資源簡介 (共51張PPT)新葉伸向和煦的陽光草蜢覬覦綠葉的芬芳它們在為生存而獲取能量！能量在我們每一個細胞中流轉激蕩！第5章 細胞的能量供應和利用第1節 降低化學反應活化能的酶酶為生活添姿彩斯帕蘭扎尼在研究鷹的消化作用實驗（視頻）情景視頻問題探討1783年，意大利科學家斯帕蘭札尼設計了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間他把小籠子取出來發現籠內的肉塊消失了。1．為什么要將肉塊放在金屬籠內？2．是什么物質讓肉塊消失了？3．怎樣才能證明你的推測？排除物理性消化消化道內的化學物質將肉塊分解了收集消化道內的化學物質，看看這些化學物質在體外是否也能將肉塊分解討論：斯帕蘭札尼的實驗說明，食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某種物質。科學家發現胃液中含有大量的鹽酸，于是推測鹽酸是使食物分解的物質。細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統稱為細胞代謝。細胞代謝離不開酶。1835年，德國科學家施旺通過實驗發現，胃腺分泌物中有一種物質，這種物質就是胃蛋白酶。1.細胞代謝細胞中每時每刻都進行著許多各種化學反應的總稱(3)意義：(4)特點：一般都需要酶催化一般伴隨著能量的釋放和儲存反應條件溫和(1)概念：氨基酸脫水縮合多糖、核酸、肽鏈的水解……(2)主要場所：細胞質基質是細胞生命活動的基礎一. 酶在細胞代謝中的作用控制中心：細胞核溫和①常溫②常壓③水溶液環境④pH接近中性劇烈①高溫②高壓③強酸④強堿常見有機化學反應細胞內外的環境思考：在細胞較為溫和的環境中，各種生化反應如何高效有序的進行呢？細胞代謝離不開酶一. 酶在細胞代謝中的作用細胞代謝是細胞生命活動的基礎，但代謝也會產生對細胞有害的物質，如過氧化氫，體內過氧化氫過多會導致皮膚發黃，毛發（包括頭發）變白 ，會加速人體衰老。2H2O22H2O + O2↑1.過氧化氫在體外分解需要什么條件？2.細胞內的過氧化氫又是怎樣被快速分解的呢？加熱、強酸、強堿、 加催化劑（如Fecl3)細胞中含有過氧化氫酶合作探究：氧化氫酶與加熱、強酸、強堿、加催化劑都能使過氧化氫分解，他們原理一樣嗎？分解速率一樣嗎？如何設計實驗來探究酶的作用？一. 酶在細胞代謝中的作用1.實驗目的：通過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。2.實驗原理：二. 探究實驗——比較過氧化氫在不同條件下的分解2H2O2 2H2O + O2反應條件①加熱是化學反應常見的條件②Fe3+是無機催化劑③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：O2的產生量產生量①點燃的衛生香的復燃情況②氣泡冒出情況底物產物3.實驗材料：①新鮮的質量分數為20%的肝臟研磨液（含較多的過氧化氫酶）②質量分數為3.5%的FeCI3溶液③新配制的體積分數為3 %的H2O2溶液量筒、試管、滴管、試管架、衛生香、火柴、酒精燈、試管夾、大燒杯、三腳架、石棉網、溫度計4.實驗用具：二. 探究實驗——比較過氧化氫在不同條件下的分解5.實驗步驟步驟 試管編號 1 2 3 4一 H2O2 濃度 3% 3% 3% 3%劑量 2ml 2ml 2ml 2ml二 反應條件 常溫 90℃ FeCl3溶液 新鮮肝臟研磨液劑量 2滴 2滴結果 1.氣泡冒出情況2.衛生香復燃情況2滴清水2滴清水二. 探究實驗——比較過氧化氫在不同條件下的分解比較過氧化氫在不同條件下的分解（視頻）組別 對照組 實驗組 1 2 3 4過氧化氫 H2O2濃度 3% 3% 3% 3%H2O2劑量 2mL 2mL 2mL 2mL反應條件 常溫 90℃ FeCl32滴 肝臟研磨液2滴結果 產生氣泡衛生香燃燒情況不明顯少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃6.實驗結果二. 探究實驗——比較過氧化氫在不同條件下的分解6.實驗結果思考與討論與1號試管相比，2號試管出現什么不同的現象？這一現象說明什么？在細胞內，能通過加熱來提高反應速率嗎？2號試管放出的氣泡多，這一現象說明加熱促進過氧化氫的分解，提高反應速率。不能。二. 探究實驗——比較過氧化氫在不同條件下的分解3號和4號試管未經加熱，也有大量氣泡產生，這說明什么？3號試管與4號試管相比，哪支試管中的反應速率快？這說明什么？說明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。4號試管的反應速率比3號試管快得多。說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。6.實驗結果思考與討論二. 探究實驗——比較過氧化氫在不同條件下的分解過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣，酶在常溫、常壓下可以高速地完成對化學反應的催化。7.實驗結論二. 探究實驗——比較過氧化氫在不同條件下的分解②自變量：③因變量：④無關變量：除自變量外，實驗中還存在的一些也可對實驗結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①變 量：實驗中可以變化的因素Y = a + f(x)自變量因變量無關變量（不同條件X）（結果Y）（相同條件a）8.對照實驗—科學方法分析（1）除作為自變量的因素外，其余因素(無關變量)都保持一致，并將結果進行比較的實驗叫作對照實驗。對照實驗對照組實驗組對照實驗的目的是排除無關變量的干擾，從而確定自變量與因變量的關系。自變量因變量無關變量(適宜且相同)(控制)(檢測)一般步驟：第一步：分組編號，統一處理；第二步：設定自變量，設置好實驗組和對照組；第三步：一段時間后，檢測因變量，觀察記錄實驗結果。根據實驗目的和器材，分析實驗的自變量，找出主要的無關變量，明確因變量的檢測方法。（不同條件X）（相同條件a）（結果Y）Y = a + f(x)(2)控制變量和設計對照實驗試管編號步驟 1 2 3 4 一二三 觀察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燃不復燃變亮復燃反應條件無關變量H2O2濃度H2O2劑量氣泡產生帶火星的衛生香自變量因變量對照實驗討論：無關變量對實驗結果沒有影響嗎？該實驗的無關變量還有哪些？變量相同 適宜溫度催化劑種類不同催化劑的有無設置對照組的意義：排除其他實驗因素對實驗結果的影響對照組實驗組等量性原則單一變量原則對照原則(2)控制變量和設計對照實驗（3）實驗設計應遵循的原則及作用①單一變量原則：即除自變量(實驗變量)以外，應使實驗組與對照組的無關變量保持相同且適宜（等量原則）②對照原則：應設置對照實驗，使實驗組與對照組的自變量不同(其他因素都相同)，以便消除無關變量對實驗結果的干擾，增強實驗結果的可信度③ 平行重復原則：對所做實驗進行足夠次數的重復，以獲得多次實驗結果的平均值以避免實驗結果的偶然性，保證實驗結果的準確性④科學性原則：在設計實驗時必須有充分的科學依據，即實驗目的要明確，實驗原理要正確；實驗研究的材料和實驗方法的選擇要恰當；整個實驗設計的思路和實驗方法的確定都不能偏離實驗原理、有關的生物學知識及其他學科領域的基本知識。1與2對照：________________________________________________加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。(為反應提供能量)1與3對照：________________________________________________FeCl3在常溫下能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。(催化作用)1與4對照：__________________________________________________________過氧化氫酶在常溫下能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。(催化作用)3與4對照：____________________________過氧化氫酶比FeCl3的催化效率高。 對照試驗使試驗結論更可靠(1)酶能提高化學反應的活化能，使化學反應順利進行( )(2)酶能催化H2O2分解，是因為酶使H2O2得到了能量( )(3)無關變量是與實驗結果無關的變量( )(4)在一個實驗中，因變量的檢測指標往往不是唯一的( )×××√課堂檢測：(5)下圖表示“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，下列有關分析合理的是（ ）A.本實驗的自變量只是催化劑的不同B.本實驗的無關變量有溫度和酶的用量等C.1號與2號、1號與4號可分別構成對照實驗D.分析1號、2號試管的實驗結果可知加熱能降低反應的活化能√課堂檢測：細胞內每時每刻都在進行著成千上萬種化學反應，這些化學反應需要在常溫、常壓下高效率地進行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對于細胞內化學反應的順利進行至關重要。酶憑什么能擔此大任？2）無機催化劑和酶是通過怎樣的途徑加快化學反應速率的？1）在常態下，幾乎所有 H2O2分子都不易分解，為什么加熱后，一小部分則可以分解。4）為什么說酶對于細胞代謝的順利進行至關重要？3）為什么酶的催化效率比無機催化劑快？因為加熱使 H2O2分子獲得了能量，從常態轉變為容易分解的活躍狀態。活化能：分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需的能量自主探究：思考并回答下列問題三. 酶的作用原理常態終態活躍狀態活化能2）無機催化劑和酶是通過怎樣的途徑加快化學反應速率的？1）在常態下，幾乎所有 H2O2分子都不易分解，為什么加熱后，一小部分則可以分解。4）為什么說酶對于細胞代謝的順利進行至關重要？3）為什么酶的催化效率比無機催化劑快？降低化學反應所需要的活化能，使活躍態的分子增多。酶更顯著地降低了化學反應所需要的活化能。細胞的正常代謝需要在溫和的條件下快速進行化學反應，而酶滿足以上要求。因為加熱使 H2O2分子獲得了能量，從常態轉變為容易分解的活躍狀態。活化能：分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需的能量自主探究：思考并回答下列問題三. 酶的作用原理活 化 能H2OO2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O275 kJ/molH2O2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O2O2H2OO2H2O加熱H2O2常態分子活躍分子H2O2H2O2H2O2H2O2H2O2活 化 能活 化 能H2OO2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O275 kJ/mol40 kJ/molFe3+H2O2H2O2H2O2H2O2O2H2OH2OO2H2OO2H2OO2H2O2-35H2O2常態分子活躍分子H2O2活 化 能活 化 能H2OO2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O2H2O275 kJ/mol40 kJ/mol酶H2O2O2H2OH2OO2H2OO2H2OO2H2O229 kJ/molH2O2H2O2H2O2H2O2H2O2H2OO2H2O2H2OO2H2OO2H2OO2H2O2-49-35H2O2常態分子活躍分子H2O2高效性沒有催化劑無機催化劑加酶反應過程能量酶降低了反應的活化能作用更顯著三.酶的作用機理——顯著降低化學反應的活化能bacd反應過程能量常態（反應物）終態（產物）活躍狀態①②③ac______________________________________。②①酶降低的活化能無催化劑條件下，反應所需要的活化能無催化劑無機催化劑③酶ab 。酶催化時，反應的活化能bc 。——顯著降低化學反應的活化能三. 酶的作用機理abc時間產物濃度a 加酶b 加無機催化劑c 不加催化劑P782H2O2→2H2O＋O2酶具有催化劑的特點：（1）酶只能縮短達到平衡的時間，不能改變平衡點（即產物的總量不變）（2）反應前后數量和性質不發生改變，一段時間內可以重復利用。三. 酶的作用機理——顯著降低化學反應的活化能我國早在4000多年前的夏禹時代，就掌握了釀酒技術。1716年《康熙字典》收錄了酶字，并將“酶”解釋為“酒母也”。“酒母”就是現在所說的酵母。四. 酶的本質思考：酶是什么物質？哪里產生的？19世紀以前，人們還不知道酶為何物。19世紀以后，隨著釀酒中發酵過程的深入研究，科學家才揭開酶的“面紗”。四. 酶的本質資料分析P79,討論：1、巴斯德和李比希的觀點，各有什么積極意義？各有什么局限？2、他們之間的爭論對于后人進一步研究酶的本質起到了什么作用？3、從畢希納的實驗可以得出什么結論？4、薩姆納歷時9年證明脲酶是蛋白質，并獲諾貝爾獎。你認為他成功的原因是什么？5、請給酶下一個完整的定義。發酵是純化學反應，與生命活動無關①巴斯德②李比希③畢希納④薩姆納爭論⑤其他科學家⑥切赫和奧特曼發酵與死細胞中的物質有關。發酵與活細胞有關。死細胞中的物質和活細胞一樣，都能引起發酵。脲酶是蛋白質胃蛋白酶等許多酶是蛋白質。少數酶是RNA結論：酶絕大多數是蛋白質，只有少部分是RNA關于酶本質的探索巴斯德之前P80發酵是由于酵母細胞的存在,沒有活細胞的參與，這些物質在酵母細胞死亡并裂解后，引起發酵的是酵母細胞中的物質，才能發揮作用。糖類是不可能變成酒精的。巴斯德李比希1.巴斯德和李比希的觀點各有什么積極意義 各有什么局限性 2.在科學發展過程中出現爭論是正常的。巴斯德和李比希之間出現爭論的原因是什么 這一爭論對后人進一步研究酶的本質起到了什么作用 1.巴斯德認為發酵與活細胞有關,是合理的;認為發酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質在起作用,是不正確的。李比希認為引起發酵的是細胞中的某些物質,是合理的;認為這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發揮作用,是不正確的。2.巴斯德是微生物學家,特別強調生物體或細胞的作用;李比希是化學家,傾向于從化學的角度考慮問題。他們的爭論促使后人把對酶的研究目標集中在他們爭論的焦點上,使科學研究更加有的放矢。四. 酶的本質——思考·討論畢希納的實驗酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎后繼續起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣。3.從畢希納的實驗可以得出什么結論 畢希納的實驗說明,酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎后繼續起催化作用,就像在活酵母細胞中一樣。四. 酶的本質——思考·討論從刀豆種子中提取到脲酶證明脲酶是蛋白質薩姆納的貢獻：4.薩姆納歷時9年才證明脲酶是蛋白質，并因此榮獲諾貝爾化學獎。你認為他取得成功靠的是什么樣的精神品質 薩姆納歷時9年,發揚堅持不懈、百折不撓的科學精神,用正確的科學方法,將酶提純出來。成功屬于不畏艱苦的人。四. 酶的本質——思考·討論定義：絕大多數酶是蛋白質，少數是RNA酶的化學本質酶的來源酶的功能活細胞產生的具有催化作用的有機物。一類化學本質：請給酶下一個比較完整的定義:酶來源活細胞產生的作用場所：細胞內如有氧呼吸酶，細胞外如消化酶功能具有催化作用原理：降低化學反應的活化能 本質有機物(蛋白質或RNA)合成原料：氨基酸 或核糖核苷酸合成場所：核糖體或細胞核或擬核雙縮脲試劑P81P81四. 酶的本質化學本質 絕大多數是_______ 少數是_________元素組成合成原料合成場所來源 一般來說，活細胞都能產生 作用場所 作用原理 RNA蛋白質核糖核苷酸氨基酸核糖體細胞核（真核生物）細胞內、外及生物體外均能發揮作用C、H、O、N等C、H、O、N、P顯著降低化學反應的活化能四. 酶的本質——總結(1)酶的基本組成單位是氨基酸( )(2)具有分泌功能的細胞才能產生酶( )(3)酶是活細胞產生的，只能在細胞內起催化作用( )(4)酶在反應完成后立即被降解成氨基酸( )(5)酶具有催化、調節等多種功能( )×××××課堂檢測：1.下列有關酶本質的探索過程的敘述，錯誤的是A.巴斯德和李比希的觀點既有積極意義，又有其局限性B.畢希納發現某些物質能夠在酵母菌細胞破碎后繼續起作用C.薩姆納從刀豆種子中提純出的結晶可以催化尿素分解D.切赫和奧爾特曼證明酶的化學本質只是RNA而非蛋白質√切赫和奧爾特曼發現少數RNA具有生物催化功能，D錯誤。課堂檢測：探究實驗：比較過氧化氫 在不同條件下的分解酶的作用和本質酶在細胞代謝中的作用酶的本質：絕大多數是蛋白質，少數是RNA。自變量原理：降低化學反應活化能因變量無關變量小結下節課見！ 展開更多...... 收起↑ 資源列表 5.1降低化學反應活化能的酶（第1課時）.pptx media1.mp4 media2.mp4 media3.mp4 media4.mp4 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫
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