第5章 1.降低化学反应活化能的酶 课时1 酶的作用和本质（正文）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中生物必修1 分子与细胞关键能力提升同步学案（人教版）

该高中生物学导学案聚焦“酶的作用和本质”，通过双氧水处理伤口的生活情境导入，以问题链引导学生思考，衔接“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验探究及酶本质的科学史回顾，提供问题讨论、实验分析等学习支架。 资料以探究实践为主线，通过实验设计培养控制变量能力，结合科学史发展批判性思维，典例与对标训练强化知识应用，落实科学思维与探究实践素养，助力学生理解酶的作用机理与本质，提升分析解决问题能力。

1 降低化学反应活化能的酶 课时1　酶的作用和本质 【定标-核心素养】 考情揭秘 直击能力 定标素养 基本考查点 酶的作用机理 酶的本质 （1）能分析实验现象，得出实验结论，具有推理论证的能力； （2）能体会构建数学模型的思维方法，具备思维建模的能力； （3）能用批判性思维客观的评价科学家的科学探究历程； （4）能有创造性思维进行实验设计与科学探究。 （1）在观察和实验的基础上对酶作用的机理做出理性的解释和判断； （2）通过探究实践，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，能设置对照组； （3）通过科学史的回顾，说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质。发展学生批判性的科学思维，认同科学是在实验和争论中前进的。 重点及难点 酶的作用、本质； 探究实验中控制变量的科学方法； 题型和难度 选择题为主，在非选择题的小问中也会嵌入酶的作用原理和酶的本质，难度中等。实验设计、变量分析常常出现，难度中上等。 【本课时主要内容】 酶在细胞代谢中的作用 酶的本质 知识导航　各种化学反应　得到了能量　降低化学反应的活化能　降低活化能的作用更显著　活细胞　细胞中的某些物质　某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用　脲酶是蛋白质　RNA　蛋白质　RNA 探究1　酶在细胞代谢中的作用 【问题导入】 某同学运动受伤后，用双氧水处理伤口和完整的皮肤，能看到伤口处有很多白色的泡沫，而完整的皮肤上则没有。对此他很困惑，这到底是什么原因呢？ （1）白色泡沫的成分是什么？ 双氧水是过氧化氢溶液，过氧化氢溶液分解产生了氧气。 （2）为什么伤口处过氧化氢会分解，而完整的皮肤处不会？ 说明细胞破损后在细胞中存在的某种能促使过氧化氢分解的物质流出来了。 （3）这种物质是什么？有什么作用？ 这种物质是过氧化氢酶，能够催化过氧化氢的分解。 【思考与讨论】比较过氧化氢在不同条件下的分解 【资料1】过氧化氢试剂瓶上的说明书上有注意事项：密封，避光，置于阴凉处贮存。过氧化氢严禁与Fe3+等金属化合物混合存放。 讨论1：联系化学知识，讨论过氧化氢的特点。 过氧化氢溶液无色透明，在常温下会缓慢分解，生成水和氧气。 讨论2：问题探讨和这个贮存条件说明过氧化氢能够在什么条件下分解？ 说明过氧化氢受热能加速分解，过氧化氢能在Fe3+、过氧化氢酶的作用下加速分解。 【资料2】进行比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验 试管编号 1 2 3 4 第一步 H2O2浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2mL 2mL 2mL 2mL 第二步 反应条件 常温 90℃ FeCl3溶液 (常温) 肝脏研磨液 (常温) 剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 结果 气泡产生 不明显 少量 较多 大量 卫生香复燃情况 不复燃 不复燃 复燃 迅速复燃 讨论3：观察实验现象，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号试管在单位时间内释放的气泡比1号试管多，说明加热能促使过氧化氢的分解，提高反应速率。 讨论4：在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？ 不能，体内的反应是在温和的条件下进行的。 讨论5：3号和4号试管未经过加热，也有气泡产生，说明什么？ Fe3+和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解。 讨论6：3号试管和4号试管相比，哪支试管中的反应速率更快？如果时间够长，3号、4号试管释放的氧气量哪个更多？ 图1 过氧化氢在不同条件下的分解实验示意图 单位时间内4号试管中的反应速率更快，说明酶促进过氧化氢分解的效率更显著。一段时间后，3号试管与4号试管产生的气体一样多。说明作为催化剂，酶与无机催化剂一样都能加快化学反应的速率，但是不能改变化学反应的平衡点。 【资料3】不同条件下H2O2分解的作用机理 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。 常态下加热加FeCl3溶液加过氧化氢酶 图2 不同条件下过氧化氢分解的机理 讨论7：加热促进过氧化氢分解的原理是什么？ 加热使过氧化氢分子获得了能量。 讨论8：Fe3+、过氧化氢酶催化过氧化氢分解的原理是什么？ Fe3+、过氧化氢酶都能降低化学反应的活化能，过氧化氢降低化学反应活化能的作用更显著。 讨论9：酶的这种催化作用有什么意义？ 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速有效地进行。 典例1如图所示为“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验装置,下列有关说法正确的是 (　　) 　典例1 A. 该实验的自变量是过氧化氢的分解速率 B. 3号、4号试管对照说明酶具有催化作用 C. 4号试管中的酶能为过氧化氢的分解提供能量 D. 4支试管最终产生相同体积的O2 必备知识　变量的分析和酶的作用原理。 关键能力　 【答案】　D　 【解题思路】 　对标训练1 对标训练1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,酶的催化作用更显著 D. 酶和无机催化剂均降低了底物分子的能量 【答案】　C　 【解题思路】 【易错提醒】 1.本实验的自变量是温度、是否加入催化剂、催化剂的种类。 2.本实验的因变量是过氧化氢的分解速率，用单位时间内氧气的产生量、带火星的卫生香的复燃程度作为测量标准。 3.加热是使过氧化氢分子得到能量，酶和无机催化剂是降低化学反应活化能。 4.酶与无机催化剂相比，降低化学反应活化能的作用更显著，说明酶具有高效性。 5.酶与无机催化剂一样，都只改变反应的速率而不改变反应的平衡点。 探究2　酶的本质 【问题导入】谁是正确的呢？ 巴斯德：“我的实验明确显示，没有完整的酵母细胞，葡萄汁永远不会变成葡萄酒。生命过程与化学过程有本质区别。” 李比希：“你的显微镜让你看到了细胞，却没让你看到细胞内的化学物质。我提取的‘可溶性酵素’证明了发酵不需要生命，只需要合适的化学物质。” （1）巴斯德的观点有什么积极意义？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，是不合理的。 （2）李比希的观点有什么积极意义？有什么局限性？ 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才能发挥作用，是不正合理的。 【思考与讨论】阅读教材“关于酶本质的探索” 【资料1】毕希纳将酵母细胞放在石英砂中用力研磨，加水搅拌，再进行加压过滤，得到不含酵母细胞的提取液。在这些汁液中加入葡萄糖，一段时间后就冒出气泡，糖液变成了酒。 讨论1：在毕希纳的实验中可以得出什么结论？ 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。 【资料2】萨姆纳从刀豆种子中提取出纯酶，用多种方法证明酶是蛋白质。 讨论2：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？ 用双缩脲试剂进行检测，如果出现紫色，说明它是蛋白质；如果未出现紫色，说明它不是蛋白质。 【资料3】20世纪80年代，美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能。 讨论3：请给酶下一个比较完整的定义。 酶是由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。 典例2酶对细胞代谢起着重要的作用,下列有关酶的叙述,正确的是 (　　) A. 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,活细胞都能产生酶 B. 酶都在细胞内的核糖体中合成 C. 酶不能脱离生物体起作用,只能释放到细胞外降低化学反应的活化能,加快反应速率 D. 绝大多数酶的基本组成单位是氨基酸,少数是核糖核苷酸 必备知识　酶的本质。 关键能力　 【答案】　D　 【解题思路】 　对标训练2 对标训练2毕希纳将酵母细胞与石英砂研磨后获得提取液,加入葡萄糖后产生酒精,如图所示。该实验结论的突破性在于 (　　) A. 首次发现酵母细胞含有酿酶 B. 证明酒精发酵需要多种酶参与 C. 证实发酵是细胞内的化学反应 D. 推翻“发酵需要完整细胞”的观点 【答案】　D　 【解题思路】 【易错提醒】 1.酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA。 2.酶可以在细胞内起作用，也可以在细胞外，甚至是生物体外起作用。 学科网（北京）股份有限公司 $