5.1 降低化学反应活化能的酶课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦“降低化学反应活化能的酶”，涵盖酶的作用、对照实验设计及本质探索。以斯帕兰札尼实验问题链导入，衔接细胞代谢知识，通过过氧化氢分解实验为支架，引导学生逐步探究酶的作用机理。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，设计对照实验（变量分析、单一变量原则）培养科学思维，结合视频直观展示实验现象，通过科学家历程（巴斯德、萨姆纳等）构建生命观念，小结系统梳理知识，助力学生理解酶的本质与作用，方便教师实施探究式教学。

降低化学反应活化能的酶 1 任务 1 2 3 探究酶的作用 学习设计对照实验 探索酶的本质 学习目标 2 1773年，意大利科学家斯帕兰礼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。讨论： 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? 注：此图出自《生物学必修一分子与细胞》， 人民教育出版社，2019版，第35页 问题探讨: 3 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? 收集胃内化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解 便于取出实验材料(肉块)，排除物理消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学消化。 是胃内的化学物质将肉块分解 注：此图出自《生物学必修一分子与细胞》， 人民教育出版社，2019版，第35页 4 斯帕兰扎尼的实验说明，食物在胃中的消化，靠的是胃中的某种物质。然而这种物质是什么？ 盐酸？ 胃蛋白酶 （一）酶在细胞代谢中的作用 5 随着对细胞的研究，人们认识到，细胞的生活需要物质和能量。 能量是怎么释放、储存和利用的呢？ 化学反应 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）酶在细胞代谢中的作用 6 请思考： 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？ 酶 探究1： 比较过氧化氢在不同条件下的分解 任务1：探究酶的作用 一、酶的作用和本质 7 2 H2O2 2 H2O + O2 ①加热 ②Fe3+ ③过氧化氢酶 1、实验原理 2、实验目的 通过比较H2O2过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用原理和意义。 实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 思考：检验O2方法？ 观察单位时间内产生气泡的数量 观察带火星的卫生香的复燃情况 任务1：探究酶的作用 （一）酶在细胞代谢中的作用 8 1、新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液 2、新配制的体积分数为3%的H2O2溶液 3、3.5%的FeCl3溶液 3、实验材料 （一）酶在细胞代谢中的作用 9 组别 对照组 实验组 1 2 3 4 过氧化氢 浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2mL 2mL 2mL 2mL 反应条件 常温 90℃ FeCl3 2滴 肝脏研磨液2滴 结果 产生气泡 卫生香燃烧情况 4、实验设计 （一）酶在细胞代谢中的作用 10 比较H2O2在不同条件下的分解 注：此视频出自人民教育电子音像出版社 ①、 与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？ ②、 与1号试管相比，3号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？ （一）酶在细胞代谢中的作用 11 比较H2O2在不同条件下的分解 注：此视频出自人民教育电子音像出版社 ③ 、与1号试管相比，4号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？ ④、 与3号试管相比，4号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？ （一）酶在细胞代谢中的作用 12 组别 对照组 实验组 1 2 3 4 过氧化氢 浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2mL 2mL 2mL 2mL 反应条件 常温 90℃ FeCl3 2滴 肝脏研磨液2滴 结果 产生气泡 卫生香燃烧情况 5、实验 结果 无气泡 变亮 不复燃 不复燃 大量 较多 少量 复燃 （一）酶在细胞代谢中的作用 13 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) 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) 6、实验分析 1与3对照：________________________________________________ 注：此图出自《生物学必修一分子与细胞》，人民教育出版社，2019版，第77页 （一）酶在细胞代谢中的作用 14 3与4对照：____________________________ 6、实验分析 过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高。 7、实验结论: 酶和无机催化剂一样，都能催化化学反应，并且酶的催化效率远远高于无机催化的催化效率。 注：此图出自《生物学必修一分子与细胞》，人民教育出版社，2019版，第77页 （一）酶在细胞代谢中的作用 15 (1)本实验为什么要用新鲜的肝脏？ 如果不是新鲜的肝脏，肝脏中的过氧化氢酶会被腐生菌分解而减少。 制成肝脏研磨液会增大酶与过氧化氢的接触面积，加快分解速率。 (2)实验为什么把肝脏制备成研磨液？ 练一练 16 酶的作用机理 活化能： 分子从_____转变为___________________的活跃状态所需要的能量。 常态 容易发生化学反应 加热： Fe3+： 酶： 更显著地降低化学反应的活化能（作用机理） 为反应物分子提供能量(活化能），使其达到活跃状态 注：此图出自《生物学必修一分子与细胞》， 人民教育教育出版社，2019版，第78页 降低化学反应的活化能 （一）酶在细胞代谢中的作用 17 b a c d 反应过程 能量 初态 （反应物） 终态 （产物） 活跃状态 ① ② ③ ② ① 无催化剂 无机催化剂 ③ 酶 ac___________________________ ______________。 ab 。 bc 。 酶降低的活化能 酶催化时，反应的活化能 无催化剂条件下，反应所 需要的活化能 练习：说出下图中ac、bc、ab段所代表的含义 练一练 18 请思考： 通过刚才的探究实验，同学们有没有发现生物学实验设计中特别需要注意的一些因素呢？ 酶 任务2：学习设计对照实验 19 阅读教材P78页的科学方法，思考： （1）一个严谨的实验该如何来设计？ （2）有哪些因素是我们必须要考虑的？ 自变量： 因变量： 无关变量： 除自变量外，实验中还存在的一些也可对 实验结果造成影响的其它变量 随着自变量的变化而变化的变量 人为改变的变量 变量： 实验中可以变化的因素 （不同条件X） （结果Y） （相同条件a） 任务2：学习设计对照实验 （一）酶在细胞代谢中的作用 20 单一变量原则： 实验设计时只有一个自变量，且无关变量在对照组和实验组中均要保持一致且适宜 Y = a + f(x) 自变量 因变量 无关变量 21 组别 对照组 实验组 1 2 3 4 过氧化氢 浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2mL 2mL 2mL 2mL 反应条件 常温 90℃ FeCl3 2滴 肝脏研磨液2滴 结果 产生气泡 卫生香燃烧情况 无气泡 变亮 不复燃 不复燃 大量 较多 少量 复燃 无关变量 相同且适宜 自变量 因变量 变量 对照实验 讨论：无关变量对实验结果没有影响吗？该实验的无关变量还有哪些？ 22 组别 对照组 实验组 1 2 3 4 过氧化氢 浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2mL 2mL 2mL 2mL 反应条件 常温 90℃ FeCl3 2滴 肝脏研磨液2滴 结果 产生气泡 卫生香燃烧情况 无气泡 变亮 不复燃 不复燃 大量 较多 少量 复燃 无关变量 相同且适宜 自变量 因变量 变量 对照实验 对照性原则 23 请思考： 能够在细胞内温和环境中催化各种生化反应，酶是一种什么样的物质呢？ 酶 任务3：探索酶的本质 24 巴斯德和李比希的观点分别是什么？有什么局限性？ 巴斯德和李比希的争论对后人研究酶的本质有何意义？ 毕希纳是如何终结上述争论的？他的实验结论是什么？ 萨姆纳成功揭示脲酶的化学本质靠的是什么样的精神？ 20世纪80年代，科学家发现少数RNA也具有催化功能！ 任务3：探索酶的本质 阅读课本79-80页“思考 讨论”找出每一位科学家的研究背景、过程、结论及贡献 （二）酶的本质 25 巴斯德之前 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德 发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用 引起发酵的是细胞中的某些物质，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 继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样 萨姆纳 酶是蛋白质 李比希 少数RNA也具有催化功能 切赫、奥特曼 （二）酶的本质 26 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。 来源 酶的概念 化学本质 功能 （二）酶的本质 27 下列关于酶本质的探索历程的说法正确的是( ) A.斯帕兰札尼关于鹰的消化作用实验说明胃只有物理性消化的作用 B.美国科学家奥特曼利用刀豆中的脲酶证明酶是蛋白质 C.法国科学家巴斯德提出酿酒中的发酵与酵母菌细胞有关 D.李比希将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶 C 练一练 28 1 酶在反应中的作用 酶是一种生物催化剂； 酶显著降低了化学反应的活化能。 3 学习设计对照实验 学会确定自变量，控制无关变量，观察和检测因变量；学会设置对照组，明确对照组在实验中的意义。 小 结 2 酶的化学本质 绝大多数酶是蛋白质，还有少量的RNA。 29 Lavf57.41.100 Lavf57.41.100 $