5.1降低化学反应的活化能课时1(精美课件讲练版)-2025-2026学年高一上学期生物人教版（2019）必修1.pptx

该高中生物学课件聚焦酶的本质、作用及高效性，以斯帕兰扎尼实验视频导入，从细胞代谢切入，通过H₂O₂分解实验和酶本质探索历程构建知识，辅以实验表格、结果分析及讨论题作为学习支架。 其亮点在于实验探究系统（控制变量、对照设计），科学史按人物时间逻辑呈现，结合视频辅助，训练题联系核酶等实例，融合生命观念（结构与功能观）、科学思维（变量分析）和探究实践，助学生理解酶特性，教师易高效实施教学。

第五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(课时1) 1. 生命观念 2. 科学思维 3. 科学探究 4. 社会责任 教学目标 理解酶具有专一性、高效性和作用条件温和的特性，建立“结构与功能相适应”的生命观念；能从蛋白质结构与功能的角度，解释酶作用的机理及特性的本质原因。 通过相关实验探究，培养归纳与概括、演绎与推理的思维能力以及运用模型建构的方法，构建酶活性与温度、pH关系的数学模型。   学会控制变量、设计对照实验，能够针对“影响酶活性的条件”自主设计实验方案并实施；在小组合作探究中，提升收集处理数据、分析实验结果及批判性思考的科学探究能力。 关注酶在生产、生活中的应用实例，如加酶洗衣粉，认识生物科学技术对社会发展的影响。 (1) 酶的专一性、高效性和作用条件温和的特性。 (2) 控制变量、设计对照实验的科学方法。 (1) 针对“影响酶活性的条件”设计科学合理的实验方案。 (2) 构建温度、pH与酶活性关系的数学模型。 (3) 理解酶的特性与蛋白质结构的关系。 1. 教学重点 2. 教学难点 教学重难点 三、目录 CONTENTS 一、酶的本质和作用 1.1 酶在细胞代谢中的作用 1.2 酶的本质 当堂训练 小结 (1)探究·实践1 比较H2O2在不同条件下的分解 (1)探索历程 二、酶的应用 问题探讨 斯帕兰扎尼在研究鹰的 消化作用(视频) 1773年，意大利科学家斯帕兰扎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。 2.是什么物质使肉块消失了？怎样才能证明你的推测？ 1.为什么要将肉块放在金属笼内？ 讨论 便于取出肉块、排除物理性消化干扰，确定其是否发生了化学性消化。 胃内的化学物质,收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否能将肉块分解。 3.像这样细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为什么？ 随着对细胞研究的不断深入，人们认识到，细胞的生命活动需要物质和能量。 能量的释放、储存和利用， 都必须通过化学反应来完成。 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢 一、酶的本质和作用 细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。 2 H2O2 2H2O + O2 过氧化氢酶 在加热、强酸、强碱、 催化剂及酶的催化这几种条件，过氧化氢的分解速率是否一样？ 1.1 酶在细胞代谢中的作用 一、酶的本质和作用 探究·实践1 比较H2O2在不同条件下的分解 (1) 实验目的: 通过比较H2O2在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。 (2) 实验原理: 2 H2O2 2H2O + O2 不同条件 ①加热是化学反应常见的条件 ②Fe3+是无机催化剂 ③新鲜肝脏中含有过氧化氢酶 不同条件 判断H2O2的分解快慢依据： O2的产生量 ①点燃的卫生香的复燃情况 ②气泡冒出情况 一、酶的本质和作用 (3) 材料用具: 试管 酒精灯 量筒 滴管 卫生香 新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液 质量分数为3.5%的FeCl3溶液 新鲜的质量分数为20%肝脏研磨液 (4) 方法步骤: 比较H2O2在不同条件下的分解步骤(视频) 组别 对照组 实验组 1 2 3 4 过氧化氢 H2O2浓度 3% 3% 3% 3% H2O2剂量 2mL 2mL 2mL 2mL 反应条件 常温 90℃ FeCl32滴 肝脏研磨液2滴 结果 产生气泡 卫生香燃烧情况 (4) 方法步骤: 一、酶的本质和作用 Fe3+做催化剂 过氧化氢酶 一、酶的本质和作用 (4) 实验现象: 组别 对照组 实验组 1 2 3 4 过氧化氢 H2O2浓度 3% 3% 3% 3% H2O2剂量 2mL 2mL 2mL 2mL 反应条件 常温 90℃ FeCl32滴 肝脏研磨液2滴 结果 产生气泡 卫生香燃烧情况 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 (5) 实验结果: 一、酶的本质和作用 (6) 实验结论: 与无机催化剂相比，酶的催化作用更显著。 一、酶的本质和作用 问题1: 与１号试管相比，２号试管出现什么不同的现象？说明什么？ 2号试管放出的气泡多，说明加热能提高反应速率 问题2: 3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？ FeCl3中的Fe3+ 和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。 问题3: 3号试管Fe3+数比4号试管H2O2酶高25万倍，但4号反应速率更快,这说明什么？ 过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多。 问题4: 2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多？ 一样多，几支试管的H2O2 溶液的体积和浓度都相同。 讨论 注意事项 原理与目的 错误操作后果 过氧化氢溶液浓度为3% 浓度过高反应过于剧烈，不安全；浓度过低现象不明显。 现象不明显或过于危险。 肝脏要新鲜且制成研磨液 过氧化氢酶存在于活细胞中。研磨可破坏细胞，释放大量酶，增加反应接触面积。 使用煮熟/腐烂肝脏或不研磨，酶失活或接触面积小，现象不明显。 FeCl溶液作为无机催化剂对照 Fe³⁺是无机催化剂，与生物催化剂（酶）形成对比。 缺少无机催化剂对照，无法凸显酶的“高效性”。 仪器检查与清洁 试管、滴管需干净，避免杂质干扰反应或污染试剂。 可能引入其他催化剂，影响实验结果。 一、酶的本质和作用 一、酶的本质和作用 控制变量和设计对照实验 科学方法 自变量 人为控制的对实验对象进行处理的因素 因变量 因自变量改变而变化的变量 无关变量 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 无关变量 除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验。 Y = a + f(x) 自变量 因变量 无关 变量 对照实验一般要设置对照组和实验组 加热、Fe3+、酶的作用机理(视频) (1)活化能：分子从常态转变为容易变为发生化学反应的活跃状态所需的能量。 一、酶的本质和作用 加热为何能促进过氧化氢分解？ 常态 活跃状态 能量 与无机催化相比，酶降低化学反应活化能作用更显著，催化效率更高。 注意：降低化学反应活化能，酶并未提供能量，只是降低了活化能。 (2)酶的作用原理 酶降低化学反应活化曲线分析 一、酶的本质和作用 讨论 (1) 请说明每条曲线是在何种条件下进行的反应？ ①没有催化剂 ②无机催化剂 ③酶 (2) ad段的含义为？ 无催化剂条件下，反应所需要的活化能。 (3) ac段的含义为？ 酶降低的活化能。 (4) ac>ab段，说明什么？ 酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著，酶具有高效性。 一、酶的本质和作用 人物 时间 探索内容 主要观点 【探究活动1】 阅读课本p79-80 思考与考论完成以下表格。 巴斯德(法) 1857年 葡萄酿酒发酵过程 发酵与活细胞有关 李比希(德) 毕希纳(德) 将酵母菌提取液与葡萄糖混合，发现糖液变成了酒。 葡萄酿酒发酵过程 发酵与死细胞中的物质有关 萨姆纳(美) 刀豆种子中的脲酶含量高，其能分解尿素。 死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵。把酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶 脲酶是蛋白质 切赫和奥尔特曼(美) 少数酶是RNA 20世纪80年代 一、酶的本质和作用 1.2关于酶本质 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德 李比希 毕希纳 萨姆纳 其他科学家 切赫和奥尔特曼 胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质 发酵与活细胞有关 发酵与死细胞中的物质有关 死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵。把酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶 脲酶是蛋白质 切赫 奥尔特曼 少数酶是RNA 酶的本质是有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。 (1)探索历程 一、酶的本质和作用 1.2关于酶本质 (1)探索历程 酶本质的探索历程（视频） 一、酶的本质和作用 1.2关于酶本质 (1)探索历程 活细胞产生，可在细胞内、细胞外(或体外)发挥作用 具有催化作用 降低化学反应的活化能　 有机物:蛋白质(大多数)或RNA 氨基酸或核糖核苷酸 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 酶 来源 功能 本质 合成原料 二、酶的应用 ①食品工业 ②洗涤剂 ③医疗健康 二、酶的应用 ④纺织工业 ⑤日用化妆品 ③医疗健康 降低化学反应活化能的酶 酶的本质和作用: 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物(蛋白质(大多数)或RNA) 酶的特性: 高效性 验证:比较H2O2在不同条件下的分解 酶的本质的探索历程 小结 当堂训练 1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是( ) A.酶不能脱离生物体起作用 B.酶只有释放到细胞外才起作用 C.所有的酶都是蛋白质 D.酶是具有催化作用的有机物 解析：A选项：酶在适宜条件下(如合适的温度、pH等)在生物体外也能发挥催化作用。例如，加酶洗衣粉中的酶在洗衣过程中就能起作用.B选项:酶既可以在细胞内(如呼吸酶、光合酶等)，也可以在细胞外(如消化酶)起作用。C选项:绝大多数酶是蛋白质，但有少数酶是RNA，这类酶被称为“核酶”。 当堂训练 2. 酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特点是( ) A.能为反应物提供能量 B.能降低化学反应的活化能 C.能在温和条件下催化化学反应 D.催化化学反应更高效 当堂训练 3. 下列关于该实验关键操作的叙述，不合理的是（ ） A. 使用新鲜肝脏并制成研磨液，目的是增大酶与底物的接触面积，加速反应 B. 将过氧化氢溶液与肝脏研磨液分别在预设温度下保温后再混合，以保证反应起始温度一致 C. 可用带火星的卫生香是否复燃作为观测指标，来比较氧气的产生量 D. 滴加FeCl3溶液和肝脏研磨液的体积应相等，以遵循等量原则 解析：D选项：加入一滴肝脏研磨液和一滴FeCl₃溶液是为了操作方便，但其本质是引入了催化剂，而非控制催化剂体积相等是必须的。 当堂训练 4. 关于酶的本质探索历程，下列排序正确的是（ ） ① 毕希纳证明不含细胞的酵母提取液也能发酵 ② 萨姆纳证明脲酶是蛋白质 ③ 李比希认为发酵是整个细胞代谢的结果 ④ 切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能 A. ③→①→②→④ B. ①→③→②→④ C. ③→②→①→④ D. ①→②→③→④ 当堂训练 5. 核酶的发现具有重大意义，其原因不包括（ ） A. 揭示了酶并非都是蛋白质 B. 为生命起源的“RNA世界”假说提供了有力证据 C. 证明了RNA是唯一的遗传物质 D. 拓展了人们对酶化学本质的认识 解析：C选项：核酶的发现证明了RNA既可作为遗传物质，又可作为催化剂，但它并不能证明RNA是“唯一”的遗传物质（DNA也是遗传物质） 当堂训练 6．端粒酶由蛋白质和RNA组成，其作用是修复DNA复制过程中受损的DNA分子。将这种酶中的蛋白质和RNA分开，在适宜条件下，RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，而蛋白质不具有。这一结构表明（ ） A．酶的基本单位是氨基酸 B．绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA C．端粒酶中的RNA具有催化作用 D．核酶的作用条件较温和 解析:A选项:题干信息明确显示端粒酶中的RNA具有催化活性，说明RNA也可以作为酶，其基本单位是核糖核苷酸，因此该说法过于片面。B选项:题干仅通过端粒酶这一个案例，证明了RNA可以具有催化功能，并未提供关于酶类型分布的数据支持。C选项:题干明确指出：“将这种酶中的蛋白质和RNA分开，在适宜条件下，RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性”。这直接证明了端粒酶中的RNA组分本身就具有独立的催化功能。D选项:题干实验确实是在“适宜条件”下进行的，但“作用条件温和”是酶（包括蛋白质酶和核酶）的通用特性。 本节课到此结束 请预习下一节课内容 Lavf57.25.100 Lavf58.48.100 $