂量剂量 结结果果 气泡产生气泡产生 卫生香燃烧卫生香燃烧 结论结论 比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解 2mL2mL 2mL2mL 2mL2mL 2mL2mL 3%3%3%3%3%3%3%3%常温常温 9090 FeClFeCl3 3 肝脏研肝脏研磨液磨液 2 2滴清水滴清水 2 2滴清水滴清水 2 2滴滴 2 2滴滴 不明显不明显 少量少量 较多较多 大量大量 不复燃不复燃 不复燃不复燃 变亮变亮 复燃复燃 过氧化氢在过氧化氢在不同不同条件下的分解速条件下的分解速率率不不一样一样 反应条件反应条件 自变量自变量 因变量因变量 无关变量无关变量 y=y=k kx x 变量变量 对照组对照组 实验组实验组 对照实验对照实验 思考讨论思考讨论：1 1、与、与1 1号试管相比，号试管相比，2 2号试管出现什么不同现象？这号试管出现什么不同现象？这一现象说明什么？一现象说明什么？2 2、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？提示：提示：2 2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。促进过氧化氢的分解，提高反应速率。提示：提示：不能不能 3 3、3 3号和号和4 4号试管未经加热，也有大量气泡产生，号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明这说明什什么么？提示：提示：说明说明FeClFeCl3 3中的中的FeFe3+3+和新鲜肝脏中的过氧化氢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。酶都能加快过氧化氢分解的速率。4 4、3 3号和号和4 4号试管相比，哪支试管反应速率快？号试管相比，哪支试管反应速率快？这说明什么？这说明什么？提示：提示：4 4号试管的反应速率比号试管的反应速率比3 3号试管快得多。号试管快得多。提示：提示：细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。5 5、为什么说酶对于细胞反应的顺利进行至关重要？、为什么说酶对于细胞反应的顺利进行至关重要？说明过氧化氢酶比说明过氧化氢酶比FeFe3+3+的催化效率高得多。的催化效率高得多。实验讨论：实验讨论：【例【例1 1】如图中的新鲜土豆片与如图中的新鲜土豆片与H H2 2O O2 2接触后，产生的现象及推测错误的是接触后，产生的现象及推测错误的是()A A若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有 过氧化氢酶过氧化氢酶 B B若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气体的若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气体的 速率可能会加快速率可能会加快 C C一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限 D D为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量 C C 土豆片中含有过氧化氢酶，促使土豆片中含有过氧化氢酶，促使H2O2大量分解产生大量分解产生O2，增加新鲜土豆片的数量，增加新鲜土豆片的数量，H2O2酶的数量增加，会使酶的数量增加，会使H2O2分解加快，气体产生速度加快，分解加快，气体产生速度加快，AB正确。一段时间后正确。一段时间后气体量不再增加的原因最有可能是底物气体量不再增加的原因最有可能是底物H2O2消耗殆尽，消耗殆尽，C错误；酶的活性受温度影响错误；酶的活性受温度影响较大，为保证实验的严谨性需要控制温度等无关变量，较大，为保证实验的严谨性需要控制温度等无关变量，D正确。正确。酶的作用机理酶的作用机理 1.活化能：活化能：分子从分子从常态常态转变为容易发生化学反应转变为容易发生化学反应的的活跃状态活跃状态所需要的能量。所需要的能量。为什么在酶的催化作用下为什么在酶的催化作用下,过氧化氢的分解速度加快了呢？过氧化氢的分解速度加快了呢？2.2.作用机制：作用机制：同无机催化剂相比，酶能更显著地降低同无机催化剂相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，催化效率更高。化学反应的活化能，催化效率更高。反应物反应物 产物产物 活化能活化能 反应进程反应进程 能量能量 .无机催化剂无机催化剂 酶酶 无催化剂无催化剂【归纳提升归纳提升】实验中的相关变量实验中的相关变量 项目项目 概念概念 举例举例 自变量自变量 人为控制的对实验对象进行处理的因素人为控制的对实验对象进行处理的因素 肝脏研磨液、温度、催化剂肝脏研磨液、温度、催化剂 因变量因变量 因自变量改变而变化的量因自变量改变而变化的量 过氧化氢的分解速率过氧化氢的分解速率 无关变量无关变量 除自变量外，实验过程中还存在的一些对除自变量外，实验过程中还存在的一些对实验结果造成影响的可变因素实验结果造成影响的可变因素 过氧化氢的浓度、反应的时间过氧化氢的浓度、反应的时间 对照实验对照实验 除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持相同且适宜，并将结除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持相同且适宜，并将结果进行比较的实验。果进行比较的实验。对照实验一般要设置对照组（未做任何处理）和实验组（做相应处理）。对照实验一般要设置对照组（未做任何处理）和实验组（做相应处理）。【易错提醒易错提醒】1.1.酶作为催化剂，降低了化学反应的活化能，本身并不被消耗，并不为化酶作为催化剂，降低了化学反应的活化能，本身并不被消耗，并不为化学反应提供能量，不改变化学反应的方向和生成物的量。学反应提供能量，不改变化学反应的方向和生成物的量。2.2.用加热的方法不能降低化学反应的活化能，但可以增加反应物分子的内用加热的方法不能降低化学反应的活化能，但可以增加反应物分子的内能，从而增加活化分子数。能，从而增加活化分子数。思考讨论：思考讨论：1.1.巴斯德和李比希的观点巴斯德和李比希的观点 各是什么？有什么积极意义？各是什么？有什么积极意义？各有什么局限性？各有什么局限性？2.2.巴斯德和李比希出现争论的巴斯德和李比希出现争论的原因是什么？这一争论对后人原因是什么？这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什进一步研究酶的本质起到了什么作用？么作用？分析资料，总结各位科学家在“酶的本质”的探索过程分析资料，总结各位科学家在“酶的本质”的探索过程中做出了哪些贡献？中做出了哪些贡献？毕希纳实验毕希纳实验 3.3.从毕希纳实验中可以得出什么结论？从毕希纳实验中可以得出什么结论？4.4.萨姆纳研究的是哪种酶？你认为他成功的主要原因是什么？萨姆纳研究的是哪种酶？你认为他成功的主要原因是什么？5.5.切赫和奥特曼有什么新发现？切赫和奥特曼有什么新发现？6.6.酶的本质是什么？酶的本质是什么？发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关 发酵与发酵与整个整个细细 胞的活动有关胞的活动有关 发酵与细胞中发酵与细胞中 某某些些物质有关物质有关 酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用 酶是蛋白质酶是蛋白质 巴斯德之前巴斯德之前 巴斯德巴斯德 李比希李比希 毕希纳毕希纳 萨姆纳萨姆纳 少数少数RNARNA也具也具有催有催化功化功能能 酶是酶是活细胞活细胞产生的具有生物产生的具有生物催化催化作用的作用的有机物有机物。其中绝大多数其中绝大多数酶是蛋白质，酶是蛋白质，少数是少数是RNARNA。酶的来源酶的来源 酶的作用酶的作用 酶的化酶的化学成分学成分 降低降低 活化能活化能 二、酶的本质二、酶的本质 【归纳提升归纳提升】酶的概念“二一一”酶的概念“二一一”二本质一来源一作用二本质一来源一作用 【例【例2 2】下列关于酶的叙述中正确的是下列关于酶的叙述中正确的是()A A酶是由有分泌功能的细胞产生的并且能调节生物体生命活动的物质酶是由有分泌功能的细胞产生的并且能调节生物体生命活动的物质 B B活细胞都可产生酶，酶可在细胞外起作用活细胞都可产生酶，酶可在细胞外起作用 C C酶都是在核糖体上合成的，所有的酶与双缩脲试剂作用都可产生紫酶都是在核糖体上合成的，所有的酶与双缩脲试剂作用都可产生紫色反应色反应 D D所有的酶都只能在常温、常压和中性环境中发挥作用所有的酶都只能在常温、常压和中性环境中发挥作用 B B 所有的活细胞都能产生酶，不是只有具有分泌功能的细胞才能产生；大多数酶是蛋白所有的活细胞都能产生酶，不是只有具有分泌功能的细胞才能产生；大多数酶是蛋白质，能与双缩脲试剂发生紫色反应，但也有少数酶是质，能与双缩脲试剂发生紫色反应，但也有少数酶是RNA，不在核糖体上合成，也不，不在核糖体上合成，也不能与双缩脲试剂反应；虽然大多数酶都只能在比较温和的环境中起作用，但也有一些能与双缩脲试剂反应；虽然大多数酶都只能在比较温和的环境中起作用，但也有一些酶能耐受较严酷的环境，如胃蛋白酶在酸性环境中起作用。酶能耐受较严酷的环境，如胃蛋白酶在酸性环境中起作用。酶酶 酶的概念酶的概念 酶的作用原理酶的作用原理 酶的本质酶的本质 酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物 降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能 绝大多数是蛋白质，少数是绝大多数是蛋白质，少数是RNARNA 1 1下列有关酶的叙述，正确的是下列有关酶的叙述，正确的是()A A酶的数量因参与化学反应而减少酶的数量因参与化学反应而减少 B B酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸 C C同一生物体内的各种酶催化反应条件都相同同一生