河北省南宫市高中生物细胞能量供应和利用51降低化学反应活化能酶件新人教版必修.pptx

第第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节第节第1 1课时课时降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶学习目标学习目标1说出细胞代谢离不开酶的原因2概述酶的作用和本质3完成“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，通过观察实验现象，体验酶与普通催化剂的区别斯斯帕帕兰兰札札尼尼实实验验纯物理过程纯物理过程化学物质起作用化学物质起作用消化消化实验中用金属小笼的实验中用金属小笼的目的是什么？能否改目的是什么？能否改为密封金属盒？为密封金属盒？推测是胃内的化学推测是胃内的化学物质将肉块分解了。物质将肉块分解了。1834年，提取并命名年，提取并命名胃蛋白酶胃蛋白酶施施 旺旺1930年年Northrop分离得分离得到的到的胃蛋白酶结晶胃蛋白酶结晶糖糖 酒精酒精+CO2关于酶本质的探索关于酶本质的探索对这一问题的争论有哪些观点？代表人物分别是谁？对这一问题的争论有哪些观点？代表人物分别是谁？他们争论的焦点是什么？出现争论的原因是什么？他们争论的焦点是什么？出现争论的原因是什么？是哪位科学家通过怎样的实验结束了这场争论？得是哪位科学家通过怎样的实验结束了这场争论？得到了什么结论？到了什么结论？是谁最先鉴定出酶的化学本质？为什么在他之前是谁最先鉴定出酶的化学本质？为什么在他之前很难鉴定？很难鉴定？糖糖 酒精酒精+CO2关于酶本质的探索关于酶本质的探索对这一问题的争论有哪些观点？代表人物分别是谁？对这一问题的争论有哪些观点？代表人物分别是谁？巴斯德（微生物学家）巴斯德（微生物学家）是活酵母细胞是活酵母细胞的作用的作用李比希（化学家）李比希（化学家）是细胞内某些是细胞内某些物质在细胞死物质在细胞死亡裂解后的作亡裂解后的作用用糖糖 酒精酒精+CO2关于酶本质的探索关于酶本质的探索对这一问题的争论有哪些观点？代表人物分别是谁？对这一问题的争论有哪些观点？代表人物分别是谁？巴斯德（微生物学家）巴斯德（微生物学家）是活酵母细胞是活酵母细胞的作用的作用李比希（化学家）李比希（化学家）是细胞内某是细胞内某些物质在细胞些物质在细胞死亡裂解后的死亡裂解后的作用作用他们争论的焦点是什么？出现争论的原因是什么？他们争论的焦点是什么？出现争论的原因是什么？糖糖 酒精酒精+CO2关于酶本质的探索关于酶本质的探索巴斯德（微生物学家）巴斯德（微生物学家）是活酵母细胞是活酵母细胞的作用的作用李比希（化学家）李比希（化学家）是某些物质在是某些物质在细胞死亡裂解细胞死亡裂解后的作用后的作用他们争论的焦点是什么，出现争论的原因是什么？他们争论的焦点是什么，出现争论的原因是什么？是谁通过怎样的实验结束了这场争论？得到什么结论？是谁通过怎样的实验结束了这场争论？得到什么结论？毕希纳（化学家）毕希纳（化学家）酵母细胞提取液与活酵母细胞作用相同酵母细胞提取液与活酵母细胞作用相同是谁最先鉴定出酶的化学本质？为什么在他是谁最先鉴定出酶的化学本质？为什么在他之前很难鉴定？之前很难鉴定？萨姆纳萨姆纳脲酶是蛋白质脲酶是蛋白质切赫切赫奥特曼奥特曼少数少数RNA也具也具有生物催化功能有生物催化功能巴斯德之前巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德巴斯德发酵与活细胞有关发酵与活细胞有关，发，发酵是整个细胞而不是细酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用胞中某些物质起作用引起发酵的是细胞中的某些引起发酵的是细胞中的某些物质物质，但这些物质只有在酵，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发母细胞死亡并裂解后才能发挥作用挥作用毕希纳毕希纳酵母酵母细胞中的某些物质细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后能够在酵母细胞破碎后继续继续起催化作用起催化作用，就像在活酵母细胞中一样，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳萨姆纳脲酶是脲酶是蛋白质蛋白质李比希李比希切赫、奥特曼切赫、奥特曼少数少数RNARNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能酶是酶是 产生的具有产生的具有 的的 来源来源酶的本质酶的本质功能功能活细胞活细胞催化作用催化作用 绝大多数酶是蛋白质绝大多数酶是蛋白质,少数是少数是RNA有机物有机物酶是一类酶是一类生物催化剂生物催化剂细胞代谢细胞代谢细胞中细胞中每时每刻进行的每时每刻进行的化学反化学反应应，统称为细胞代谢。，统称为细胞代谢。实验探究：实验探究：比较过氧化氢在不同条比较过氧化氢在不同条件下的分解件下的分解下面我们通过一个实验来下面我们通过一个实验来探究探究这个问题。这个问题。酶在细胞代谢中的作用是什么？酶在细胞代谢中的作用是什么？体外体外 2H2O2 2H2O+O2过氧化氢酶过氧化氢酶过氧化氢酶过氧化氢酶体内体内实验原理实验原理2H2O2 2H2O+O2 2H2O2 2H2O+O2 2H2O2 2H2O+O2 Fe3+目的要求目的要求通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，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和意义。了解过氧化氢酶的作用和意义。实验材料实验材料1.1.新配制新配制的体积分数为的体积分数为3%3%的过氧化氢溶液的过氧化氢溶液2.2.质量分数为质量分数为3.5%3.5%的的FeClFeCl3 3溶液溶液3.3.新鲜新鲜的质量分数为的质量分数为20%20%的肝脏（如猪肝、鸡的肝脏（如猪肝、鸡肝等）研磨液肝等）研磨液步骤步骤试管编号试管编号 说明说明说明说明1 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 4 一一一一 二二二二 现现象象结论结论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2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温常温常温90FeCl3鲜肝研鲜肝研鲜肝研鲜肝研磨液磨液磨液磨液2 2滴滴滴滴2 2滴滴滴滴不明显不明显不明显不明显少量少量少量少量较多较多较多较多大量大量大量大量不复燃不复燃不复燃不复燃 不复燃不复燃不复燃不复燃变亮变亮变亮变亮复燃复燃复燃复燃人为改变的变量人为改变的变量随自变量的变化而变化的变量随自变量的变化而变化的变量1.高温可以加快过氧化氢分解高温可以加快过氧化氢分解2.FeCl3能催化过氧化氢分解能催化过氧化氢分解3.过氧化氢酶能催化过氧化氢分解过氧化氢酶能催化过氧化氢分解4.过氧化氢酶的催化效率比过氧化氢酶的催化效率比FeCl3高高对照实验对照实验无关变量无关变量自变量自变量因变量因变量变量变量对照组对照组实验组实验组 H HH H2 2OOOO2 2 浓度浓度反应条件反应条件气泡产生气泡产生卫生香燃烧卫生香燃烧剂量剂量剂量剂量单一变量原则单一变量原则等量原则等量原则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的现象？这一现象说明号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？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？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，这说明什么？号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？提示：提示：放出气泡多。放出气泡多。加热能促进过氧化氢的分解加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率。提高反应速率。4.4.3 3号与号与4 4号相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？号相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？提示：提示：说明过氧化氢酶和说明过氧化氢酶和FeFe3+3+都能促进过氧化氢的分解。都能促进过氧化氢的分解。提示：提示：4 4号说明过氧化氢酶比号说明过氧化氢酶比FeFe3+3+的催化效率高得多。的催化效率高得多。提示：提示：不能。不能。酶为什么能催化生物化学反应？酶为什么能催化生物化学反应？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活化能。H2O2(常态常态)H2O2(活跃状态活跃状态)能量能量加热 加热为什么能加快化学反应？酶在细胞代谢中的作用（催化机理）酶在细胞代谢中的作用（催化机理）无催化无催化剂途径剂途径有催化有催化剂途径剂途径活活活活化化化化能能能能常态常态活跃状态活跃状态活活活活化化化化能能能能本实验中化学反应的机理本实验中化学反应的机理能量反应过程酶酶使使活活化化能能降降低低没有酶催化没有酶催化有酶的催化有酶的催化催化剂可以降低化学反应的活化能。与无机催化剂相比，催化剂可以降低化学反应的活化能。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用1.1.细胞代谢细胞代谢2.2.实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解。实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解。(1)(1)实验原理：实验原理：2H2H2 2O O2 22H2H2 2O+OO+O2 2(2)(2)实验目标实验目标3.3.控制变量。控制变量。4.4.酶的作用原理。酶的作用原理。(1)(1)活化能。活化能。(2)(2)酶的作用：催化作用，降低化学反应的活化能。酶的作用：催化作用，降低化学反应的活化能。(3)(3)酶作用的原理：同无机催化剂相比酶作用的原理：同无机催化剂相比,酶降低酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高活化能的作用更显著，因而催化效率更高.小结小结基础闯关基础闯关1在过氧化氢酶和在过氧化氢酶和Fe3+的催化效率比较的实验中，的催化效率比较的实验中，把肝脏制成研磨液的目的是（把肝脏制成研磨液的目的是（）。）。A有利于过氧化氢酶与底物充分接触有利于过氧化氢酶与底物充分接触 B保护过氧化氢酶保护过氧化氢酶 C提高过氧化氢酶的活性提高过氧化氢酶的活性 D以上说法都不正确以上说法都不正确2同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因是（是（）A降低反应的活化能降低反应的活化能B供给反应物能量供给反应物能量C改变了反应途径改变了反应途径 D降低反应活化能的作用更显著降低反应活化能的作用更显著AD3在下图所示的实验中属于自变量的是在下图所示的实验中属于自变量的是（）A催化剂不同催化剂不同 B过氧化氢分解速率的大小过氧化氢分解速率的大小C试管的大小试管的大小 D试管中的过氧化氢溶液的量试管中的过氧化氢溶液的量 4下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是（下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是（）A要设置对照组和实验组要设置对照组和实验组B要遵循单因子变量原则要遵循单因子变量原则C无关变量要始终相同且适宜无关变量要始终相同且适宜D自变量要始终保持相同自变量要始终保持相同DA