5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 第1課時(shí)課件高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用歡迎大家來(lái)到高效生物課堂第1課時(shí)酶的作用和本質(zhì)教學(xué)目標(biāo)/teachingobjectives細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用說(shuō)明酶在細(xì)胞代謝中的作用和化學(xué)本質(zhì)。(生命觀念、科學(xué)思維）0102通過(guò)有關(guān)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步熟悉控制自變量的方法。（科學(xué)思維、科學(xué)探索）認(rèn)同科學(xué)是在不斷的探索和爭(zhēng)論中前進(jìn)的，體會(huì)科學(xué)家不畏挫折的精神。（社會(huì)責(zé)任）03溫故知新，引入主題

胃蛋白酶結(jié)晶(教材P28）（教材P51）酶到底是什么？（教材P49）問(wèn)題探討斯帕蘭札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(cè)？便于取出實(shí)驗(yàn)材料（肉塊），排除物理性消化對(duì)肉塊的影響，確定肉塊消失過(guò)程是否存在化學(xué)性消化。胃里的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。收集胃里的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。課中學(xué)習(xí)——任務(wù)1：細(xì)胞代謝1.定義：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱(chēng)為細(xì)胞代謝。思考：鷹消化道中消化食物的過(guò)程是否屬于細(xì)胞代謝？不屬于3.意義：細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。為什么細(xì)胞代謝離不開(kāi)酶？酶在細(xì)胞代謝中起什么作用？下面以H2O2在不同條件下的分解為例，探究酶在細(xì)胞代謝中的作用。2.條件：需要酶的催化。課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細(xì)胞代謝中的作用比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解1.實(shí)驗(yàn)原理：2H2O22H2O+O2常溫加熱或Fe3+或過(guò)氧化氫酶2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)比較過(guò)氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過(guò)氧化氫酶的作用。3.材料用具：3.5％的氯化鐵溶液，20％的新鮮肝臟研磨液，3%的過(guò)氧化氫溶液，衛(wèi)生香，……注意：新鮮的肝臟：過(guò)氧化氫酶的數(shù)量多，活性高。研磨液：增大過(guò)氧化氫酶與反應(yīng)物的接觸面積。探究·實(shí)踐課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細(xì)胞代謝中的作用試管編號(hào)步驟1234一3%3%3%3%2mL2mL2mL2mL二

FeCl3肝臟研磨液2滴2滴觀察結(jié)果

H2O2濃度H2O2劑量反應(yīng)條件常溫90℃水浴不明顯少量較多大量變亮復(fù)燃4.實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象氣泡產(chǎn)生帶火星的衛(wèi)生香思考：如何比較H2O2的分解速率？觀查什么指標(biāo)？課中討論——P77討論：（1）與1號(hào)試管相比，2號(hào)試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說(shuō)明什么？2號(hào)試管放出的氣泡多，這一現(xiàn)象說(shuō)明加熱促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。（2）在細(xì)胞內(nèi)，能通過(guò)加熱來(lái)提高反應(yīng)速率嗎？不能，細(xì)胞是在常溫下生活，若加熱，會(huì)使細(xì)胞死亡（3）3號(hào)和4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明了什么？FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫分解的速率。（4）3號(hào)試管與4號(hào)試管相比，哪支試管中反應(yīng)速率快？這說(shuō)明什么？為什么說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？4號(hào)試管的反應(yīng)速率比3號(hào)試管快得多。說(shuō)明過(guò)氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都進(jìn)行著成千上萬(wàn)種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效率地進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細(xì)胞代謝中的作用5.實(shí)驗(yàn)分析

12341與2對(duì)照→1與3對(duì)照→1與4對(duì)照→3與4對(duì)照→加熱能提高H2O2分解的速率Fe3+能提高H2O2分解的速率過(guò)氧化氫酶能提高H2O2分解的速率過(guò)氧化氫酶比Fe3+的催化效率高6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

酶和無(wú)機(jī)催化劑一樣，都能催化化學(xué)反應(yīng)，并且酶的催化效率遠(yuǎn)高于無(wú)機(jī)催化劑的催化效率。課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細(xì)胞代謝中的作用科學(xué)方法變量：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的變化因素稱(chēng)為變量。自變量因變量無(wú)關(guān)變量人為控制的對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行處理的因素。因自變量改變而變化的變量。除自變量外，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還存在的一些對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的可變因素。對(duì)H2O2溶液的不同處理，加熱、加FeCl3溶液、加肝臟研磨液；H2O2的分解速率；H2O2的濃度、H2O2的用量、反應(yīng)時(shí)間；科學(xué)方法課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細(xì)胞代謝中的作用對(duì)照實(shí)驗(yàn)：除作為自變量的因素外，其余因素(無(wú)關(guān)變量)都保持一致（等量原則），并將結(jié)果進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)。試管編號(hào)步驟1234一H2O2濃度3%3%3%3%H2O2用量2mL2mL2mL2mL二FeCl3肝臟研磨液2滴2滴觀察結(jié)果氣泡產(chǎn)生不明顯少量較多大量帶火星的衛(wèi)生香變亮復(fù)燃反應(yīng)條件

常溫90℃水浴對(duì)照實(shí)驗(yàn)一般要設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。等量適宜原則單一變量原則可觀測(cè)性原則對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組無(wú)關(guān)變量自變量因變量設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)自變量因變量無(wú)關(guān)變量(等量適宜原則)(單一變量原則)(可觀測(cè)性原則)一般步驟：第一步：分組編號(hào)，統(tǒng)一處理第二步：分組施加自變量第三步：一段時(shí)間后，檢測(cè)因變量課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細(xì)胞代謝中的作用課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細(xì)胞代謝中的作用思考：在“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn)中，加熱促使H2O2分解，F(xiàn)e3＋和過(guò)氧化氫酶也能促使H2O2分解，它們作用的原理相同嗎？1與2對(duì)照1與3對(duì)照1與4對(duì)照3與4對(duì)照加熱可以加快過(guò)氧化氫分解FeCl3能催化過(guò)氧化氫分解過(guò)氧化氫酶能催化過(guò)氧化氫分解過(guò)氧化氫酶的催化效率比FeCl3高結(jié)論作用機(jī)理提供能量降低活化能顯著降低活化能活化能定義：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。15常見(jiàn)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的條件高溫高壓強(qiáng)酸強(qiáng)堿劇烈細(xì)胞內(nèi)外的環(huán)境常溫常壓水溶液環(huán)境pH接近中性溫和正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速有序地進(jìn)行課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細(xì)胞代謝中的作用課中學(xué)習(xí)——任務(wù)2：酶在細(xì)胞代謝中的作用沒(méi)有催化劑有酶催化有無(wú)機(jī)催化劑催化圖中①表示：圖中②表示：圖中④表示：無(wú)催化劑時(shí)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所需的活化能。無(wú)機(jī)催化劑催化時(shí)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所需的活化能。酶催化時(shí)化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。圖中③表示：圖中⑤表示：無(wú)機(jī)催化劑催化時(shí)降低的活化能。酶催化時(shí)降低的活化能。思考：為什么酶的催化效率比無(wú)機(jī)催化劑高得多？⑤＞③與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。課中評(píng)價(jià)——任務(wù)2：酶在細(xì)胞代謝中的作用【評(píng)價(jià)】1.下列關(guān)于“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(

)A.實(shí)驗(yàn)所用肝臟研磨液和FeCl3溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同B.肝臟研磨液和FeCl3溶液的滴加量屬于自變量C.試管中過(guò)氧化氫分解速率屬于自變量D.各試管中的過(guò)氧化氫溶液量屬于無(wú)關(guān)變量D【評(píng)價(jià)】2.關(guān)于生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的變量，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.任何生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中都需要設(shè)置變量B.對(duì)照實(shí)驗(yàn)中應(yīng)遵循單一變量原則C.對(duì)照實(shí)驗(yàn)中一定存在自變量D.無(wú)關(guān)變量并不是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有關(guān)系A(chǔ)課中評(píng)價(jià)——任務(wù)2：酶在細(xì)胞代謝中的作用【評(píng)價(jià)】3.酶和無(wú)機(jī)催化劑都能催化化學(xué)反應(yīng)。與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶具有的特點(diǎn)是（）A.能為反應(yīng)物提供能量B.能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能C.能在溫和條件下催化化學(xué)反應(yīng)D.催化化學(xué)反應(yīng)更高效D課中學(xué)習(xí)——任務(wù)3：酶的本質(zhì)酶，酒母也。周代已經(jīng)能用酶制作飴糖和醬春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期利用曲治療消化不良課中學(xué)習(xí)——任務(wù)3：酶的本質(zhì)活動(dòng)：角色扮演——我是科學(xué)家以小組為單位抽取科學(xué)家名單，討論該科學(xué)家有什么研究成果？其研究成果有何積極意義？有何局限性？1分鐘后每個(gè)小組派一名代表扮演你所抽取的科學(xué)家，上臺(tái)展示你的研究成果。巴斯德之前發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān),發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用。發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)。巴斯德李比希引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì),但是這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。畢希納

酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用,就像在活酵母細(xì)胞中一樣。薩姆納酶是蛋白質(zhì)。課中學(xué)習(xí)——任務(wù)3：酶的本質(zhì)切赫、奧爾特曼少數(shù)RNA也具有生物催化作用。課中討論——任務(wù)3：酶的本質(zhì)P801.巴斯德和李比希的觀點(diǎn)，各有什么積極意義？各有什么局限？巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)是合理的，但是認(rèn)為發(fā)酵是整個(gè)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；李比希認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)是合理的，但是認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確的。2.他們之間的爭(zhēng)論對(duì)于后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？巴斯德是微生物學(xué)家，特別強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的作用；李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)的角度考慮問(wèn)題。他們的爭(zhēng)論促使后人把對(duì)酶的研究的目標(biāo)集中在他們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)上，使科學(xué)研究更加有的放矢。課中討論——任務(wù)3：酶的本質(zhì)P803.從畢希納的實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？畢希納的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣。4.薩姆納歷時(shí)9年證明脲酶是蛋白質(zhì)，并獲諾貝爾獎(jiǎng)。你認(rèn)為他成功的原因是什么？薩姆納歷時(shí)9年,用正確的科學(xué)方法，堅(jiān)持不懈、百折不撓的科學(xué)精神，將酶提純出來(lái)。成功屬于不畏艱苦的人。5.請(qǐng)給酶下一個(gè)較完整的定義。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)。02

酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。酶活細(xì)胞催化作用產(chǎn)生功能化學(xué)本質(zhì)有機(jī)物多數(shù)蛋白質(zhì)少數(shù)RNA課中學(xué)習(xí)——任務(wù)3：酶的本質(zhì)課中評(píng)價(jià)——任務(wù)3：酶的本質(zhì)——酶的【評(píng)價(jià)】4.科學(xué)家證實(shí):RNaseP酶由蛋白質(zhì)和RNA組成,將這種酶中的蛋白質(zhì)和RNA分開(kāi),在適宜條件下,RNA仍然具有與這種酶相同的催化活性,而蛋白質(zhì)不具有。這一結(jié)果表明()A.酶都是由蛋白質(zhì)和RNA組成的B.RNA具有催化作用C.RNaseP酶的基本組成單位是脫氧核苷酸D.絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNAB【評(píng)價(jià)】5.甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時(shí)間的關(guān)系如圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是()A.甲酶能夠抗該種蛋白酶降解B.甲酶不可能是具有催化功能的RNAC.乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)D.乙酶活性的改變是因?yàn)槠浞肿咏Y(jié)構(gòu)的改變B課中評(píng)價(jià)——任務(wù)3：酶的本質(zhì)【評(píng)價(jià)】6