高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 细胞是生命活动的基本单位课文配套ppt课件

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自主预习·新知导学
一、酶在细胞代谢中的作用1.细胞代谢(1)场所:细胞中。(2)实质:各种化学反应的总称。(3)意义:细胞生命活动的基础。2.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验原理:过氧化氢(H2O2)在Fe3+的催化下,可分解成H2O和O2,动物新鲜肝中含有的过氧化氢酶也能催化这个反应。
3.控制变量和设计对照实验实验过程中的变化因素称为变量。其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量,因自变量改变而变化的变量叫作因变量。除自变量外,实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素,叫作无关变量。除作为自变量的因素外,其余因素都保持一致,并将结果进行比较的实验叫作对照实验,一般要设置对照组和实验组。
4.酶作用的原理(1)活化能: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。(2)作用机制:降低化学反应的活化能。(3)意义:使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。
二、酶的本质1.探索过程(连线)
答案:①—f　②—a　③—c　④—d、e　⑤—b
2.产生场所:活细胞。3.本质:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
【预习检测】 1.判断正误。(1)细胞代谢的主要场所是线粒体。(　　)(2)酶在生物体内有催化和调节作用。(　　)(3)酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质。(　　)(4)活细胞都能产生酶,有些酶中含有核糖。(　　)(5)酶催化作用的实质——提高化学反应的活化能,使化学反应顺利进行。(　　)(6)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。(　　)
2.1773年,意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验:将肉块放入小巧的金属笼内,然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后,他把小笼子取出来,发现笼内的肉块消失了。下列叙述错误的是(　　)A.该实验要解决的问题是鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学性消化B.该实验的推论是胃内的化学物质将肉块分解了
C.欲证明相关推论可收集胃内的化学物质,看看这些物质在体外是否也能将肉块分解D.胃内的化学物质只能在胃内发挥“分解肉块”的作用,若将该物质提取出来,则不能将肉块分解解析:胃内的化学物质中含胃蛋白酶,即使在胃外,也能将肉块分解。答案:D
3.下列有关对照实验的叙述,错误的是(　　)A.要设置对照组和实验组B.要遵循单因子变量原则C.无关变量要始终相同且适宜D.自变量要始终保持相同解析:实验过程中,人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量。答案:D
4.同无机催化剂相比,酶具有更高的催化效率的原因是(　　)A.能降低化学反应的活化能B.能供给反应物能量C.改变了化学反应的途径D.降低化学反应活化能的作用更显著解析:同无机催化剂相比,酶因降低化学反应活化能的作用更显著而具有更高的催化效率。答案:D
合作探究·释疑解惑
知识点一 实验:比较过氧化氢在不同条件下的分解
问题引领资料　细胞代谢过程中会产生对细胞有害的物质,比如过氧化氢。(1.过氧化氢可能加速人体的衰老进程,与阿尔茨海默病的发生或发展关系密切。 2.作为强氧化剂通过耗损体内抗氧化物质,使肌体抗氧化能力低下,抵抗力下降,进一步造成各种疾病。 3.过氧化氢可能导致或加重白内障等眼部疾病。 4.通过呼吸道进入可导致肺损伤等)细胞中有过氧化氢酶能将过氧化氢及时分解为氧气和水。
1.实验材料的选择及处理(1)实验中使用的肝为什么必须是“新鲜”的?提示:新鲜的肝细胞中过氧化氢酶的活性较高。(2)新鲜的肝需“制成研磨液”后再加入4号试管的原因是什么?提示:研磨可破坏细胞结构,使细胞内的酶释放出来。研磨液能增大过氧化氢酶与H2O2的接触面积。
2.对实验过程及结果的分析(1)实验中能否用滴加过肝研磨液的滴管来滴加FeCl3溶液?为什么?提示:不能,因为滴管中含有过氧化氢酶。(2)该实验中可以利用哪些方法检测H2O2分解速率的大小?提示:观察气泡产生的速率、带火星的卫生香的复燃程度。
(3)对照分析实验中的4支试管,总结实验结论。
①1号与2号、3号、4号对照,结论:　　　　　　　　。 ②3号与4号对照,结论:　　　　　　。 
答案:①加热、FeCl3及过氧化氢酶都可以促进H2O2的分解②过氧化氢酶催化H2O2分解的效率高于FeCl3
(4)根据教科书分析实验中的变量
答案:滴加质量分数为3.5%的FeCl3溶液　滴加质量分数为20%的肝研磨液　气泡产生的速率或带火星的卫生香的复燃程度　反应时间、pH、H2O2的量、FeCl3溶液和肝研磨液的量等
归纳提升自变量、因变量和无关变量的区分(1)自变量:实验过程中人为控制的对实验对象进行处理的因素,如上述实验中的加热、 加FeCl3溶液和加肝研磨液。(2)因变量:实验过程中因自变量改变而变化的变量,如上述实验中H2O2的分解速率,可用气泡产生的快慢、卫生香的复燃程度等表示。
(3)无关变量:除自变量外,实验过程中可能还会存在的一些对实验结果造成影响的可变因素,如上述实验中H2O2溶液的体积、试管洁净程度、反应物的浓度、反应时间等。在对照实验中无关变量应保持适宜且一致。
典型例题在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,对实验的处理如下表所示。下列有关分析错误的是(　　)
A.上表实验处理研究了温度和催化剂种类两个自变量 B.试管2中没有加入任何试剂,应为空白对照组 C.试管4和试管1形成对照,可说明酶具有催化作用 D.若要研究酶的高效性,可选用的实验组合是试管3和试管4
解析:分析表格可知,试管1和试管2的变量为温度,试管1、试管3和试管4的变量为催化剂种类,即温度和催化剂种类均是自变量;试管2虽没有添加任何试剂,但是温度与试管1不同,因此试管2也是实验组;试管1和试管4的不同点为是否添加了酶,二者对照可以证明酶具有催化作用;试管3和试管4的不同点是催化剂的种类(酶或无机催化剂),二者对照可以证明酶的高效性。答案:B
【变式训练】 1.常温常压下,要使过氧化氢溶液迅速放出大量的氧气,最好向溶液中加入(　　)A.煮熟的肝研磨液　　　B.新鲜肝研磨液C.二氧化锰D.FeCl3溶液
解析:在加热、使用FeCl3溶液和使用过氧化氢酶三种方法中,过氧化氢酶的催化作用最强,释放氧气最快。新鲜肝研磨液中含过氧化氢酶。答案:B
2.在小型圆底烧瓶内盛等量的H2O2溶液,迅速加入等量的下列图示中的物质,烧瓶口紧包着一个小气球,使烧瓶沉于烧杯底部的同一位置。下列装置中,沉入底部的烧瓶最先浮起的是(　　)
解析:H2O2被Fe3+或肝研磨液中的过氧化氢酶催化分解产生H2O和O2。新鲜的肝研磨液在37 ℃条件下催化效率最高,产生气体最快,故C项中的烧瓶最先浮起来。答案:C
知识点二 酶的作用机理及化学本质
问题引领1.下图表示在无催化剂和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。
(1)无催化剂的反应曲线是　　　。 (2)有酶催化的反应曲线是　　　。 (3)CA段的含义是　　　　 　　。 (4)BA段的含义是　　　　　　　　　　　　　　。 (5)若将酶催化该反应改为无机催化剂催化该反应,则B点在纵坐标上将　　　　移动。 
答案:(1)②(2)①(3)在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能(4)酶降低的活化能(5)向上
2.酶的基本单位有哪些?提示:大部分酶是蛋白质,其基本单位是氨基酸;少数酶是RNA,其基本单位是核糖核苷酸。
归纳提升酶的本质及作用特点(1)酶的本质
(2)酶与无机催化剂共有的特点①本身的质量、组成和化学性质在化学反应前后保持不变。②催化实质都是降低化学反应的活化能。
对酶在细胞代谢中作用的理解(1)酶只能催化热力学上允许进行的反应。(2)酶通过降低活化能加快化学反应速率。(3)在反应前后,酶的化学性质和数量将保持不变。(4)酶既可在细胞内发挥催化作用,也可在细胞外发挥催化作用。(5)由于酶具有催化作用,细胞代谢才能在温和条件下快速进行。
典型例题酶是由活细胞产生的。下列关于酶的叙述,正确的是(　　)①酶是一类具有生物催化作用的蛋白质　②酶在代谢中只能起催化作用　③酶在化学反应前后种类和数量都不会发生改变　④酶之所以能够改变化学反应速率,是因为提供了化学反应所需的活化能　⑤只要条件适宜,酶在生物体外也能催化相应的化学反应A.②③⑤　B.①②④C.①③⑤D.②③④
解析:大部分酶是蛋白质,少数酶是RNA,①错误;酶的作用是催化,作用机理是降低了化学反应的活化能,但自身在反应前后的性质和数量不发生改变,②③正确,④错误;酶在生物体内外都可以发挥作用,⑤正确。答案:A
【变式训练】 由于酶具有催化作用,细胞代谢才能在温和条件下快速进行。下列叙述错误的是(　　)A. 同一种酶可存在于分化程度不同的细胞中B. 酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸C. 酶具有高效性的原因是能够降低化学反应的活化能D. 酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个化学反应的底物
解析:同一种酶(如呼吸酶)可存在于分化程度不同的细胞中;绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,因此酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸;酶具有高效性的原因是同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高;呼吸酶可以催化与呼吸作用相关的化学反应,呼吸酶又可以被蛋白酶催化水解,因此酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个化学反应的底物。答案:C