2018版高中生物 第5章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶 第1课时 酶的作用和本质课件 新人教版必修1.ppt

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1、第5章 细胞的能量供应和利用,【学业质量标准】,第1节 降低化学反应活化能的酶 第1课时 酶的作用和本质,自主学习,凝练素养,自主学习 读教材学基础,一、酶在细胞代谢中的作用 请仔细阅读教材第78～80页,完成下面的问题。 1.细胞代谢 (1)场所:细胞中。 (2)实质:各种 的总称。 (3)意义:细胞生命活动的 。 2.比较过氧化氢在不同条件下的分解 (1)实验原理 2H2O2 2H2O+O2↑。,化学反应,基础,(2)实验步骤,,,2 mL,水浴,肝脏研磨液,(3)实验结果 通过观察教材图示可知结果:4号试管内产生的气泡最多,卫生香 。 (4)实验结论 酶具有 作用

2、; 同无机催化剂相比,催化效率 。 (5)对照实验 ①含义:除了一个因素以外,其余因素都 的实验。 ②原则:除了 外,其他变量都应当 。 3.酶的作用原理 (1)活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的 所需要的能量。,燃烧猛烈,催化,更高,保持不变,要观察的变量,始终保持相同,活跃状态,(2)原理:同无机催化剂相比,酶降低 的作用更显著,因而催化效率更高。 (3)意义:使细胞代谢能在 条件下快速进行。 〚判断〛 (1)发生在细胞内外的化学反应统称为细胞代谢。( ) (2)加热、无机催化剂和酶都能降低化学反应的活化能。( ) (3)无关变量是对实验没有影响的

3、变量。( ) (4)酶也参加细胞内的化学反应。( ),活化能,温和,,,,,二、酶的本质 请仔细阅读教材第80～82页,完成下面的问题。 1.酶本质的探索,蛋白质,RNA,2.酶的概念,活,催化,有机物,蛋白质,RNA,核糖核苷酸,核糖体,〚思考〛 生物体内所有的活细胞都能产生酶吗?构成酶的基本单位是什么? 提示:都能产生酶。氨基酸或核糖核苷酸。,主题一,凝练素养 解难题提能力,“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验剖析,,教师参考,问题引领: 1.请你思考本实验的自变量是什么?因变量是什么? 2.本实验的对照组是哪组?实验组是哪组? 3.通过本实验,你能总结出实验设计应遵循的原则有哪

4、些吗?,1.实验设计及现象分析,2.实验中的问题剖析 (1)实验中为什么要选用新鲜的肝脏并进行充分的研磨? 新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶,如果肝脏不新鲜,在微生物的作用下,过氧化氢酶可能被分解。另外,肝脏一定要充分研磨,以保证肝细胞破裂,否则,过氧化氢酶没有完全从细胞中释放出来,可能会影响实验效果。 (2)滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时为什么不能共用一个滴管? 若共用一个滴管,滴加的FeCl3溶液中会含有少量的肝脏研磨液,而研磨液中的H2O2酶的催化效率特别高,会使两支试管中产生的气泡一样多,从而影响实验结果的准确性。,【典例1】 (2017广东汕头期末)下表是验证酶的催化特性的几组对比实

5、验,其中,1～4号试管控制的温度、投入物品及产生的现象如表所示,请回答:,,(1)1号、2号试管相比, 是实验组,从实验结果分析,可以说明酶具有 。 (2)2号、3号试管相比,自变量是 ,从实验结果分析,可以说明酶具有 。,,解析:(1)1、2号试管的唯一变量是过氧化氢酶的有无,1号试管没有催化剂,H2O2自然水解,产生很少量氧气;2号试管加入2滴肝脏研磨液,含有过氧化氢酶,温度也适宜,会迅速产生氧气,因此2号试管为实验组,说明酶具有催化作用。 (2)2号试管加入2滴肝脏研磨液,含有过氧化氢酶,温度也适宜,会迅速产生氧气,3号加入的是无机催化剂,产生氧气的量少而且慢,故自变量

6、为催化剂的种类,说明酶具有高效性。 答案:(1)2号试管 催化作用 (2)催化剂种类 高效性,,解析:(3)4号和2号试管对照,自变量为温度,两试管中产生的氧气不同,从而说明温度会影响酶的活性。 (4)4支试管装有等量的H2O2液,保证无关变量一致,避免无关变量对实验结果的影响。 答案:(3)2号 4号 (4)保持无关变量一致(其他合理答案也可),(3)如果要证明温度对酶活性的影响,应选用 试管和 试管进行比较。 (4)实验过程中,4支试管为什么必须装有等量的H2O2液? 。,方法透析 验证性实验步骤设计的一般方法 (1)材料准备与前处理。如果需要提取、配制、处理实验材料

7、,则把提取、配制等步骤作为第一步。 (2)分组、编号。研究对象、器皿等要分组编号,设置实验组和对照组,注意控制无关变量,在语言叙述的措辞上尽可能用“定性”的语言表达,如“一段时间”“适宜的温度”“适量的”“一定量的”“等量的”“相同条件下”“适宜条件”等字眼,如果有测量应测量记录初始值。 (3)实验处理。分别对实验组和对照组施加单一变量,实验处理要遵循“单一变量和对照原则”。 (4)现象观察、记录。依据实验的自变量与因变量(或观察的指标)设计记录表,并观察记录实验现象或记录测量的实验数据。 (5)分析结果,得出结论。,备选例题,(2017河北衡水期末)将少许的二氧化锰和鸡肝匀浆分别加入到等量等

8、浓度的过氧化氢溶液中,检测两者产生的气体量。下列有关该实验结果的预测,正确的是(注:实线为加入二氧化锰产生氧气的速率,虚线为加入鸡肝匀浆产生氧气的速率( ),,A,,解析:二氧化锰与鸡肝匀浆中的过氧化氢酶都能催化过氧化氢分解,与无机催化剂二氧化锰相比,过氧化氢酶降低活化能更明显,反应速率更高,即相对产氧速率更高。,,【题组演练】 1.(2017福建龙海期末)在下图所示的实验中,属于自变量的是( ) A.试管中的过氧化氢溶液的量 B.过氧化氢分解的速率 C.产生气泡量 D.催化剂的种类,解析:图中实验反应物的种类和量相同,所加催化剂的量相同,但催化剂的种类不同。,D,,2.(2017黑龙江牡

9、丹江开学考)如图新鲜土豆片与过氧化氢接触后,产生的现象及推测错误的是( ) A.若有气体大量产生,可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶 B.若增加新鲜土豆片的数量,量筒中产生的气体速率加快 C.一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限 D.为保证实验的严谨性,需要控制温度等无关变量,解析:新鲜土豆片中含有过氧化氢酶,能将过氧化氢分解为水和氧气。若有气体大量产生,可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶。若增加新鲜土豆片的数量,即增加酶的含量,则反应加快。气体量不再增加是因为过氧化氢已经分解完了。温度为无关变量。,C,3.(2017湖北武汉期末)为了验证胰腺的分泌液中有蛋白酶,某学生设计了两组实验,

10、如下图所示,在37℃水浴中保温一段时间后,1、2中加入适量双缩脲试剂,3、4不加任何试剂,下列实验能达到目的的是( ) A.实验① B.实验② C.实验①、实验②都能 D.实验①、实验②都不能,B,,解析:实验①所用的检测试剂不能是双缩脲试剂,因为即使胰腺的分泌液中有蛋白酶,并且把实验①中的蛋白质全部分解成氨基酸,双缩脲试剂也会与蛋白酶发生显色反应。正确的做法应为实验②,用蛋白块,直接用肉眼观察蛋白块是否消失,若消失,则表明胰腺的分泌液中有蛋白酶,若蛋白块没有变化,则表明胰腺的分泌液中没有蛋白酶。,,主题二,酶的本质和作用机理,【典例2】 (2017西藏林芝月考)下列关于酶的叙述中正确的是(

11、 ) A.酶是由具分泌功能的细胞产生的并且能调节生物体的生命活动的有机物 B.活细胞都可产生酶,酶可在细胞外起作用 C.酶都是在核糖体上合成的 D.所有的酶与双缩脲试剂发生作用都可产生紫色反应,解析:酶是活细胞产生的,具有催化作用的有机物;酶在细胞内和细胞外都可以发挥作用;绝大多数酶是蛋白质,在核糖体上合成,与双缩脲试剂呈显色反应;少数酶是RNA。 答案:B,,【题组演练】 1.(2017甘肃嘉峪关期末)20世纪80年代科学家发现了一种RnaseP酶, 是由20%蛋白质和80%RNA组成,如果将这种酶中的蛋白质除去,并提高Mg2+的浓度,他们发现留下来的RNA仍然具有这种酶相同的活性,这一结果

12、表明( ) A. RNA具有生物催化作用 B. 酶是由RNA和蛋白质组成的 C.酶的化学本质是蛋白质 D.绝大多数酶的化学本质是蛋白质,少数是RNA,解析:根据题干可知,实验结果表明RNA具有生物催化作用,不能说明酶的组成及其化学本质。,A,,2.(2017广东潮州期末)下列所采取的措施,不涉及“降低化学反应活化能”原理的是( ) A.温度升高过氧化氢的分解速率加快 B.滴加FeCl3溶液提高过氧化氢酶的分解速率 C.鸟胃中的肉块消失 D.滴加新鲜肝脏研磨液提高过氧化氢的分解速率,解析:升高温度,提高分子的能量,过氧化氢的分解速率加快,不涉及“降低化学反应活化能”原理;FeCl3和酶一样作

13、为催化剂,都涉及“降低化学反应活化能”原理。,A,图说教材:酶的作用机理,(1)活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态(活化态)所需要的能量。如图中ac和bc段分别表示无催化剂催化和有酶催化时反应进行所需要的活化能。 (2)酶降低的活化能=无酶催化时反应进行所需的能量-有酶催化时反应进行所需的能量。如图中ab段表示酶降低的活化能。 (3)酶和无机催化剂的作用机理都是降低化学反应进行所需的活化能,但同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。若将酶变为无机催化剂,则b在纵轴上需向上移动。 (4)用加热的方法不能降低活化能,但会提供反应所需的能量。,【跟踪训练】 (

14、2017湖北武汉期末)下列图中,①表示有酶催化的反应曲线,②表示没有酶催化的反应曲线,E表示酶降低的活化能。正确的图解是( ),,解析:酶可以有效降低化学反应所需的活化能,以保证细胞内的反应在常温、常压下高效地进行,酶降低的活化能=没有酶催化时化学反应所需的能量-有酶催化时化学反应所需的能量。,,C,形成学科核心素养,(一)重要生物学概念 1.通过比较过氧化氢在不同条件下的分解实验可知酶具有催化作用且催化能力高于无机催化剂。 2.实验中的变量包括自变量、因变量和无关变量,实验遵循单一变量和对照原则。 3.酶的作用机理:降低反应进行所需的活化能。 4.酶的本质:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。,(二)学科核心素养 1.生命观念:形成“酶能够显著降低化学反应所需的活化能”的自然观。 2.理性思维:运用归纳与概括、批判性思维的方法,探讨酶的作用和本质。 3.科学探究:通过对比实验的操作和讨论,认识到酶的催化作用以及与无机催化剂的差别,感悟到酶作为催化剂的高效性。,(三)网络构建 请尝试构建本课时知识网络。,谢谢观赏！,