5.1降低化学反应活化能的酶（第1课时） 课件-2025-2026学年上学期人教版必修1高中生物

该高中生物学课件聚焦“酶的作用与本质”，通过斯帕兰扎尼金属笼实验、过氧化氢与衰老的联系等生活实例及科学史问题链导入，衔接细胞代谢需求，以“过氧化氢分解实验”为核心探究酶的催化作用，搭建从现象观察到活化能原理分析的学习支架。 其亮点在于以“探究实践”为主线，实验设计严格控制自变量、因变量及无关变量，结合活化能模型图深化“科学思维”；科学史按“巴斯德-萨姆纳-核酶发现”逻辑链构建概念图，渗透“生命观念”。含视频辅助、教材改编与高考题结合的“学以致用”题目，助力学生提升探究能力，为教师提供完整实验方案与分层评价资源。

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 (1)为什么要将肉块放在金属笼内？ (2)是什么物质使肉块消失了？ (3)怎样才能证明你的推测？ 便于取出肉块、排除物理性消化干扰 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。 【问题探讨】 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。 我要和铁笼一起吃 肉没啦！铁笼还在？ 考点一 细胞的多样性和统一性 【新课导入】 (4)斯帕兰扎尼的实验说明，食物在胃内消化，靠胃内的某种物质。这种物质到底是什么呢？ 1835年， 德国科学家施旺通过实验发现，胃腺分泌物中有一种物质，将它与盐酸混合后，对肉类的分解能力远远大于盐酸的单独作用，这种物质就是胃蛋白酶。 考点一 细胞的多样性和统一性 【新课导入】 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 思考：细胞代谢为什么离不开酶？ 考点一 细胞的多样性和统一性 【新课导入】 细胞代谢也会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢，体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发（包括头发）变白 ，会加速人体衰老。 幸而细胞中含有另一种物质，能将过氧化氢及时分解为氧气和水，这种物质就是过氧化氢酶。 2H2O2 2H2O + O2 下面我们就以“过氧化氢在不同条件下的分解”为例，探究酶的作用。 考点一 细胞的多样性和统一性 【新课导入】 【活动①】阅读课本P77，比较过氧化氢在不同条件下的分解，熟悉实验原理、材料用具、方法步骤并思考对应的讨论题。 【探究一】酶在细胞代谢中的作用 2H2O2 2H2O+O2 反应条件 不同条件 加热是化学反应常见的条件 Fe3+是无机催化剂 新鲜肝脏中含有过氧化氢酶 实验原理 2 1 实验目的 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。 如何判断过氧化氢被分解的快慢？ ①点燃的卫生香的复燃情况 ②气泡冒出情况 判断H2O2的分解快慢依据: O2的产生量 考点一 细胞的多样性和统一性 4 实验过程 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 3 材料用具 考点一 细胞的多样性和统一性 5 实验结果 试管编号 1 2 3 4 第一步 H2O2浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 第二步 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3溶液 肝脏研磨液 剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 结果 气泡产生         卫生香复燃情况         不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 复燃 迅速复燃 考点一 细胞的多样性和统一性 (1)实验结果分析 ①与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明_____________ 。 ②1、4号试管对照说明 。 ③1、3、4(或3、4)号试管对照说明_______________________________________。 (3)2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多，为什么？ 加热能促进过 氧化氢的分解，提高反应速率 酶具有催化作用 与无机催化剂相比，酶的催化效率更高 一样多 因为这三支试管的过氧化氢溶液的体积和浓度都相同。 (4)在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗?为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要? 不能，酶使细胞内的化学反应在温和的条件下快速有序地进行。 6 实验结论 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样，与无机催化剂(FeCl3) 相比，酶(H2O2酶)的催化效率更高。 考点一 细胞的多样性和统一性 通过刚才的探究实验，说明一个严谨的实验该如何来设计？有哪些因素是我们必须要考虑的？ —— 人为控制的对实验对象进行处理的因素 自变量 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；对照实验一般要设置对照组和实验组 对照实验 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 —— 因自变量改变而变化的变量 因变量 控制变量和 设计对照实验 考点一 细胞的多样性和统一性 试管编号 1 2 3 4 第一步 H2O2浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 第二步 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3溶液 肝脏研磨液 剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 结果 气泡产生         卫生香复燃情况         不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 复燃 迅速复燃 变量 自变量 因变量 无关变量 无关变量 对照组 实验组 对照实验 等量性原则 单一变量原则 等量性原则 考点一 细胞的多样性和统一性 (1)加热为什么能使过氧化氢分解？ (2)分子从常态转变为容易发生反应的活跃状态 所需要的能量称为什么？ (3)Fe3+和过氧化氢酶加速过氧化氢的分解，也是供给了能量吗？ (4)Fe3+和过氧化氢酶相比，哪个降低活化能的作用更显著？ 活化能 因为加热使过氧化氢分子得到能量，从常态转变成容易分解的活跃状态！ 没有供给能量，只是降低了过氧化氢分解所需的活化能！ 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。 【活动②】阅读课本P78，回答以下问题 考点一 细胞的多样性和统一性 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 活化能 常态 活跃状态 活化能 考点一 细胞的多样性和统一性 酶降低的活化能 酶催化过程所需的活化能 无酶催化过程下，所需的活化能 ①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是 段。 ②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是 段。 ③表示酶降低的活化能是 段。 AC BC AB 酶的作用机理：与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高 （酶作用意义） 由于酶的催化作用，使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行高。 考点一 细胞的多样性和统一性 1.(教材P77“探究·实践”，改编)如图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，下列有关分析正确的是 A.本实验的自变量只是催化剂的不同 B.本实验的无关变量有温度和酶的用量等 C.1号与2号试管、1号与4号试管可分别构成对照实验 D.分析1号、2号试管的实验结果可知，加热能降低化学反应的活化能 自变量是温度和催化剂的种类 而温度是自变量之一 加热能使过氧化氢分子从常态转变成容易反应的活跃状态，不是降低化学反应的活化能 考点一 细胞的多样性和统一性 【学以致用】 课本知识改编 2.(教材P77“探究·实践”，改编)某同学为比较H2O2在不同条件下的分解情况做了下列实验。回答下列问题： 组别 体积分数为3%的H2O2溶液 实验处理 现象 A 2 mL 常温 无气泡 B 2 mL 90 ℃ 少量气泡 C 2 mL 2滴质量分数为 3．5%的FeCl3溶液 较多气泡 D 2 mL 2滴质量分数为 20%的肝脏研磨液 大量气泡 (1)若将A、B组对照，可以探究此时________________________，实验的自变量和因变量分别是____________、____________，检测指标是____________。 (2)若将A、C、D组对照，C、D组温度应设置为_________，此时，温度在实验中属于____________变量，请另外列举实验中两个此类变量__________________。 温度对H2O2分解速率的影响 温度　 H2O2分解速率 气泡数的多少 常温 H2O2的量(浓度)、催化剂的量(浓度) 无关变量 考点一 细胞的多样性和统一性 【学以致用】 课本知识改编 3.(教材P78图5－1，改编)如图曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质M在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列叙述正确的是 A.ad段表示无催化剂时，反应所需要的活化能 B.ac段表示有酶催化时，酶降低的活化能 C.若换用无机催化剂，b点将向上移动 D.加热加压使物质M更容易从b状态转变为a状态 加热加压提供了M生成P所需要的能量，使物质M更容易从c状态转变为a状态 ac ab 考点一 细胞的多样性和统一性 【学以致用】 课本知识改编 4.(2023·山西晋城一中高一调研)如图表示酶和无机催化剂改变化学反应速率的原理，下列叙述正确的是 A.酶具有催化作用，是因为能为化 学反应提供能量 B.酶降低的化学反应的活化能是EC C.酶比无机催化剂的催化效率更高， 其实质在于EB－EC＞EB－EA D.EC和EA分别表示酶和无机催化剂 为化学反应提供的活化能 酶不能提供能量 EB-EC 酶不能提供能量 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 【探究二】酶的本质 巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德 李比希 发酵是由酵母菌细胞的存 在所致，需要活细胞的参与 引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，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破碎后 继续起到催化作用，就像在活酵母细胞中一样 从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是蛋白质 萨姆纳之后 科学家们获得胃蛋白酶，胰蛋白酶等许多酶 的结晶，并证明这些酶的化学本质是蛋白质。 发现少数RNA具有催化功能，称为核酶。 切赫、奥尔特曼 萨姆纳 切赫 奥尔特曼 【活动①】阅读课本P79-81并看视频，完善以下概念图： 考点一 细胞的多样性和统一性 一般说来，活细胞都能产生酶 酶可在细胞内、细胞外、体外发挥作用 酶只起催化作用，无调节功能 酶是 产生的具有 的 ，其中，绝大多数酶是 。 催化作用 活细胞 有机物 蛋白质，少数的酶是RNA 温馨提示 请给酶下一个比较完整的定义 酶的来源 酶的化学本质 酶的功能 考点一 细胞的多样性和统一性 化学本质 绝大多数是_______ 少数是_____ 合成原料 _______ ___________ 组成元素 C、H、O、N，有的含有S _________________ 合成场所 _______ 细胞核(真核生物) 来源 活细胞(哺乳动物成熟红细胞除外) 作用场所 细胞内、细胞外、生物体外 生理功能 _____ 作用机理 _________________________ 酶的底物 酶促反应的反应物 蛋白质 RNA 氨基酸 核糖核苷酸 C、H、O、N、P 核糖体 催化 降低化学反应的活化能 【归纳总结】酶的化学本质及其作用 考点一 细胞的多样性和统一性 A.酶解法 甲酶：核酶，化学本质为RNA 乙酶：化学本质为蛋白质 用RNA酶处理甲酶和乙酶，测定该酶的活性，与本实验进行相互对照。 某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，请利用这一原理设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。简要写出实验思路，并预期实验结果及结论(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。 鉴定酶本质的方法 B.试剂检测法 从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。因此可利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应原理。 X酶 + 蛋白酶 加入酶的底物 底物没有被催化→该酶是蛋白质 底物被催化→该酶是RNA 考点一 细胞的多样性和统一性 【知识拓展】 课本知识迁移 酶为生活添姿彩 溶菌酶溶解细菌的细胞壁 含酶牙膏 多酶片 加酶洗衣粉 果胶酶 酶的应用 与生活的联系 生活中的酶 考点一 细胞的多样性和统一性 5.(教材P79“思考·讨论”，改编)下列关于酶本质的探索，叙述正确的是 A.巴斯德提出发酵过程没有活细胞的参与 B.萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶并证明其本质 C.毕希纳证明引起发酵的物质的有效成分是蛋白质 D.切赫和奥尔特曼发现部分DNA具有生物催化功能 巴斯德认为，没有活细胞参与，糖类不可能变成酒精 毕希纳将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶，但其并未证明引起发酵的物质的有效成分是蛋白质 切赫和奥尔特曼发现少数RNA具有生物催化功能 考点一 细胞的多样性和统一性 【学以致用】 课本知识改编 6.(2024·西安高新一中月考)下列有关酶的叙述正确的是 ①是有分泌功能的细胞产生的　②有的从食物中获得，有的在体内转化而来　 ③活细胞一般都能产生酶　④酶都是蛋白质　⑤有的酶不是蛋白质　⑥酶在代谢中有多种功能　⑦在新陈代谢和生长发育中起调控作用　⑧酶只是起催化作用 A.①②⑤ B.①⑤⑧ C.③⑤⑧ D.①③⑤ 解析:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，①错误，③正确；食物中的酶进入消化道便被分解了，②错误；就酶的化学本质而言，主要是蛋白质，少数是RNA，④错误，⑤正确；酶在代谢中只有一种功能，即催化功能，不具有调控作用，⑥⑦错误，⑧正确。 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 7.(教材P76，改编)细胞中每时每刻进行着的许多化学反应都离不开酶。下列关于酶的叙述正确的是 A. 死亡的细胞也能产生酶     B. 能提供细胞需要的能量 C. 能为细胞运输各种物质     D. 对细胞的代谢至关重要 酶是由活细胞产生的，死亡的细胞不能产生酶 酶可催化细胞中的各种反应，但不能为细胞提供所需的能量和运输各种物质 考点一 细胞的多样性和统一性 【学以致用】 课本知识改编 8.(教材P78图5－1，改编)下图为酶的作用模型。请据图回答下列问题： (1)从图中可以看出，没有酶催化时，发生化学反应需要的活化能________，有酶催化时，发生化学反应需要的活化能_________，a指_______________。 因此，酶催化作用的实质是____ _______________________。 (2)酶起作用的部位是__________ ____________________。 高 低 酶所降低的活化能 降低化学反应的活化能 细胞内或细胞外 考点一 细胞的多样性和统一性 【学以致用】 课本知识改编 9.(2024·河北省重点中学调研，改编)欲判断某种酶的化学本质是蛋白质还是RNA，下列方案不可行的是 A.与双缩脲试剂反应，观察是否出现紫色 B.用蛋白酶处理，检测其活性是否丧失 C.用RNA水解酶处理，检测其活性是否丧失 D.与斐林试剂反应，观察是否出现砖红色沉淀 斐林试剂可用来检测还原糖，但酶的本质不是还原糖。 考点一 细胞的多样性和统一性 【新课导入】 10(教材P80拓展应用T3，改编)人体的谷丙转氨酶可催化将谷氨酸上的氨基转移给丙酮酸的转氨基反应，形成丙氨酸和α-酮戊二酸。谷丙转氨酶主要存在于肝脏中，当肝脏病变时会将谷丙转氨酶释放到血液中。回答下列问题： （1）欲探究谷丙转氨酶的化学本质，利用谷丙转氨酶结晶溶液和稀释的蛋清液及其他实验材料，设计如下实验：分别向谷丙转氨酶结晶溶液和稀释的蛋清液中加入___________________试剂，观察两组溶液颜色的变化。若两组溶液均变为______，则可证明谷丙转氨酶为蛋白质。 （2）由上述信息可知，肝病患者血液中谷丙转氨酶的量会______（填“上升”或“下降”），若机体要合成谷丙转氨酶，则需要游离的________作原料。 （3）在谷氨酸与丙酮酸形成丙氨酸和α-酮戊二酸的过程中，谷丙转氨酶的作用原理是__________________________________________________________。已知某种无机催化剂也能催化上述反应，且发现加热能使催化时间变短，这是因为                                                    。 等量且适量的双缩脲 紫色 上升 氨基酸 降低谷氨酸与丙酮酸形成丙氨酸和α-酮戊二酸所需的活化能 加热能为化学反应提供能量 考点一 细胞的多样性和统一性 【新课导入】 课堂小结 考点一 细胞的多样性和统一性 Lavf57.25.100 Lavf57.62.100 FormatFactory : www.pcfreetime.com Lavf57.83.100 $