第5章第1节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、本质及特性。课堂以斯帕兰札尼实验导入引发思考，通过过氧化氢分解实验探究酶的作用原理，结合科学史梳理酶本质发现历程，以问题链和实验支架衔接知识点，帮助学生构建完整知识体系。 其亮点在于以探究实践和科学思维为核心，通过“比较过氧化氢分解”“淀粉酶专一性”等实验培养学生实验设计与分析能力，结合酶本质探索的科学史渗透生命观念，联系加酶洗衣粉、菠萝蛋白酶等生活实例。既助学生深化理解，又为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

万州上海中学 本节聚焦 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 细胞代谢为什么离不开酶？ 2 酶是什么物质？ 3 通过对酶本质的探索过程的分析，你对科学是怎样发展的有哪些领悟？ 4 酶有哪些特性？ 5 酶的活性受哪些条件的影响？ 鸡啄食沙粒? 物理性消化 问题探讨 1773年意大利科学家斯帕兰札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，发现笼内肉块消失了。 斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用 思考： 1.为什么要将肉块儿放在金属笼内？ 2.是什么物质使肉块消失了？ 排除物理性消化，确定有化学性消化。 胃内的化学物质将肉块分解了。 P76 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。 后来，科学家发现胃液中含有大量盐酸，于是推测盐酸是使食物分解的物质。 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。 酶 有什么作用呢？ 它是什么物质呢？ 施旺 P76 叶绿体：CO2+H2O （CH2O) +O2 光能 酶 线粒体: C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量 酶 核糖体： 氨基酸 多肽 酶 缩合脱水 一、酶的作用和本质 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 细胞代谢是细胞生命活动的基础 P76 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。 探究·实践 实验原理：新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中Fe3+ 的数，大约是每滴研磨液中分子数的25万倍。 2H2O2 2H2O + O2 不同条件 材料用具 实验材料：新鲜的质量分数为20%的肝脏(如猪肝、鸡肝)研磨液。 实验仪器：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。 实验试剂：质量分数为3.5%的FeCl3溶液；新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液。 实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下的分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。 常温、加热、加FeCl3、加过氧化氢酶 H2O2酶数量多、活性强 增加H2O2酶与反应物的接触面 P77 5 步骤 试管编号 1 2 3 4 底物 H2O2 浓度 剂量 人为改变 剂量 底物分解速度 气泡产生 卫生香燃烧 结论 1、比较过氧化氢在不同条件下的分解速率（P78） 2ml 2ml 2ml 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ FeCl3 肝脏研磨液 2滴 2滴 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 复燃 迅速复燃 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 反应条件 自变量 因变量 无关变量 变量 对照组 实验组 对照实验原则 等量性原则 单一变量原则 2比1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。 4比3号试管的反应速率快得多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。 P78 无关变量是与实验结果无关的变量？无关变量的处理原则是相同且适宜。滴入FeCl3溶液和肝脏研磨液时，不能共用一个滴管，原因是若滴入的FeCl3溶液中混有少量的过氧化氢酶，会影响实验结果准确性。 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 2 H2O2 → 2 H2O + O2 2、各条件使反应加快的本质： 降低化学反应所需的活化能 提高分子自身的能量使接近所需活化能 更显著地降低化学反应所需的活化能 加热： 无机催化剂： 酶： P78 酶与无机催化剂的共性 ①降低化学反应的活化能，使反应速率加快，缩短达到平衡点的时间。 ②反应前后性质、数量不变。 ③只改变反应速率，不改变反应平衡点 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。 无机催化剂催化化学反应 时所需的活化能。 酶催化化学反应时所需的 活化能。 ③ 反应过程 能量 酶的作用原理——更显著地降低化学反应所需的活化能 P78 8 1.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反应的活化能 √ 即时突破： 2.如图所示，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E 表示酶降低的活化能，正确的图解是 √ 发现少数RNA具有催化功能。 切赫、奥尔特曼 3、酶的本质：阅读教材79页，完成80页拓展应用第2题 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。 巴斯德之前：酿酒发酵是纯化学反应，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种物质其作用。 李比希 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 萨姆纳：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。 P79 11 根据本节课的学习，给酶下一个定义（P81） 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。 酶的化学本质 酶的来源 酶的功能 化学本质 合成原料 合成场所 来源 生理功能 作用部位 作用原理 少数是RNA 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 催化作用 更加显著的降低化学反应的活化能 主要在细胞核（真核） 活细胞一般都能合成 细胞内、细胞外都可以 绝大多数是蛋白质 3.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是RNA而非蛋白质 √ 4.下列有关生物体内酶的叙述，正确的是 A.酶在完成催化作用后立即失活 B.酶只能在活细胞内才能发挥作用 C.大多数酶是在核糖体上合成的 D.酶为反应过程供能从而降低反应活化能 √ 即时突破： 二、酶的特性 与无机催化剂相比，催化效率更高。 意义：保证了细胞内化学反应的顺利进行和能量供应的稳定 。 1：高效性： 酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍 时间 无催化剂 加Fe3+ 加过氧化氢酶 O2生成量 ③ ① ② 滴入FeCl3溶液和肝脏研磨液时，能共用一个滴管？ P81 P81无机催化剂催化的化学反应的范围比较广，比如酸既能催化蛋白质的水解；也能催化脂肪水解；还能催化淀粉的水解。酶也能催化多种反应吗？ ，原因是若滴入的FeCl3溶液中混有少量的过氧化氢酶，会影响实验结果准确性。 探究·实践 做出假设：淀粉酶只能催化特定的化学反应。 提出问题:一种酶能催化多种化学反应吗？ 实验原理： 碘液？ 淀粉 蔗糖 斐林试剂 淀粉酶 淀粉酶 反应：麦芽糖 不反应：淀粉 反应：葡萄糖+果糖 不反应：蔗糖 实验方法步骤 项目 试管1 试管2 可溶性淀粉溶液 蔗糖溶液 新鲜的淀粉酶溶液 2mL — — 2mL 2mL 2mL 1 2 淀粉酶只能催化淀粉水解， 而不能催化蔗糖水解。 P81 15 2：专一性 脲酶只能催化尿素分解；过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解；二肽酶可以催化所有的二肽分解，对其他化学反应不起作用。（ ）目前已发现的酶有8000多种,它们分别催化不同的化学反应。 意义：保证了细胞内化学反应有序进行。 酶具有专一性的假说：锁钥学说。 一种酶只能催化一种或一类反应。 催化脂肪酶水解的酶是什么酶？ P81旁栏 P82 还有其他方案吗 思考：为了探究酶的化学本质，某同学做了如下实验： 甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性(酶催 化特定化学反应的能力)与处理时间的关系如图所 示，请思考：甲、乙两种酶的化学本质是否相同？ 为什么？ 甲酶的化学本质是RNA；乙酶的化学本质为蛋白质。 许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件催化化学反应，那酶起催化作用要怎样的条件呢？ 资料一：加酶洗衣粉一般对水温有要求，用温水浸泡效果更好，但水温不要超过60℃。 资料二：(P82)不同消化液的pH不一样，唾液的pH为6.2-7.4，胃液的pH为0.9-1.5，小肠的pH为7.6。唾液淀粉酶会随唾液流入胃，胃蛋白酶会随食糜进入小肠。 做出假设：温度、PH会影响酶的活性。 酶活性(P82)：酶催化特定化学反应的能力。可用在一定条件下催化某一化学反应的速率表示。 提出问题：温度、PH会不会影响酶的活性？ P82 酶的作用条件温和：酶的活性(催化效率)受温度、pH影响： 一定范围，酶的活性随温度升高而增强 因此酶制剂常在低温条件下保存。 在最适温度，酶的活性最高 超过一定温度，酶的活性随温度升高而降低。温度过高，空间结构破坏，永久失活。 在过酸过碱的条件下，都会使酶的空间结构破坏，酶永久失去活性。 在最适合的pH下，酶的活性最高 因此酶制剂常在最适pH下保存。 P84 低温可降低酶活性，但不使酶失活 一般来说，动物体内的酶最适温度在35～40℃；植物体内的酶最适温度在40～50℃；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达70℃。 动物体内的酶最适pH大多在6.5~8.0，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为1.5；植物体内的酶最适pH大多为4.5～6.5。 19 材料用具 实验试剂：质量分数为2%的淀粉酶溶液，质量分数为20%的肝脏研磨液，缓冲液（能在加入少量酸或碱时抵抗pH改变的溶液）。 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，质量分数为3%的过氧化氢溶液，物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸，物质的量浓度为0.01 mol/L的NaoH溶液，热水，蒸馏水，冰块，碘液，斐林试剂。 实验仪器：试管、量筒、小烧杯、大烧杯、滴管、试管夹、酒精灯、三脚架、石棉网、温度计、PH试纸、火柴。 实验设计思路及预期结果 底物 + 不同温度 + 酶 底物 + 不同PH + 酶 一段时间后 检测 底物的减少量或产物的生成量 底物的选择： 用淀粉、淀粉酶探究温度对酶活性的影响；用过氧化氢、过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响。 因为加热会加快过氧化氢的分解； 盐酸对淀粉、蛋白质、脂肪都有分解作用 P82 20 1试管 1’试管 2试管 2’试管 3试管 3’试管 加淀粉酶 加淀粉 保温 混合 保温 加碘液 观察颜色 结论 0℃冰水保温5min 60℃水浴保温5min 100℃水浴保温5min 变蓝 变蓝 不变蓝 温度对酶的活性有影响，温度过高或过低都会降低酶的活性 分别将每组的两支试管内的液体混合，摇匀 酶的特性3：作用条件较温和 P83 2ml — 2ml — 2ml — — 2ml — 2ml — 2ml 2滴 2滴 2滴 0℃冰水保温5min 60℃水浴保温5min 100℃水浴保温5min 斐林试剂需要水浴加热，本实验温度为自变量，需要严格控制 实验顺序： 先控制变量再让酶和底物混合 可判断各种变量，实验组对照组，及是否得出最适温度 无关变量：溶液体积、处理时间、pH等，应该保证相同且适宜 由于温度会影响酶活性，进而影响淀粉溶液完全水解所需时间，故可以设置一系列温度梯度的实验，分别检测淀粉完全水解（即加碘液不变蓝）所需时间。用同一结果出现所需时间来表示酶的活性强弱。 21 实验步骤 实验操作 1试管 2试管 3试管 一 注入等量不同pH溶液 1mL NaoH 溶液 1mL 盐酸 1mL 蒸馏水 二 等量过氧化氢酶溶液 新鲜肝脏研磨液2滴 三 等量过氧化氢溶液 2mL 四 实验现象 无气泡 无气泡 大量气泡 实验结论 酶的催化作用需要适宜的pH, pH偏高或偏低都会影响酶的活性 酶的特性3：作用条件较温和 无关变量溶液体积、处理时间、温度等，应该保证相同且适宜 22 1.下列有关酶的实验的叙述，正确的是 A.探究温度和pH对酶活性的影响时，分别选用淀粉和H2O2作为底物 B.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时，可用碘液检测实验结果 C.用H2O2作底物验证酶的高效性时，通过测定气泡或者氧气释放速率可 达到目的，不需对照 D.探究淀粉酶的最适温度的实验顺序：淀粉＋淀粉酶→置于相应水浴温 度下保温5 min→滴斐林试剂加热→观察溶液颜色变化 √ 即时突破： 2.(2023·汕头高一期末)菠萝蛋白酶存在于菠萝细胞内，其能损伤口腔黏膜，导致人在食用过程中产生疼痛感。研究人员探究了在不同温度和NaCl浓度的环境中浸泡菠萝对菠萝蛋白酶活性的影响，结果如图。下列分析错误的是 A.菠萝蛋白酶能催化口腔黏膜的蛋白质 分解 B.该酶到达胃部后空间结构可能会发生 改变 C.高盐浓度可以降低菠萝蛋白酶的活性 D.建议食用前用40 ℃的温水浸泡菠萝 √ 菠萝蛋白酶能够分解蛋白质，食盐能抑制这种酶的活力 拓展：影响酶促反应速率的因素： 1.温度 3.酶浓度： 4.底物浓度： 酶促反应速率 酶浓度 酶促反应速率 底物浓度 2.pH 甲（底物充足） 酶促反应速率 酶浓度 乙（底物浓度一定） 酶促反应速率 底物浓度 丙（酶量充足） 丁（酶量一定） 5.抑制剂 三、从酶的角度看细胞代谢有序进行的原因 1.酶的特性 2.酶的分布（教材84页最后一段）。 四、酶的应用（P85） 6 酶的应用 溶菌酶溶解细菌的细胞壁 胰蛋白酶等 多酶片 含酶牙膏 加酶洗衣粉 果胶酶 1 4 2 3 5 只有酶能够在常温、常压下高效地进行细胞内的化学反应 P84 1.下列实验或现象能说明酶的高效性的是 ①唾液中有唾液淀粉酶，把唾液稀释10倍后，催化淀粉完全水解的速度仍快于无机催化剂　②取两支洁净的试管，分别加入等量的淀粉溶液，然后向其中一支试管中加入适量的淀粉酶溶液，另一支试管中加入等量的蒸馏水，一段时间后，检测淀粉的分解情况　③在两支盛有适量过氧化氢溶液的试管中，分别加入等量过氧化氢酶和FeCl3溶液，观察气泡的释放速率 A.①②③ B.①③ C.③ D.②③ √ 即时突破： 2.下列关于酶的专一性的叙述，不正确的是 A.过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解，不能催化其他化学反应 B.每一种酶只能催化一种化学反应的进行 C.催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶 D.二肽酶能催化由不同氨基酸脱水缩合成的二肽的水解 √ 3.下列有关酶的实验的叙述，正确的是 A.探究温度和pH对酶活性的影响时，分别选用淀粉和H2O2作为底物 B.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时，可用碘液检测实验结果 C.用H2O2作底物验证酶的高效性时，通过测定气泡或者氧气释放速率可 达到目的，不需对照 D.探究淀粉酶的最适温度的实验顺序：淀粉＋淀粉酶→置于相应水浴温 度下保温5 min→滴斐林试剂加热→观察溶液颜色变化 √ 落实　思维方法 4.(2023·汕头高一期末)菠萝蛋白酶存在于菠萝细胞内，其能损伤口腔黏膜，导致人在食用过程中产生疼痛感。研究人员探究了在不同温度和NaCl浓度的环境中浸泡菠萝对菠萝蛋白酶活性的影响，结果如图。下列分析错误的是 A.菠萝蛋白酶能催化口腔黏膜的蛋白质 分解 B.该酶到达胃部后空间结构可能会发生 改变 C.高盐浓度可以降低菠萝蛋白酶的活性 D.建议食用前用40 ℃的温水浸泡菠萝 √ 菠萝蛋白酶能够分解蛋白质，食盐能抑制这种酶的活力 与生活的联系 菠萝蛋白酶能够分解蛋白质，食盐能抑制这种酶的活力，所以不用盐水先泡就吃，这种酶对于口腔粘膜和嘴唇的幼嫩表皮有刺激作用，会产生一种刺痛的感觉。 对照实验类型：空白对照、自身对照、条件对照、相互对照。 蝾螈受精卵横缢实验示意图 紫色洋葱鳞片叶外表皮 滴加3%的蔗糖溶液，低倍镜观察 滴加清水后，低倍镜观察 → → 制成装片， 低倍镜观察。 → 1号试管即为空白对照，2、3、4为相互对照；自变量：不同条件，本实验既有相互对照，又有自身前后对照 $