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

本高中生物学课件围绕“降低化学反应活化能的酶”展开，通过斯帕兰札尼鹰消化实验视频及问题探讨导入，从消化现象延伸至细胞代谢，借助过氧化氢分解实验构建“酶的作用—机理—本质”的知识脉络，帮助学生系统理解核心概念。 其亮点在于以探究实践为核心，实验设计体现科学思维（对照实验、变量控制），结合酶的发现史渗透科学态度，契合生命观念中的物质与能量观。学生通过实验分析提升探究能力，教师可借助视频、练习题等丰富教学资源，优化课堂效率。

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 （第一课时） 意大利科学家斯帕兰札尼将肉放入小巧的金属笼内，让鹰把小笼子吞下去，一段时间后，笼内的肉块消失了。 1.为什么要将肉块放在金属笼内？ 便于取出实验材料(肉块)，排除物理性消化 对肉块的影响，确定其是否发生了化学性消化。 胃内的某种化学物质 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。 问题探讨 2.是什么物质使肉块消失了？ 3.怎样才能证明你的推测？ 斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用实验（视频） ①斯帕兰札尼的实验说明，食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某种物质。 然而这种物质是什么，他始终未能得出结论。 ②后来科学家发现胃液中含有大量的盐酸，推测盐酸是使食物分解的物质。 ③1835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。 ④随着对细胞研究的不断深入，人们认识到，细胞的生活需要物质和能量。 能量的释放、储存和利用，都必须通过化学反应来实现。 消化液 细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着 许多化学反应的总称 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的总称 CO2+H2O （CH2O)+O2 光能 酶 C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量 酶 氨基酸 多肽 酶 脱水缩合 叶绿体 线粒体 核糖体 酶 酶 酶 剧烈 ①高温 ②高压 ③强酸 ④强碱 常见有机化学反应 温和 ①常温 ②常压 ③水溶液环境 ④pH接近中性 细胞内外的环境 在细胞较为温和的环境中，各种生化反应如何高效有序的进行呢？ 细胞代谢离不开酶 细胞代谢是细胞生命活动的基础，但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。 一、酶在细胞代谢中的作用 2H2O2 2H2O + O2↑ 1.过氧化氢在体外分解需要什么条件？ 2.细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？ 加热/强酸/强碱/加催化剂（如FeCl3) 细胞中含有过氧化氢酶 他们原理一样吗？分解速率一样吗？如何设计实验来探究酶的作用？ 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验 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。 2.实验原理： 2H2O2 2H2O+O2 反应条件 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的产生速率 ①点燃的卫生香的复燃情况 ②气泡冒出情况 3.实验材料： ①新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（含较多的过氧化氢酶） ②质量分数为3.5%的FeCI3溶液 ③新配制的体积分数为3%的H2O2溶液 量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计 4.实验用具： 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验 步骤 试管编号 说明 1 2 3 4 一 H2O2 浓度 剂量 二 反应条件 常温 90℃ FeCl3溶液 新鲜肝脏研磨液 剂量 结果 气泡产生 卫生香燃烧 2滴清水 2滴清水 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验 3% 3% 3% 3% 2ml 2ml 2ml 2ml 2滴 2滴 5.实验现象： 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验 步骤 试管编号 说明 1 2 3 4 一 H2O2 浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2ml 2ml 2ml 2ml 二 反应条件 常温 90℃ FeCl3溶液 新鲜肝脏 研磨液 剂量 2滴 2滴 结果 气泡产生 不明显 少量 较多 大量 卫生香燃烧 不复燃 不复燃 变亮 复燃 2滴清水 2滴清水 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验 除自变量的因素外,其余因素(无关变量)都保持一致,并将结果进行比较的实验叫作对照实验。 对照实验 对照组 实验组 变量 随自变量的变化而变化的因素 人为改变的因素 实验中可能存在的一些可变因素，对实验结果有影响 自变量 因变量 无关变量 实验应遵循的原则： 等量性原则 单一变量原则 对照原则 自变量 因变量 无关变量 无关变量 1.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? 2号试管放出的气泡多，这一现象说明加热促进过氧化氢的分解，提高反应速率。 2.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？ 不能。 3.3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？ 说明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。 4.3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？ 细胞内每时每刻都在进行成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。 4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。 1与2对照：________________________________________________ 加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(为反应提供能量) 1与3对照：________________________________________________ FeCl3在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(催化作用) 1与4对照：_________________________________________________ 过氧化氢酶在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(催化作用) 3与4对照：____________________________ 过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高。（高效性） 6 实验结果讨论分析 6 6 酶只缩短反应的时间，不改变生成物的量。 m 加酶 加无机 催化剂 无催 化剂 生成物的量 时间 0 1 3 4 2 加热 反应物量 时间 0 1 3 4 2 ac___________________ ____________。 ab 。 bc 。 b a c d 反应过程 能量 常态 （反应物） 终态（产物） 活跃状态 ① ② ③ ② ① 酶降低的活化能 无催化剂条件下， 反应所需要的活化能 无催化剂 无机催化剂 ③ 酶 酶催化时，反应的活化能 酶的作用机理——降低反应活化能 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称为活化能 13 （2）无机催化剂和酶是通过怎样的途径加快化学反应速率的？ （1）在常态下,几乎所有H2O2分子都不易分解,为什么加热后一小部分可以分解? （3）为什么酶的催化效率比无机催化剂快？ 降低化学反应所需要的活化能，使活跃态的分子增多。 酶更显著地降低了化学反应所需要的活化能。 因为加热使 H2O2分子获得了能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。 酶的作用机理——降低反应活化能 时间 生成 物 浓 度 O A B C 未加催化剂 加无机催化剂 加酶 AB对比，说明酶具有______ AC对比，说明酶具有_______ 平衡点 酶只缩短达到化学平衡的时间，不改变平衡点 高效性 催化作用 01 高效性 将纵坐标换成反应物浓度，曲线将如何变化？ 16 ① ② ④ H2O2 H2O＋1/2O2 ⑤ ③表示： ⑤表示： 无机催化剂降低的活化能 酶降低的活化能 ①表示： ②表示： ④表示： 化学反应所需的活化能。 无机催化剂催化时化学反应 所需的活化能。 酶催化时化学反应所需的 活化能。 ③ 反应过程 能量 酶的作用机理——降低反应活化能 17 酶只能降低化学反应的活化能，只起催化作用，不能为化学反应提供活化能。 加热、加压、点燃等剧烈条件为化学反应反应物提供能量（活化能）。 因为酶的催化作用，使细胞代谢中的化学反应能在温和的条件下快速的进行。 4.在细胞内、细胞外、生物体内、生物体外都能起催化作用 5.酶本身在反应前后其数量和性质都不改变 易错提醒 思考：酶的基本单位是什么？组成元素是什么？有什么特性？ 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德 糖类变酒精必须要 酵母活细胞的参与 糖类变酒精必须要酵母活 细胞死亡并释放其中的物质 毕希纳 萨姆纳 李比希 切赫、奥尔特曼 从刀豆中提取出脲酶，并证明化学本质是蛋白质，作用是分解尿素 少数RNA也具有生物催化功能 从酵母细胞中提取到发酵物质——酿酶 酶的发现 1 19 化学本质 合成原料 合成场所 来源 功能 作用机理 作用场所 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 氨基酸 核糖体 活细胞 具有催化作用（唯一的作用） 核糖核苷酸 细胞核（真核） 降低化学反应的活化能 细胞内外，以及生物体内外均可发挥作用 （不包括哺乳动物成熟红细胞） 酶的本质及生理功能 2 酶是_______产生的，具有_____作用的_______。 活细胞 催化 有机物 按作用场所可分为胞内酶和胞外酶 延伸：胞外酶如何合成？（联系分泌蛋白） 核糖体的rRNA就是催化肽键形成的酶 原理及作用场所处有超链接 20 1.下列关于酶的说法，有几项是正确的（ ） 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凡是活细胞，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.2项 B.3项 C.4项 D.5项 2.下图为发生在哺乳动物消化道内的某项化学反应的示意图,图中的甲最可能表示(　　)。 A.麦芽糖 B.麦芽糖酶 C.蛋白酶 D.蔗糖酶 3.下图为H2O2在不同条件下分解的曲线图，图中①②③④表示的条件分别是 (　　) A. H2O2酶催化、FeCl3催化、加热、自然条件 B. 加热、自然条件、H2O2酶催化、FeCl3催化 C. 加热、FeCl3催化、自然条件、H2O2酶催化 D. 自然条件、加热、FeCl3催化、H2O2酶催化 4.下列有关酶的叙述，正确的是（ ） A.只能在细胞内发挥作用 B.酶既能作为化学反应的催化剂，又能作为底物 C.所有酶用双缩脲试剂进行检测都可以呈现紫色反应 D.能为生物体内的化学反应提供能量 5.为验证酶的活性,进行下图所示实验,以下叙述正确的是(　) A.加氯化铁的试管必须加热处理 B.两试管加入催化剂的分子数相同 C.两试管加入过氧化氢的量不同 D.反应完成后,两试管中产物数量相同 Lavf57.25.100 Lavf57.41.100 Lavf57.41.100 $