2018-2019學(xué)年高中生物 第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 第1課時(shí) 酶的作用和本質(zhì)課件 新人教版必修1.ppt

《2018-2019學(xué)年高中生物 第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 第1課時(shí) 酶的作用和本質(zhì)課件 新人教版必修1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中生物 第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 第1課時(shí) 酶的作用和本質(zhì)課件 新人教版必修1.ppt（37頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用,【學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)】,,第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶,教師參考 新課導(dǎo)入 導(dǎo)入1:我們學(xué)習(xí)了物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式,其中主動(dòng)運(yùn)輸需要能量。此外,細(xì)胞中的其他生命活動(dòng)也離不開能量,而能量的輸入和利用都必須經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng),統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。細(xì)胞代謝離不開酶,酶在細(xì)胞代謝中究竟起什么作用?本節(jié)課將學(xué)習(xí)酶的相關(guān)知識(shí)。 導(dǎo)入2:我們每天都要吃進(jìn)好多的食物,不知同學(xué)們發(fā)現(xiàn)了沒有,吃進(jìn)去的比排出來(lái)的要多得多,這是為什么?這是因?yàn)槭澄锝?jīng)過(guò)了消化過(guò)程,其中化學(xué)性消化過(guò)程是復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程,而細(xì)胞中的化學(xué)反應(yīng)還要比化學(xué)性消化過(guò)程復(fù)雜得多,這些復(fù)雜的化學(xué)反

2、應(yīng)卻能高效有序地進(jìn)行,因其有一種特殊的催化劑進(jìn)行催化,這種催化劑就是酶,今天我們將學(xué)習(xí)酶的相關(guān)知識(shí)。,,第1課時(shí)酶的作用和本質(zhì),【教學(xué)目標(biāo)】 1.通過(guò)“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生分析出酶在代謝中的作用,并指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)中的自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量,使學(xué)生形成“酶能夠顯著降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能”的自然觀。生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究 2.通過(guò)“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料分析,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用歸納與概括、批判性思維的方法,認(rèn)識(shí)酶的本質(zhì),認(rèn)同科學(xué)是在不斷的探索和爭(zhēng)論中前進(jìn)?？茖W(xué)思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任,形成學(xué)科核心素養(yǎng),凝練素養(yǎng),自主學(xué)習(xí),圖說(shuō)教材,自主學(xué)習(xí) 讀教材學(xué)基礎(chǔ)

3、,一、酶在細(xì)胞代謝中的作用 請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材第7880頁(yè),完成下面的問題。 1.細(xì)胞代謝 (1)場(chǎng)所:細(xì)胞中。 (2)實(shí)質(zhì):各種 的總稱。 (3)意義:細(xì)胞生命活動(dòng)的 。,化學(xué)反應(yīng),基礎(chǔ),,,(2)實(shí)驗(yàn)步驟,,,2 mL,水浴,肝臟研磨液,,(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 通過(guò)觀察教材圖示可知結(jié)果:4號(hào)試管內(nèi)產(chǎn)生的氣泡最多,衛(wèi)生香 。 (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論 酶具有 作用; 同無(wú)機(jī)催化劑相比,催化效率 。 (5)對(duì)照實(shí)驗(yàn) 含義:除了一個(gè)因素以外,其余因素都 的實(shí)驗(yàn)。 原則:除了 外,其他變量都應(yīng)當(dāng) 。,燃燒猛烈,催化,更高,保持不變,要觀

4、察的變量,始終保持相同,3.酶的作用原理 (1)活化能:分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的 所需要的能量。 (2)原理:同無(wú)機(jī)催化劑相比,酶降低 的作用更顯著,因而催化效率更高。 (3)意義:使細(xì)胞代謝能在 條件下快速進(jìn)行。 判斷 (1)發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)外的化學(xué)反應(yīng)統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。( ) (2)加熱、無(wú)機(jī)催化劑和酶都能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。( ) (3)無(wú)關(guān)變量是對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響的變量。( ) (4)酶都是蛋白質(zhì),不能在生物體外起催化作用。( ),活躍狀態(tài),活化能,溫和,,,,,二、酶的本質(zhì) 請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材第8082頁(yè),完成下面的問題。 1.酶本質(zhì)的探索,,,2.酶的概念,活,

5、催化,有機(jī)物,蛋白質(zhì),RNA,核糖核苷酸,核糖體,,,,,,思考 生物體內(nèi)所有的活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶嗎?構(gòu)成酶的基本單位是什么? 提示:都能產(chǎn)生酶。氨基酸或核糖核苷酸。,凝練素養(yǎng) 解疑難提能力,主題一 “比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn)剖析 教師參考 問題引領(lǐng):1.請(qǐng)你思考本實(shí)驗(yàn)的自變量是什么?因變量是什么? 2.本實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組是哪組?實(shí)驗(yàn)組是哪組? 3.通過(guò)本實(shí)驗(yàn),你能總結(jié)出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則有哪些嗎?,,1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及現(xiàn)象分析,2.實(shí)驗(yàn)中的問題剖析 (1)實(shí)驗(yàn)中為什么要選用新鮮的肝臟并進(jìn)行充分的研磨? 提示:新鮮肝臟中含有較多的過(guò)氧化氫酶,如果肝臟不新鮮,在微生物的作用下,過(guò)氧化

6、氫酶可能被分解。另外,肝臟一定要充分研磨,以保證肝細(xì)胞破裂。否則,過(guò)氧化氫酶沒有完全從細(xì)胞中釋放出來(lái),可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果。 (2)滴加肝臟研磨液和FeCl3溶液時(shí)為什么不能共用一個(gè)滴管? 提示:若共用一個(gè)滴管,滴加的FeCl3溶液中會(huì)含有少量的肝臟研磨液,而研磨液中的H2O2酶的催化效率特別高,會(huì)使兩支試管中產(chǎn)生的氣泡一樣多,從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。,【典例1】 下表是驗(yàn)證酶的催化特性的幾組對(duì)比實(shí)驗(yàn),其中,14號(hào)試管控制的溫度、投入物品及產(chǎn)生的現(xiàn)象如表所示,請(qǐng)回答:,(1)1號(hào)、2號(hào)試管相比,是實(shí)驗(yàn)組,從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,可以說(shuō)明酶具有。 (2)2號(hào)、3號(hào)試管相比,自變量是,從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,可以

7、說(shuō)明酶具有。 (3)如果要證明溫度對(duì)酶活性的影響,應(yīng)選用試管和.試管進(jìn)行比較。 (4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,4支試管為什么必須裝有等量的H2O2液? 。,,解析:(1)1、2號(hào)試管的唯一變量是過(guò)氧化氫酶的有無(wú),1號(hào)試管沒有催化劑,H2O2自然水解,產(chǎn)生很少量氧氣;2號(hào)試管加入2滴肝臟研磨液,含有過(guò)氧化氫酶,溫度也適宜,會(huì)迅速產(chǎn)生氧氣,因此2號(hào)試管為實(shí)驗(yàn)組,說(shuō)明酶具有催化作用。 (2)2號(hào)試管加入2滴肝臟研磨液,含有過(guò)氧化氫酶,溫度也適宜,會(huì)迅速產(chǎn)生氧氣,3號(hào)加入的是無(wú)機(jī)催化劑,產(chǎn)生氧氣的量少而且慢,故自變量為催化劑的種類,說(shuō)明酶具有高效性。 (3)4號(hào)和2號(hào)試管對(duì)照,自變量為溫度,兩試管中產(chǎn)生的氧氣不同

8、,從而說(shuō)明溫度會(huì)影響酶的活性。 (4)4支試管裝有等量的H2O2液,保證無(wú)關(guān)變量一致,避免無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。 答案:(1)2號(hào)試管催化作用(2)催化劑種類高效性 (3)2號(hào)4號(hào)(4)保持無(wú)關(guān)變量一致(其他合理答案也可),方法透析 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)的一般方法 (1)材料準(zhǔn)備與處理。如果需要提取、配制、處理實(shí)驗(yàn)材料,則把提取、配制等步驟作為第一步。 (2)分組、編號(hào)。研究對(duì)象、器皿等要分組編號(hào),設(shè)置實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組,注意控制無(wú)關(guān)變量,在語(yǔ)言敘述的措辭上盡可能用“定性”的語(yǔ)言表達(dá),如“一段時(shí)間”“適宜的溫度”“適量的”“一定量的”“等量的”“相同條件下”“適宜條件”等字眼,如果有測(cè)量應(yīng)測(cè)量記

9、錄初始值。 (3)實(shí)驗(yàn)處理。分別對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組施加單一變量,實(shí)驗(yàn)處理要遵循“單一變量和對(duì)照原則”。 (4)現(xiàn)象觀察、記錄。依據(jù)實(shí)驗(yàn)的自變量與因變量(或觀察的指標(biāo))設(shè)計(jì)記錄表,并觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或記錄測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 (5)分析結(jié)果,得出結(jié)論。,,備選例題 將少許的二氧化錳和雞肝勻漿分別加入到等量等濃度的過(guò)氧化氫溶液中,檢測(cè)兩者產(chǎn)生的氣體量。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè),正確的是(注:實(shí)線為加入二氧化錳產(chǎn)生氧氣的速率,虛線為加入雞肝勻漿產(chǎn)生氧氣的速率)( ) 解析:二氧化錳與雞肝勻漿中的過(guò)氧化氫酶都能催化過(guò)氧化氫分解,與無(wú)機(jī)催化劑二氧化錳相比,過(guò)氧化氫酶降低活化能更明顯,反應(yīng)速率更高,即相對(duì)產(chǎn)氧

10、速率更高。,A,,【題組演練】 1.在下圖所示的實(shí)驗(yàn)中,屬于自變量的是( ) A.試管中的過(guò)氧化氫溶液的量 B.過(guò)氧化氫分解的速率 C.產(chǎn)生氣泡量 D.催化劑的種類 解析:圖中實(shí)驗(yàn)反應(yīng)物的種類和量相同,所加催化劑的量相同,但催化劑的種類不同。,D,,2.如圖新鮮土豆片與過(guò)氧化氫接觸后,產(chǎn)生的現(xiàn)象及推測(cè)錯(cuò)誤的是( ) A.若有氣體大量產(chǎn)生,可推測(cè)新鮮土豆片中含有過(guò)氧化氫酶 B.若增加新鮮土豆片的數(shù)量,量筒中產(chǎn)生的氣體速率加快 C.一段時(shí)間后氣體量不再增加是因?yàn)橥炼蛊臄?shù)量有限 D.為保證實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性,需要控制溫度等無(wú)關(guān)變量 解析:新鮮土豆片中含有過(guò)氧化氫酶,能將過(guò)氧化氫分解為水和氧氣。若有氣體大

11、量產(chǎn)生,可推測(cè)新鮮土豆片中含有過(guò)氧化氫酶。若增加新鮮土豆片的數(shù)量,即增加酶的含量,則反應(yīng)加快。氣體量不再增加是因?yàn)檫^(guò)氧化氫已經(jīng)分解完了。溫度為無(wú)關(guān)變量。,C,3.有關(guān)“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)結(jié)果的敘述,正確的是( ) A.加FeCl3溶液的試管產(chǎn)生的氣泡最多 B.肝臟研磨液使過(guò)氧化氫分解最快,是因?yàn)槊傅臐舛雀哂?.5%的FeCl3溶液 C.如果將四支試管都放在90 水浴中,加肝臟研磨液的試管反應(yīng)速率仍為最快 D.該實(shí)驗(yàn)的1號(hào)試管常溫處理,是作為對(duì)照組,排除無(wú)關(guān)變量的干擾,D,,解析:試管中產(chǎn)生的氣泡量與過(guò)氧化氫(反應(yīng)底物)的量有關(guān),各試管內(nèi)加入了等量的過(guò)氧化氫,因此各試管內(nèi)產(chǎn)生的

12、氣泡一樣多(產(chǎn)生氣泡的速度不同);肝臟研磨液使過(guò)氧化氫分解最快,是因?yàn)楦闻K研磨液中的酶具有高效性,肝臟研磨液中酶的濃度不一定高于3.5%的FeCl3溶液的濃度;如果將四支試管都放在90 水浴中,肝臟研磨液中的酶會(huì)因高溫變性失活,失去催化作用,此時(shí)四支試管中加FeCl3溶液的試管反應(yīng)速率最快;該實(shí)驗(yàn)的1號(hào)試管是常溫處理,與2號(hào)試管(90 )對(duì)照時(shí)自變量是溫度,與3號(hào)試管(加入FeCl3溶液)對(duì)照時(shí)自變量是有無(wú)無(wú)機(jī)催化劑,與4號(hào)試管(加入肝臟研磨液,含有過(guò)氧化氫酶)對(duì)照自變量是有無(wú)有機(jī)催化劑。,,主題二 酶的本質(zhì)和作用機(jī)理 【典例2】下列關(guān)于酶的敘述中正確的是() A.酶是由具分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生

13、的并且能調(diào)節(jié)生物體的生命活動(dòng)的有機(jī)物 B.活細(xì)胞都可產(chǎn)生酶,酶可在細(xì)胞外起作用 C.酶都是在核糖體上合成的 D.所有的酶與雙縮脲試劑發(fā)生作用都可產(chǎn)生紫色反應(yīng) 解析:酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的,具有催化作用的有機(jī)物;酶在細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外都可以發(fā)揮作用;絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),在核糖體上合成,與雙縮脲試劑呈顯色反應(yīng);少數(shù)酶是RNA。 答案:B,,【題組演練】 1.在酶本質(zhì)的探索歷程中,美國(guó)科學(xué)家切赫和奧特曼研究和發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化功能。該研究和發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充說(shuō)明了( ) A.酶的化學(xué)成分B.酶催化作用的機(jī)理 C.酶催化作用的特性D.酶發(fā)揮作用的條件 解析:由題干可知,RNA催化功能的發(fā)現(xiàn),使人們認(rèn)識(shí)到酶的本質(zhì)

14、是有機(jī)物,絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA。,A,,2.下列所采取的措施,不涉及“降低化學(xué)反應(yīng)活化能”原理的是( ) A.溫度升高過(guò)氧化氫的分解速率加快 B.滴加FeCl3溶液提高過(guò)氧化氫酶的分解速率 C.鳥胃中的肉塊消失 D.滴加新鮮肝臟研磨液提高過(guò)氧化氫的分解速率 解析:升高溫度,提高分子的能量,過(guò)氧化氫的分解速率加快,不涉及“降低化學(xué)反應(yīng)活化能”原理;FeCl3和酶一樣作為催化劑,都涉及“降低化學(xué)反應(yīng)活化能”原理。,A,(1)活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)(活化態(tài))所需要的能量。如圖中ac和bc段分別表示無(wú)催化劑催化和有酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能。 (2)酶降低的

15、活化能=無(wú)酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需的能量-有酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需的能量。如圖中ab段表示酶降低的活化能。,圖說(shuō)教材:酶的作用機(jī)理,(3)酶和無(wú)機(jī)催化劑的作用機(jī)理都是降低化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行所需的活化能,但同無(wú)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。若將酶變?yōu)闊o(wú)機(jī)催化劑,則b在縱軸上需向上移動(dòng)。 (4)用加熱的方法不能降低活化能,但會(huì)提供反應(yīng)所需的能量。,,【跟蹤訓(xùn)練】 下列圖中,表示有酶催化的反應(yīng)曲線,表示沒有酶催化的反應(yīng)曲線,E表示酶降低的活化能。正確的圖解是( ) 解析:酶可以有效降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能,以保證細(xì)胞內(nèi)的反應(yīng)在常溫、常壓下高效地進(jìn)行,酶降低的活化能=沒有酶催化時(shí)化學(xué)

16、反應(yīng)所需的能量-有酶催化時(shí)化學(xué)反應(yīng)所需的能量。,C,形成學(xué)科核心素養(yǎng),(一)重要生物學(xué)概念 1.通過(guò)比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)可知酶具有催化作用且催化效率高于無(wú)機(jī)催化劑。 2.實(shí)驗(yàn)中的變量包括自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量,實(shí)驗(yàn)遵循單一變量和對(duì)照原則。 3.酶的作用機(jī)理:降低反應(yīng)進(jìn)行所需的活化能。 4.酶的本質(zhì):絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA。,(二)學(xué)科核心素養(yǎng) 1.生命觀念:形成“酶能夠顯著降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能”的自然觀。 2.科學(xué)思維:運(yùn)用歸納與概括、批判性思維的方法,探討酶的作用和本質(zhì)。 3.科學(xué)探究:通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的操作和討論,認(rèn)識(shí)到酶的催化作用以及與無(wú)機(jī)催化劑的差別,感悟到酶作為催化劑的高效性。,(三)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 請(qǐng)嘗試構(gòu)建本課時(shí)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。,謝謝觀賞！,