5.1.1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

该高中生物学课件围绕酶的作用和本质展开，以斯帕兰札尼金属笼肉块实验为导入，通过问题探讨引出酶的存在，衔接细胞代谢实例，借助对照实验验证酶的催化作用和高效性，最后通过科学史梳理酶的本质探索过程，构建完整知识支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过“比较过氧化氢分解”实验强化变量控制和对照设计，结合巴斯德、萨姆纳等科学史培养严谨思维，动画展示活化能过程助力理解。体现生命观念中结构与功能观，学生能提升探究能力，教师可高效落实素养目标。

第五章 第1节 （一）酶的作用和本质 学习目标 01 利用结构与功能观理解酶的功能是由其独特的空间结构决定的。（生命观念） 02 通过分析综合，归纳概括酶的本质。（科学思维） 03 学会设计对照实验，证明酶的作用。（科学探究） 01 问题探讨 01 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，发现笼内的肉块消失了。 【讨论】 1.为什么要将肉块放在金属笼内？ 便于取出实验材料（肉块），排除物理消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学。 01 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，发现笼内的肉块消失了。 【讨论】 2.是什么物质使肉块消失了？ 是胃内的化学物质将肉块分解了。 3.怎样才能证明你的推测？ 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。 02 酶在细胞代谢中的作用 叶绿体：CO2+H2O （CH2O) +O2 光能 酶 线粒体: C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 酶 核糖体：氨基酸 多肽 酶 缩合脱水 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。 细胞代谢离不开酶 细胞代谢 【细胞化学反应】 02 酶在细胞代谢中的作用 细胞代谢的特点 （1）一般都需要酶催化 （2）一般伴随着能量的释放和储存 （3）在水环境中进行 （4）反应条件温和 细胞代谢的意义 是细胞生命活动的基础 但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。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。 探究实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验原理 目的要求 材料用具 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。 中有较多的 。质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的 相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。 过氧化氢酶 肝脏研磨液 新鲜肝脏 新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液 如何判断过氧化氢被分解的快慢？ 观察单位时间内产生气泡的多少、观察带火星的卫生香的复燃情况。 探究实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解 探究实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解 方法步骤 2号 1号 3号 4号 2mL 过氧化氢溶液 常温 90℃水浴 2滴FeCl3溶液 2滴肝脏研磨液 气泡产生 卫生香复燃 分组编号 相同处理 不同处理 结 论 不明显 少量 较多 大量 变亮 复燃 不复燃 不复燃 探究实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解 1号 2号 4号 3号 肝脏研磨液 FeCl3 90℃水浴 常温 实验现象： 探究实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解 【结果分析】 1.与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？说明什么？ 2号试管放出的气泡多，说明加热能提高反应速率 2.3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？ FeCl3中Fe3+ 和新鲜肝脏中过氧化氢酶都能加快分解速率 3.3号试管Fe3+数比4号试管H2O2酶高25万倍，但4号反应速率更快，这说明什么？ 过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多 探究实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解 【结果分析】 4.2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多？ 一样多，几支试管的H2O2 溶液的体积和浓度都相同 5.为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？ 细胞内每时每刻进行着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 【实验结论】 酶具有催化作用，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高 控制变量和设计对照实验 —— 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 说明 2号 1号 3号 4号 对照组 实 验 组 2mL 过氧化氢溶液 常温 90℃水浴 2滴FeCl3溶液 2滴肝脏研磨液 不明显 少量 较多 大量 变亮 复燃 气泡产生 卫生香复燃 分 组 编 号 相 同 处 理 不 同 处 理 结 论 无关变量 自变量 因变量 无关变量在对照组和实验组中均要保持 。 单一变量原则、 （还有平行重复原则……） 实验设计应遵循的原则： 对照原则 相同且适宜 不复燃 不复燃 控制变量和设计对照实验 02 酶在细胞代谢中的作用 02 酶在细胞代谢中的作用 酶具有高效的催化性能，它的催化原理是什么？ 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。 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。 02 酶在细胞代谢中的作用 ①表示：无催化剂时化学反应所需的活化能 ②表示：无机催化剂催化化学反应所需的活化能 ④表示：酶催化化学反应所需的活化能 ③表示：无机催化剂降低的活化能 ⑤表示：酶降低的活化能 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行。 03 酶的本质 03 酶的本质 19世纪，酿酒业在欧洲经济中占有重要地位。但是，酿出的葡萄酒经常莫名其妙地变酸，因此科学界非常重视对发酵过程的研究…… 我国早在4000多年前的夏禹时代，就掌握了酿酒技术。1716年《康熙字典》收录了酶字，并将“酶”解释为“酒母也”。 03 酶的本质 酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。 “ 引起发酵的是酵母菌中的某些物质，但这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用。 “ “ 【法】巴斯德 【德】李比希 VS 酶的本质探索 “ 03 酶的本质 【德】毕希纳 将酵母菌细胞中引发发酵的物质称为酿酶。 把酵母菌细胞放在石英砂中用力研磨并加水搅拌 加压过滤，得不含酵母菌细胞提取液，并加葡萄糖 一段时间后，冒气泡，糖液变成了酒 1 2 3 酵母菌细胞中的某些物质能够在酵母菌细胞破碎后继续起作用，就像在活酵母菌细胞中一样。 “ 酶的本质探索 “ 03 酶的本质 【美】萨姆纳 科学家们又相继获得胃蛋白酶、胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证明这些酶都是蛋白质。 脲酶的化学本质是蛋白质! 【美】奥尔特曼 【美】切赫 少数RNA也具有生物催化功能 20世纪80年代 酶的本质探索 03 酶的本质 巴斯德之前 萨姆纳 巴斯德 李比希 毕希纳 切赫和奥尔特曼 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 发酵必须有活细胞参与 引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质,且只在酵母菌死亡裂解后才发挥作用 活细胞粉碎后所得物质（酿酶）的作用和活的酵母细胞一样 证明脲酶是蛋白质 证明少量RNA也具有生物催化功能 切赫 奥尔特曼 03 酶的本质 【思考】 1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？ 巴斯德认为发酵与活细胞有关，是合理的；认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用，是不正确的。李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质，是合理的；认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用，是不正确的。 2.在科学发展过程中出现争论是正常的。巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么？这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？ 巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究目标集中在他们争论焦点上，使科学研究更加有的放矢。 03 酶的本质 【思考】 3.从毕希纳的实验可以得出什么结论？ 毕希纳的实验说明，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。 4.萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他取得成功靠的是什么样的精神品质？ 萨姆纳历时9年，用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。 03 酶的本质 化学本质 绝大多数是_________ 少数是_________ 元素组成 合成原料 合成场所 来源 一般来说，活细胞都能产生 作用场所 作用原理 RNA 蛋白质 核糖核苷酸 氨基酸 核糖体 细胞核（真核生物） 细胞内、外及生物体外均能发挥作用 C、H、O、N、(S) C、H、O、N、P 显著降低化学反应的活化能 总结 04 课堂小结 酶是一种生物催化剂； 酶显著降低了化学反应的活化能。 设置对照实验 探究实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用 酶的本质： 绝大多数是蛋白质，少数是RNA。 自变量 因变量 无关变量 05 课堂小测 1.下列有关酶的表述，正确的是( ) A.酶只能在生物体细胞内才能起作用 B.所有的酶都是蛋白质 C.酶与无机催化剂的作用和本质相同 D.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 D 解析：酶在生物体细胞内和细胞外都能起作用，A错误；大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，B错误；酶与无机催化剂的作用机理都是降低反应的活化能，但是两者的本质不同，C错误；酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，D正确。 05 课堂小测 2.酶和无机催化剂加快某化学反应的机理如图所示(Ea、Eb、Ec为活化能,指底物分子“活化”所需的能量)。下列叙述正确的是( ) A.表示酶降低的活化能的是Eb-Ec B.没有催化剂，该化学反应就不能发生 C.由图中Ec与Eb比较可知，酶比无机催化剂的催化效率更高 D.酶和无机催化剂均降低了底物分子的能量 C 解析：Ea表示不加催化剂时化学反应所需的活化能,Eb表示无机催化剂催化时化学反应所需的活化能, Ec表示酶催化时化学反应所需的活化能,故Ea-Ec表示酶降低的活化能,A错误;从图中可以看出,没有催化剂,化学反应所需活化能较多,反应进行速度较慢,但并不是不能发生,B错误;分析曲线可知,与无机催化剂相比,酶降低的活化能更多,催化效率更高,C正确;酶和无机催化剂降低了底物分子"活化"所需的能量,而不是降低了底物分子的能量,D错误。 05 课堂小测 3.下列有关酶的叙述，正确的是（ ） A.酶由细胞产生，并且只能在生物体内发挥作用 B.酶都是蛋白质，具有一定的空间结构 C.酶反应前后性质不变 D.酶具有催化作用和调节作用 C 解析：酶是由活细胞产生，在生物体内和体外都能发挥作用，A错误；绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA，B错误；酶的数量和性质在反应前后都不会发生改变，C正确；酶具有催化作用，但是没有调节作用，D错误。 06 教考衔接 [2026年河北高考真题]酶与无机催化剂催化的两类反应中能量变化如图1和图2所示，下列分析错误的是(      ) A.图1所示反应中酶与无机催化剂降低活化能的差值为e B.图1所示为放能反应，图2所示为吸能反应 C.与①反应相比，②反应所需的条件一般较温和 D.图2所示反应中酶促反应的活化能为f D 解析：图1所示反应中酶与无机催化剂降低活化能的差值为e,A正确。图1反应物能量高于产物能量，属于放能反应；图2反应物能量低于产物能量，属于吸能反应，B正确。①代表无机催化途径，②代表酶促反应途径；酶的作用条件比无机催化剂温和很多,C正确。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。酶促反应的活化能是酶—底物复合物起点到酶促反应峰值的能量差，而f是产物与酶促反应峰值的能量差，故D错误。 感谢指正 Thanks To Correct Me Lavf57.25.100 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.48.100 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder r0.2.61(gap_fixed:False) $