5.1 第1课时　酶的作用和本质 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酶的作用机理（降低活化能）和本质（绝大多数蛋白质，少数RNA），通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验导入，衔接细胞代谢基础与变量控制方法，搭建从实验现象到理论模型的学习支架。 其亮点在于以科学思维（变量分析、对照实验设计）和探究实践（活化能曲线分析、酶本质验证）为主线，结合“结论要语辨一辨”“情境探究”及教考衔接的真题演练，帮助学生建立结构与功能观的生命观念。学生能深化对酶特性的理解，教师可利用系统实验设计和考练结合资源提升教学效果。

第1课时　酶的作用和本质 课标要求 学习目标 核心内容 说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质 1.通过模型与建模,说明酶的作用机理 2.比较H2O2在不同条件下的分解,得出结论并学会控制实验变量和设计实验 3.设计实验证明酶的作用并探究酶的化学本质 1.酶的作用、本质 2.酶的探究历程及探究实验中控制变量的科学方法 主题一 酶在细胞代谢中的作用 主题二 酶的本质 目录索引 教考衔接 对照实验的设计原则 主题一 酶在细胞代谢中的作用 基础知识•落实 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)条件:需__________的催化。  (3)意义:细胞代谢是____________________的基础。  化学反应 酶 细胞生命活动 阅读教材第76~78页,结合“图5-1酶降低化学反应活化能示意图”回答下列问题。 2.比较过氧化氢在不同条件下的分解 (1)实验原理:2H2O2 2H2O+O2 (2)实验目的:通过比较过氧化氢在__________下分解的快慢,了解过氧化氢酶的作用。  (3)实验过程和现象 不同条件 几乎不分解 对照 少量 促进 过氧化氢 发亮 过氧化氢酶 燃烧猛烈 (4)结论:FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能__________过氧化氢分解的速率,它们都具有催化作用,但__________比__________的催化效率高得多。  加快 过氧化氢酶 Fe3+ 3.控制变量和设计对照实验 (1)自变量:人为控制的对实验对象__________的因素叫作自变量。  (2)因变量:因__________改变而变化的变量叫作因变量。  (3)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_______的可变因素,叫作无关变量。  (4)对照实验:除作为自变量的因素外,其余因素(无关变量)都__________,并将结果进行__________的实验叫作对照实验。  进行处理 自变量 影响 保持一致 比较 4.酶的作用原理 常态 活跃 降低 显著 更高 温和 结论要语辨一辨 (1)能催化化学反应的物质就是酶。(　　) (2)酶能够提高化学反应的活化能,使化学反应顺利进行。(　　) (3)无关变量是与实验结果无关的变量。(　　) (4)在一个实验中,因变量的检测指标往往不是唯一的。(　　) (5)加热能够促进H2O2分解,是因为加热使H2O2分子获得了能量。(　　) (6)高温可以使过氧化氢分解,所以高温也可以降低反应的活化能。(　　) × × × √ √ × 情境探究•提升 1.阅读教材第77页“比较过氧化氢在不同条件下的分解”,结合第78页“控制变量和设计对照实验”的内容,分析该实验中的自变量、因变量、无关变量、对照组和实验组,完成下表。 编号 自变量 因变量 无关变量 对照组 ①号试管 室温 过氧化 氢分解 速率 反应物浓度和体积、FeCl3溶液浓度和肝脏研磨液的新鲜程度等 实验组 ②号试管 __________ ③号试管 加FeCl3溶液 ④号试管 加__________ 水浴加热 肝脏研磨液 2.结合实验材料、用具、操作步骤及安全性等方面,回答下列问题。 (1)实验时,需选用新鲜的肝脏作为实验材料的原因是_____________。  (2)在实验中,将新鲜肝脏充分研磨成溶液后使用,原因是________。  (3)在滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时, ________(填“能”或“不能”)同时使用同一支吸管,理由是________________________________。  新鲜的肝细胞中过氧化氢酶的活性高且相对含量多 研磨肝脏可使其中的过氧化氢酶释放出来,使酶与过氧化氢充分接触,利于催化过氧化氢的分解 不能 使用同一支吸管会导致后滴加的液体中混有先滴加的液体,从而影响实验结果 3.下图中的曲线Ⅰ、Ⅱ分别为物质M在没有催化剂条件下和有酶催化条件下生成物质P时的能量变化,请据图作答。 (1)在没有催化剂时,表示该反应所需的活化能的是_______段;表示有酶催化时反应所需的活化能的是_______段,酶降低的活化能是_______段。 (2)若换用无机催化剂,且其催化效率低于酶的作用时,b点将向_______(填“上”或“下”)移动。  (3)酶在起催化作用的过程中_______(填“能”或“不能”)为化学反应提供所需要的能量,酶加快反应速率的机理是__________________________ 。  ac bc ab 上 不能 酶通过降低化学反应的活化能来加快反应速率 对点应用•突破 基础转化点1 比较过氧化氢在不同条件下的分解 AI解读①H2O2易分解产生水和氧气,温度、光照、过氧化氢酶、无机催化剂均可改变反应速率。②实验中,要注意分析与施加自变量、控制无关变量、描述与测量因变量,分析实验结果并得出结论。 1.(2026陕西商洛高一期末)下图中能证明酶具有催化作用的实验组合是 (　　) B A.③与④　　　　 B.①与④ C.②与④ D.①与② 解析　要证明酶具有催化作用,自变量是酶的有无,其他无关变量应该相同且适宜,所以应选实验组合①与④,B项正确。 2.(2026宁夏吴忠高一期末)下图为四支装有等量等浓度H2O2溶液的试管在不同条件下、相同时间内释放氧气量的柱状图。下列相关叙述错误的是 (　　) A A.试管①与试管②中H2O2分解反应所需的活化能相同,试管③与试管④中该反应所需的活化能也相同 B.与试管①相比较,试管②的水浴加热为H2O2的分解提供能量 C.综合分析试管③和试管④,结论是过氧化氢酶的催化效率更高 D.若在试管④的基础上增加试管②的条件,则相同时间内试管④释放的氧气量减少 解析　加热能促进过氧化氢的分解(使过氧化氢分子得到了能量),但不会改变该反应所需活化能的大小,而催化剂能降低反应的活化能,其中酶降低活化能的效果更为显著,A项错误,B项正确。与无机催化剂相比,酶降低活化能的效果更为显著,综合分析试管③和试管④,结论是过氧化氢酶的催化效率更高,C项正确。若在试管④的基础上增加试管②的条件,酶的活性降低,则相同时间内试管④释放的氧气量减少,D项正确。 基础转化点2 酶的作用机理 AI解读①酶及无机催化剂的作用机理是:通过降低化学反应的活化能而加快反应,不能为反应提供能量;②通常情况下酶的催化效率高于无机催化剂,但环境因素等会改变酶的活性。 3.如图表示有酶催化反应和无酶催化反应的能量曲线,下列叙述正确的是 (　　) A.曲线a代表有酶催化反应的曲线 B.AC段表示没有酶催化反应时所需的活化能 C.AD段表示有酶催化反应时所降低的活化能 D.相同反应物浓度下,有酶催化的反应生成的产物更多 B 解析　酶可以降低化学反应的活化能,所以曲线b表示有酶催化反应的曲线,A项错误。AC段表示没有酶催化反应需要的活化能,B项正确。BC段表示有酶催化反应需要的活化能,AB段可表示酶降低的活化能,C项错误。酶只能加快反应速率,不能改变反应的平衡点,所以相同反应物浓度下,有酶催化和无酶催化生成的产物量一样多,D项错误。 主题二 酶的本质 基础知识•落实 活细胞 某些物质 死亡 某些物质 蛋白质 RNA 阅读教材第79~80页,回答下列问题。 1.关于酶本质的探索 酶可以在细胞内发挥作用,适宜条件下也可以在细胞外发挥作用。 2.酶的本质 (1)产生场所:__________。  (2)生理作用:催化作用 (3)化学本质:绝大部分的酶是__________,少数酶是__________。  活细胞 蛋白质 RNA 结论要语辨一辨 (1)酶的基本组成单位是氨基酸。(　　) (2)具有分泌功能的细胞才能产生酶。(　　) (3)酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用。(　　) (4)酶在反应完成后立即被降解。(　　) (5)产生激素的细胞均能产生酶,产生酶的细胞不一定都能产生激素。 (　　) (6)作为生物催化剂,酶作用的反应物都是有机物。(　　) × × √ × √ × 情境探究•提升 1.美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取到脲酶,并证明了脲酶是蛋白质。验证“脲酶是蛋白质”的实验思路是___________________________。  向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入双缩脲试剂,若都出现紫色反应,则说明脲酶是蛋白质 2.20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶,该酶由20%的蛋白质和80%的RNA组成。酶解法将这种酶中的蛋白质除去后,留下来的物质仍然具有与这种酶相同的催化活性,这一结果表明RNaseP酶中起催化作用的是__________。  RNA 对点应用•突破 基础转化点3 关于酶本质的探索过程 AI解读酶的探究历程证明:①大多数酶是蛋白质,少数RNA也具有催化作用。②酶在细胞内、细胞外均可起作用。③巴斯德→李比希→毕希纳→萨姆纳→切赫和奥尔特曼。 4.下列有关酶本质的探索过程的叙述,错误的是(　　) A.巴斯德和李比希的观点既有积极意义,又有其局限性 B.毕希纳发现某些物质能够在酵母菌细胞破碎后继续起作用 C.萨姆纳从刀豆种子中提纯出的结晶可以催化尿素分解 D.切赫和奥尔特曼证明酶的化学本质只是RNA而非蛋白质 D 解析　切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能,D项错误。 基础转化点4 酶的化学本质 AI解读①多数酶是蛋白质,如淀粉酶、麦芽糖酶、脲酶、呼吸酶等,其是由氨基酸在核糖体上脱水缩合形成的多肽链经加工后产生的。②少数酶是RNA,其单体是核糖核酸。 5.(2026新疆喀什高一期末)下列关于酶的叙述,正确的是(　　) A.生物体内的酶都是由细胞产生的蛋白质 B.酶在细胞内才起作用 C.绝大多数酶在核糖体上合成 D.酶提供了反应过程所必需的活化能 C 解析　酶绝大多数为蛋白质,少数为RNA,A项错误。酶在细胞内、外均可发挥作用,B项错误。绝大多数酶是蛋白质,其合成场所为核糖体,C项正确。酶的作用机理是降低化学反应的活化能,而非提供活化能,D项错误。 6.(2026贵州黔东南高一期末改编)风靡一时的减肥产品“酵素”实际上是植物中多种酶的集合,化学本质为蛋白质。多由表皮腺细胞分泌。下列相关叙述正确的是(　　) A.“酵素”类产品适宜置于低温下保存 B.“酵素”只能在表皮腺细胞中起作用 C.“酵素”中的酶在溶酶体中合成 D.“酵素”能为分解脂肪的代谢反应提供更多能量 A 解析　“酵素”为蛋白质类酶,适宜低温保存,A项正确。酶在适宜条件下均能发挥作用,与其来源细胞无关,B项错误。蛋白质类酶的合成场所是核糖体,C项错误。酶作为催化剂,仅降低化学反应的活化能,不提供能量,D项错误。 课堂小结 教考衔接 对照实验的设计原则 真题在线 对照实验在高中生物学实验的学习中具有重要意义,也是实验类题目的考查重点,因此对照实验的设计原则是需要重点关注的基本要素。 1.对照原则:设计对照实验,要有对照组和实验组。 (1)对照组:不经自变量处理。 (2)实验组:经过自变量处理。 (3)空白对照:不做任何实验处理的对照组。 (4)自身对照:实验与对照在同一对象上进行,不另设对照组。 (5)相互对照:不单独设对照组,而是几个实验组相互对照,其中每一组既是实验组也是其他组别的对照组。 (6)条件对照:虽给对照组施以某种实验因素的处理,但这种处理不包括实验研究给定的自变量。目的是更有效地比较实验组和对照组的结果。 2.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。 3.等量原则:指除单一变量可以变化外,其他的实验条件即无关变量应是相同且适宜的,如所用试剂的种类、浓度、体积要相同,放在相同条件下培养,取长势相同的植物培养等。 典例(2022全国乙卷)某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件,某同学进行了下列5组实验(表中“+”表示有,“-”表示无)。 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 底物 + + + + + RNA组分 + + - + - 蛋白质组分 + - + - + 低浓度Mg2+ + + + - - 高浓度Mg2+ - - - + + 产物 + - - + - 根据实验结果可以得出的结论是(　　) A.酶P必须在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性 B.蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高 C.在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性 D.在高浓度Mg2+条件下蛋白质组分具有催化活性 C 思维导引 知识溯源 (教材第78页“科学方法”)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叫作对照实验。 考题再练 真题演练 (2021湖北卷)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型:一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合,酶的活性能恢复);另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合,酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。 实验材料和用具:蒸馏水,酶A溶液,甲物质溶液,乙物质溶液,透析袋(人工合成半透膜),试管,烧杯等。为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型,提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路,并写出实验预期结果。 (1)实验设计思路 取_________支试管(每支试管代表一个组),各加入等量的酶A溶液,再分别加等量___________________________,一段时间后,测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋,放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液,再测定各自的酶活性。  2 甲物质溶液、乙物质溶液 解析　由题意可知,实验目的为探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型,则实验的自变量为甲、乙物质的有无,因变量为酶A的活性,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故可设计实验如下:取2支试管各加入等量的酶A溶液,再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液(单一变量和无关变量一致原则);一段时间后,测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋,放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液,再测定各自的酶活性。 (2)实验预期结果与结论 若出现结果①:________________________________________________。结论①:甲、乙均为可逆抑制剂。  若出现结果②:________________________________________________。结论②:甲、乙均为不可逆抑制剂。  若出现结果③:________________________________________________。结论③:甲为可逆抑制剂,乙为不可逆抑制剂。  若出现结果④:________________________________________________。结论④:甲为不可逆抑制剂,乙为可逆抑制剂。  透析后两组的酶活性均比透析前酶的活性高 透析前、后两组的酶活性均不变 加甲物质溶液组,透析后酶活性比透析前高,加乙物质溶液组,透析前、后酶活性不变 加甲物质溶液组,透析前、后酶活性不变,加乙物质溶液组,透析后酶活性比透析前高 解析　据题意可知,物质甲和物质乙对酶A的活性有抑制,但作用机理未知,且透析前有物质甲和乙的作用,透析后无物质甲和物质乙的作用,前后对照可推测两种物质的作用机理,可能的情况有: ①若甲、乙均为可逆抑制剂,则酶的活性能恢复,故透析后两组的酶活性均比透析前酶的活性高。 ②若甲、乙均为不可逆抑制剂,则两组中酶的活性均不能恢复,故透析前、后两组的酶活性均不变。 ③若甲为可逆抑制剂,乙为不可逆抑制剂,则加甲物质溶液组中酶活性可以恢复,而加乙物质溶液组不能恢复,故加甲物质溶液组,透析后酶活性比透析前高,加乙物质溶液组,透析前、后酶活性不变。 ④若甲为不可逆抑制剂,乙为可逆抑制剂,则加甲物质溶液组中酶活性不能恢复,而加乙物质溶液组能恢复,故加甲物质溶液组,透析前、后酶活性不变,加乙物质溶液组,透析后酶活性比透析前高。 本 课 结 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