5.1 降低化学反应活化能的酶 第1课时课件-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“酶的作用和本质”，以斯帕兰札尼研究鹰消化作用实验及加酶洗衣粉等生活实例导入，通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验探究酶的催化作用，结合科学史梳理酶本质的探索历程，构建“作用机理—本质定义”的知识支架。 其亮点在于以实验探究为核心，通过控制自变量、设置对照实验培养科学思维与探究实践能力，结合巴斯德等科学家的研究历程渗透科学态度，生活实例联系生命观念。学生能在实践中理解酶的作用，教师可借助结构化资源提升教学效率。

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，把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。 1 为什么要将肉块放在金属笼内？ 排除物理性消化。 2 是什么物质让肉块消失了？ 消化道内的化学物质将肉块分解了。 3 怎样才能证明你的推测？ 收集消化道内的化学物质，看看这些化学物质在体外是否也能将肉块分解。 大家在日常生活中见过酶吗？ 加酶洗衣粉 多酶片 加酶牙膏 第五章 细胞的能量供应和利用 学习目标 生命观念 说明酶在细胞代谢中的作用和化学本质，掌握酶的三大特性，理解酶促反应过程。 科学思维 通过有关实验，进一步熟悉控制自变量的方法，运用实验原理设计简单的实验，培养学生科学探究能力。 科学探究 通过阅读“关于酶本质的探索”资料，认同科学是在不断探索和争论中前进的，体会科学家不畏挫折的精神。 重点突破一 酶在细胞代谢中的作用 ENZYME 【重点突破一】酶在细胞代谢中的作用 1.细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 概念 有氧呼吸 光合作用 脱水缩合 【重点突破一】酶在细胞代谢中的作用 1.细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 概念 细胞代谢是细胞生命活动的基础。 意义 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 4 在水环境中进行 反应条件温和 【重点突破一】酶在细胞代谢中的作用 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。但细胞中含有一种物质能及时分解过氧化氢，变成氧和水，这种物质就是过氧化氢酶，过氧化氢酶在肝脏中含量较多。 资料一 过氧化氢溶液可用于消毒、清洁伤口，贮藏时需避光密封，在阴凉处（不超过20℃）保存。这是因为过氧化氢在常温下可缓慢分解，高温也会加速其分解。除此之外，加入无机催化剂（如FeCl3溶液），也可加快反应进行。 2 H2O2 → 2 H2O + O2 ↑ 资料二 【重点突破一】酶在细胞代谢中的作用 01 / 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。 02 / 实验原理 2H2O2 2H2O + O2↑ 反应条件 比较过氧化氢在不同条件下的分解 判断H2O2分解快慢的依据： ①气泡冒出情况 ②点燃的卫生香的复燃情况 O2的产生量 不同条件及处理方法： ①常温 ②高温 ③无机催化剂 ④过氧化氢酶 不做处理 水浴加热 滴加FeCl3溶液 加入新鲜的肝脏研磨液 观测指标： 【重点突破一】酶在细胞代谢中的作用 03 / 材料用具 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验材料 实验器材 ①新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液 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 “新鲜”—保证过氧化氢酶的活性和数量； “研磨”—让过氧化氢酶与H2O2能充分接触，加快分解。 【重点突破一】酶在细胞代谢中的作用 04 / 实验过程 比较过氧化氢在不同条件下的分解 取4支洁净的试管，分别编上序号1、2、3、4，向各试管内分别加入2ml过氧化氢溶液。 常温 90℃水浴加热 2滴FeCl3 2滴肝脏研磨液 1 2 3 4 无明显气泡 有少量气泡 有较多气泡卫生香复燃 有大量气泡 卫生剧烈复燃 【重点突破一】酶在细胞代谢中的作用 比较过氧化氢在不同条件下的分解 【1】与１号试管(常温)相比，２号(水浴加热)产生的气泡多，这说明什么？ 加热能加快H2O2分解速率。 【2】与１号试管(常温)相比，3号(加入FeCl3溶液)、4号(加入新鲜肝脏研磨液)也有大量气泡产生，这说明什么？ FeCl3中的Fe3+ 和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快H2O2分解速率。 【3】3号试管Fe3+数比4号试管H2O2酶高25万倍，但4号产生的气泡更多，这说明什么？ 过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高。 【重点突破一】酶在细胞代谢中的作用 05 / 实验结论 比较过氧化氢在不同条件下的分解 分组编号 试管1 试管2 试管3 试管4 步骤一 分别加入2ml 3%的H2O2溶液 步骤二 常温 90℃水浴加热 2滴FeCl3溶液 2滴新鲜肝脏研磨液 观察现象 气泡产生情况 无明显气泡 少量气泡 较多气泡 大量气泡 卫生香复燃情况 / / 卫生香复燃 卫生香剧烈复燃 结论 加热、Fe3+、H2O2酶都能加快H2O2分解， 在H2O2酶作用下分解最快。 【重点突破一】酶在细胞代谢中的作用 07 / 实验分析 比较过氧化氢在不同条件下的分解 分组编号 试管1 试管2 试管3 试管4 步骤一 分别加入2ml 3%的H2O2溶液 步骤二 常温 90℃水浴加热 2滴FeCl3溶液 2滴新鲜肝脏研磨液 观察现象 气泡产生情况 无明显气泡 少量气泡 较多气泡 大量气泡 卫生香复燃情况 / / 卫生香复燃 卫生香剧烈复燃 结论 加热、Fe3+、H2O2酶都能加快H2O2分解， 在H2O2酶作用下分解最快。 自变量 因变量 无关变量 空白对照组 实验组 对照实验 【重点突破一】酶在细胞代谢中的作用 比较过氧化氢在不同条件下的分解 08 / 科学方法 变量 (实验过程中可 以变化的因素) 自变量：人为改变的变量，如过氧化氢分解的不同条件 因变量：随自变量变化而变化的变量，如过氧化氢分解速率 无关变量：对实验结果会造成影响，但与本实验研究内容无关的 变量，如过氧化氢溶液的加入量和浓度、催化剂的加入量等 对 照 实 验 (除自变量外，其它因素都保持一致的实验) 实验设置：对照组和实验组 遵循原则：对照原则、单一变量原则、等量原则等 空白对照组的意义：排除自变量外其余因素的影响，确保 实验结果的准确性。 【重点突破一】酶在细胞代谢中的作用 比较过氧化氢在不同条件下的分解 【1】在以上四种不同条件下，哪支试管最终产生的氧气最多？ 一样多 【2】在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？ 不能 【3】为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？ 细胞内的化学反应需要在常温常压下高效率进行，只有酶满足要求。 【4】加热、Fe3+、过氧化氢酶能使反应速率加快的本质原因是什么？ 【重点突破一】酶在细胞代谢中的作用 2.活化能 能量 反应过程 反应物(常态) 产物 活跃状态 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。 常态 活跃态 活化能 终态 【重点突破一】酶在细胞代谢中的作用 【重点突破一】酶在细胞代谢中的作用 比较过氧化氢在不同条件下的分解 【4】加热、Fe3+、过氧化氢酶能使反应速率加快的本质原因是什么？ 加热、Fe3+、酶的作用机理 加热 Fe3+ 酶 提高分子的能量 降低化学反应的活化能 更显著地降低化学反应的活化能 能量 反应过程 反应物(常态) 产物 活跃状态 E1 E2 Fe3+ 酶 E3 【重点突破一】酶在细胞代谢中的作用 3.酶的作用 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。 原理 酶的催化作用，使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行。 意义 【重点突破一】酶在细胞代谢中的作用 【1】判断①~③以及ac、bc、ab所代表的含义。 无催化剂 无机催化剂 酶 ac bc ab 无催化剂条件下， 反应所需要的活化能 酶催化时， 反应所需要的活化能 酶降低的活化能 重点突破二 酶的本质 ENZYME 【重点突破二】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。 “ “ 老德，你说什么玩意儿？！ 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 【重点突破二】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。 “ “ 【重点突破二】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 20世纪80年代 【重点突破二】酶的本质 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德 李比希 毕希纳 萨姆纳 其他科学家 切赫和奥尔特曼 少数酶是RNA 死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵 发酵与死细胞中的物质有关 发酵与活细胞有关 脲酶是蛋白质 胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质 【重点突破二】酶的本质 “酶” 活细胞产生的一类具有催化作用的有机物。 绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。 ① 一般说来，活细胞都能产生酶。 ② 酶在细胞内外均可发挥作用。 ③ 酶只起催化作用，无调节功能。 定义 本质 注意 酶的 来源 酶的 功能 酶的化 学本质 课堂小结 ENZYME 课堂小结 课堂小结 Summary 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。 探究实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 自变量 因变量 无关变量 酶的作用和本质 控制变量 作用机理 加热：提供能量 Fe3+：降低反应活化能 酶：更显著降低反应活化能 酶催化作用的意义：使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行。 练习与应用 ENZYME 概念检测 选择题 【题1】酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是 ( ) A.酶不能脱离生物体起作用 B.酶只有释放到细胞外才起作用 C.所有的酶都是蛋白质 D.酶是具有催化作用的有机物 【题2】酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特点是 ( ) A.能为反应物提供能量 B.能降低化学反应的活化能 C.能在温和条件下催化化学反应 D.催化化学反应更高效 D D 拓展应用 1. 在本节“探究•实践”中，有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管，向其中分别加入2 mL过氧化氢溶液后，再向5号试管内加入滴煮沸过的肝脏研磨液，向6号试管内加入2滴蒸憎水。这样做的目的是？ 本小节“探究•实践”涉及的自变量包括温度和催化剂两个变量，1号试管中仅放置了过氧化氢溶液，与2号试管的区别在于温度，可以起到对照作用，3号试管与4号试管之间也可以起相互对照作用。而加入2滴煮沸过的肝脏研磨液的5号试管，可以与加入新鲜的肝脏研磨液的4号试管做对照；同理，加入2滴蒸馏水的6号试管可以作为3号试管和4号试管的对照。 拓展应用 2. 仔细阅读本节的“思考•讨论”，通过完成下面的图解，体会巴斯德、李比希、毕希纳、萨姆纳的观点之间的逻辑关系；写一篇短文，谈谈对科学发展过程的认识。 巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。 李比希：引起发酵的是细胞中的某些物质，但是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。 拓展应用 3.给你一份某种酶的结晶，你能设计实验检测它是不是蛋白质吗？请简略写岀实验步骤。想一想，在萨姆纳之前，为什么很难鉴定酶的本质？ 用双缩脲试剂检测。 主要是因为细胞中酶的提取纯化非常困难。 Lavf58.46.101 Lavf58.48.100 $