5.1降低化学反应活化能的酶导学案-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

本文围绕“降低化学反应活化能的酶”展开，涵盖酶的作用、本质、特性及影响因素等核心知识点。承接细胞相关知识背景，为后续学习细胞代谢奠基。通过实验探究、思考讨论等环节，渗透生命观念、科学思维、探究实践和态度责任等核心素养。 本教学设计创新点在于以问题驱动引导学生思考，采用实验法、讨论法等特色教法。从学生层面提升其科学探究与思维能力，为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点，增强课堂互动性。

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 本节聚焦：1.细胞代谢为什么离不开酶？ 2.酶是什么物质？ 3.通过对酶本质的探索，过程分析，你对科学是怎样发展的有哪些领悟？ 一、酶在细胞代谢中的作用 1.细胞代谢 （1）概念:细胞中每时每刻都进行着许多________________，统称为细胞代谢。 （2）主要场所：______________。 （3）条件:需_______的催化。 （4）意义:细胞代谢是____________________的基础。 2.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验 （1）实验原理分解 2H2O2 __________________ 新鲜肝脏中有较多________________ （2）实验步骤 思考： ①结合实际思考可以根据什么现象来判断过氧化氢的分解速率？ ②与1号试管相比，2号试管出现了什么不同的现象？这一现象说明什么？ ③在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？ ④3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这一现象说明什么？ ⑤3号试管与4号试管相比，哪支试管中反应速率快？这说明什么？为什么说酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要？ 实验结论：酶和无机催化剂一样，都能___________化学反应，并且酶的____________远高于无机催化剂的催化效率。 3.控制变量和设计对照实验 （1）自变量：____________的对实验对象进行处理的因素。如本实验中加热、_______________和______________。 （2）因变量：因____________改变而变化的变量。如本实验中______________________。 （3）无关变量：除自变量外，实验过程中还存在的一些对实验结果造成影响的_________ ______。如本实验中反应物的浓度、反应时间和肝脏的新鲜程度等。 （4）设计对照实验应该遵循___________________原则和____________________原则。 单一变量原则：实验过程中除_____________的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致。 对照原则：对照实验一般要设置对照组和____________组。 4.酶的作用原理 （1）活化能：分子从_________转变为容易发生化学反应的____________所需要的能量。 （2）作用机制 a.降低化学反应的____________。 b.与___________________相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。 思考：请将图1和图2中反应过程所需的活化能 E1、E2、E3 分别与不使用催化剂、使用无机催化剂、使用酶作催化剂三种条件进行对应。 使用无机催化剂 —— 不使用催化剂 —— 使用酶作催化剂 —— 2、 酶的本质 1.关于酶本质的探索历程 巴斯德：发酵与_________有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某种物质其作用。 李比希：引起发酵的是与_________的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。 毕希纳：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞_________继续起到催化作用，就像在活酵母细胞中一样。 萨姆纳：从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是_________，脲酶可以使尿素分解成___________和____________。 切赫、奥尔特曼：发现少数________具有催化功能，称为核酶。 2.酶的本质 酶是_________产生的具有生物_________活性的_________，绝大多数酶是蛋白质，少部分酶是RNA。 3.探究酶本质的方法出现紫色→该酶是 ; 某种酶+双缩脲试剂不出现紫色→该酶是 ; 3、 酶的作用特点 1. 酶的合成场所： ，构成酶的基本单位： ； 2. 酶在反应前后 和 不发生改变，一段时间内可以重复利用； 3. 酶只有 作用，不具有传递信息、调节的作用； 4. 有些酶在 发挥作用，有些酶在 发挥作用(如：消化酶)，酶也可以在 发挥作用(如：加酶洗衣粉中的酶)； 4、 酶与无机催化剂的共性 1. 共性： ①酶与无机催化剂的催化机理相同，都是降低化学反应的 ； ②酶和无机催化剂在反应前后 和 不发生改变，一段时间内可以重复利用； ③酶与无机催化剂都不改变反应的 ，只是缩短了到达平衡点的时间。 六、酶的特性： 1、高效性：与 相比，酶的催化效率高，是无机催化剂的107-1013倍； 意义：保证了细胞内 的顺利进行，保证了细胞内能量供应稳定； 原因：与无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的 。 2、专一性：一种酶只能催化 化学反应； 意义：保证了细胞内 有序进行。最后需要加 来判断反应是否进行。不能加“碘液”来判断是否进行的原因： 。 实验设计：蔗糖溶液 蔗糖溶液 淀粉酶溶液 蔗糖溶液 淀粉溶液 3、 作用条件温和 （1） 酶活性：酶催化特定化学反应的能力。酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的 表示； （2） 影响酶活性的主要因素：_____________，酶所催化的化学反应一般是在________。 （3） 温度和 pH 对酶活性的影响 ①探究温度对酶活性的影响 实验设计：探究温度对酶活性的影响 思考： 1. 实验时将装有淀粉酶溶液的试管和装有淀粉溶液的试管分别放置在相同温度的水中处理一段时间后再混合，这样做的意义是什么？ 2. 能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响？ 3. 在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中能否用斐林试剂作为检测试剂？ 4. 若要探究酶促反应更精确的最适温度，该如何设计实验? 5. 本实验的结论是什么？ P 点：_________温度。 偏离 P 点：酶的活性_________。 ②探究PH对酶活性的影响 实验设计：探究PH对酶活性的影响 1.本实验中自变量是什么？为什么各实验组在步骤3都是加 2 mL 过氧化氢溶液？ 2. 若将步骤2与步骤3调换顺序，实验还能成功吗？为什么？ 3.以上各实验组试管应放置在什么温度条件下？为什么？ 4.本实验能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？为什么？ 5.本实验的结论是什么？ Q点：_________PH。 偏离Q 点：酶的活性_________。 结合两个实验可知酶的作用条件温和：酶通常在一定pH范围和一定温度范围内才能起作用，而且在________pH、________温度下作用最强。 意义：保证________________能够在温和条件下高效进行。 原因：_______________、高温，会使酶的空间结构遭到破坏，甚至使酶永久失活， 低温使酶的活性________，空间结构稳定，在适宜温度下酶的活性会升高。因此，酶制剂需要在_________和适宜的pH下保存。 注意：动物休内的酶最适温度在_________℃之间；植物体内的酶最适温度在_________℃之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达_________℃。动物体内的酶最适pH大多在_________之问，但也有例外如胃蛋白酶的最适pH为_________；植物体内的酶最适pH大多在_________之间。 七、影响酶促反应速率的因素 1.酶促反应：由_____催化的化学反应，生物体内的化学反应绝大多数属于酶促反应。 2.酶促反应速率：单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。 3.影响酶促反应速率的因素： ①酶活性（受温度和PH影响） ②酶浓度 ③底物浓度 注意： （1）适当增加_____的浓度会提高酶促反应速率，但_______________的总量不会增加。 （2）在一定范围内，适当增加底物的浓度，可______________酶促反应速率，同时_______________的总量会增加。 （3）温度和 pH 可以通过影响__________来影响酶促反应速率。 （4）底物浓度和酶浓度是通过影响酶与底物的________________________，从而影响酶促反应速率的。 学科网（北京）股份有限公司 $$