专题5.1 降低化学反应活化能的酶-高中生物必修一教案及课件

第五章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶（3课时） 教学目标 1.说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。 2.通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。 3.进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。 教学重点 酶的作用、本质和特性。 教学难点 （1）酶降低化学反应活化能的原理。 （2）控制变量的科学方法。 教学过程： 教学内容 教师活动 学生活动 情境创设 实验介绍：1783年意大利科学家斯帕兰札尼将肉块放在小巧的金属笼中，然后让鹰吞下，过了一段时间，将笼子取出，肉块不见了。 问：（1）为何要将肉块放在笼子中？答：排除了胃对肉块的物理性消化。 问：（2）对肉起消化作用的是什么物质？答：一定是某些物质进入到金属笼中，使肉分解。现在已经知道这个能让肉分解的物质就是——酶。问：（3）进行肉类消化的过程的条件是怎样的？答：进行分解肉的反应是在一种极温和的条件下进行的。问：（4）在实验室中能否也能让肉分解？能的话需要怎样的条件？答：实验室也能进行肉的分解，但是比起在生物体中来说，需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈的条件才能进行。 问题探讨1.这个实验要解决的问题是：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化？ 2.是胃内的化学物质将肉块分解了。3.提示：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。总结：对于一个生物体来说要进行的生理活动非常之多，构成生物体的每一个细胞内的物质需要不断地合成与分解，不断地处于自我更新的状态，而这种自我更新的过程完全依赖于细胞内发生的生物化学反应，每一个化学反应都伴随着能量的变化。细胞中全部有序的化学变化的总称就叫细胞代谢。细胞生存的条件是很温和的，那么细胞内数量如此巨大的生物化学反应如何在常温、常压、水溶液环境、pH接近中性的条件下，迅速高效地进行呢？在化学反应中有没有提高化学反应的方法呢？ 学生思考回答 过氧化氢在不同条件下的分解 实验前介绍：动植物在代谢中产生的过氧化氢，对机体是有毒的。机体通过过氧化氢酶，催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。铁离子也可催化这一反应。 2H2O2H2O＋O2 问：如何获得过氧化氢酶？ 答：新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶，所以新鲜肝脏研磨液含有较多的过氧化氢酶。 按以下实验步骤来进行实验： 试管编号 1 2 3 4 实验原理 过氧化氢在高温或Fe3＋或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气 第一步 每支试管各加入2 mL 3%的H2O2溶液 第二步 90 ℃热水浴 用滴管加2滴 3.5%FeCl3溶液 用滴管加2滴质量分数为20%肝脏研磨液 观 察 观察气泡冒出情况，并记录 现象 无 较多 较多 很多 将点燃卫生香放在液面上 没变化 火头变亮 火头变亮 复燃 原因 没有生成氧气 生成了少量氧气 生成了少量氧气 生成了大量氧气 结论 酶的催化效率比无机催化剂的催化作用更显著 对上述实验进行分析，对照实验的特点。 问：上述实验分成了1、2、3、4号四支试管，哪些是四支试管共同的条件？两两比较不同的条件有几个？ 答：共同点：都在试管中加入2 mL H2O2溶液，都在相同的压力下进行。 不同点：1和2：只有温度不同；1和3：3多了2滴FeCl3溶液；1和4：4多了2滴肝脏研磨液；3和4：加入的催化剂不同。 问：1号试管没有加任何试剂，它起的作用是什么？ 答：它起的是对照的作用。 结论：进行该实验的其他因素相同，而只有其中某一因素不同，观察其对实验结果的影响。如果结果不同，那么影响该结果的就是这一不同的因素。在上述实验3试管和4试管只有加入的催化剂不同，那么该实验的结果3放的氧气少，4放出氧气多就是因为加入到4号催化剂的催化效率比加入到3号的高。即酶具有高效性。 问：2和4试管现象基本相同，能否在生物体中也利用2的方法来解毒？ 答：不能。加热到这样的温度会造成生物的细胞死亡。 问：能否用同一滴管给3和4试管加FeCl3溶液和肝脏研磨液？ 答：不能。共用滴管会让肝脏研磨液（或FeCl3溶液）残留在滴管内，难以判断出过氧化氢的分解是哪种滴加液的作用，影响实验结果的准确。 问：为何酶的催化效率会比无机催化剂更高呢？ 答：酶降低了活化能。活化能就是分子从常态转化变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。活化能越大，反应就越不容易进行，反之就容易进行。 教师精讲］ 在生物体中，生物体内的化学反应每时每刻进行着。以人为例：据估计人体细胞内每分钟大约要发生几百万次的化学反应，这么多的化学反应能在人体中顺利而迅速地完成，完全是靠酶的催化作用。它和无机