5.1.1酶的作用和本质
5.1.1 酶的作用与本质
3.3号和4号未经加热,也有大量气泡产生,这说 明什么?
4.3号与4号相比,4号试管中的反应速率快?这 说明什么?为什么说酶对于细胞内化学反应 顺利进行至关重要?
3号试管与4号试管相比，哪支试管的反应速率 快？为什么？ 同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显 著，因而催化效率更高。
酶降低化学反应活化能
结论：
酶是活细胞产生的具有催化作用 的有机物
二.酶在细胞代谢中的作用
细胞代谢：细胞中全部有序的化学变化的总称。 实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
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？比较不同的条件 有哪些？ 共同点：都在试管中加入2mL过氧化氢溶液 不同点：1和2：温度不同 1 和3 ： 3多了2滴的氯化铁溶液
第一节 降低化学反应活化能的酶 (一) 酶的作用和本质
1773年，意大利科学家斯帕 兰札尼（L．Spallanzani， 1729—1799）设计了一个巧 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（如图），这样， 肉块就可以不受胃的物理 性消化的影响，而胃液却可以流入笼内。过一段 时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消 失了。于是，他推断胃液中一定含有消化肉块的 物质。这个实验说明胃具有化学性消化的作用。 那么，胃液中究竟是什么物质将肉块消化了呢？
萨姆纳之前，之所以很难鉴定酶的本质，主要
是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。 2.（1）如四膜虫的rRNA前体具有催化活性。 （2）目前已有发现具有催化活性的DNA的报道。
2.（1）细胞内每时每刻都在进行着成千上万
种化学反应，这些化学反应需要高效率地进行， 酶的催化效率比无机催化剂高得多。 （2）细胞内的化学反应需要在常温、常压、 酸碱度适中等温和条件下进行，无机催化剂常 常需要辅助以高温、高压、强酸、强碱等剧烈 条件才能有较高的催化效率。
2020届人教版高中生物必修一学案：5.1.1 酶的作用和本质含答案
第1节 降低化学反应活化能的酶第1课时 酶的作用和本质学习目标1．说出细胞代谢离不开酶的原因(重点)。
2.概述酶的作用和本质(重点)。
3.通过对有关酶实验的分析，学会控制实验的变量和设置对照实验(难点)。
|基础知识|一、酶在细胞代谢中的作用 1．细胞代谢 (1)场所：细胞中。
(2)实质：各种化学反应的总称。
(3)意义：细胞生命活动的基础。
2．比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验原理2H 2O 2――――――――――→水浴加热或FeCl 3溶液或过氧化氢酶2H 2O ＋O 2。
二、酶的作用原理及本质 1．作用原理(1)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃所需要的能量。
(2)作用机制：降低化学反应活化能。
(3)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速进行。
2．酶的本质(1)产生场所：活细胞。
(2)本质：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA 。
|自查自纠|1．酶是具有催化作用的化合物。
( )2．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。
( ) 3．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。
( ) 4．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。
( )5．酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用既可发生在细胞内，也可以发生在细胞外。
( )6．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。
( )答案 1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.× 6.×|图解图说|★毕希纳将酵母细胞研磨后，过滤得不含酵母细胞的提取液；在这些提取液中加入葡萄糖，一段时间后，发现糖液发酵变成了酒。
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________实验中为什么要选用新鲜的肝脏进行充分的研磨？提示：新鲜的猪肝中含有较多的过氧化氢酶。
学案5.1.1
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学案5.1.1 降低化学反应活化能的酶1[课前预习]一、酶的作用和本质1．酶在代谢中的作用(1)细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为①________；细胞代谢是细胞②________的基础；细胞代谢能在温和条件下快速进行全凭酶的催化作用。
(2)活化能是指分子从③________转变为容易发生化学反应的④________所需要的能量。
酶的催化效率高，是因为同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。
酶化学本质的实验验证法(1)证明某种酶是蛋白质实验组：待测酶液＋双缩脲试剂―→是否出现紫色反应。
对照组：已知蛋白液＋双缩脲试剂―→出现紫色反应。
(2)证明某种酶是RNA实验组：待测酶液＋吡罗红染液―→是否呈现红色。
对照组：已知RNA溶液＋吡罗红染液―→出现红色。
[巩固练习]1．1783年，斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用时做了一个巧妙的实验，这个实验的巧妙之处在于（）。
A．排除了鸟的胃中物理性消化的干扰B．证明了何种消化酶对食物起了消化作用C．证明了胃对于食物只有化学性消化D．证明了细胞代谢离不开消化酶2．下列关于过氧化氢的叙述中，正确的是（）。
A．在没有催化剂时过氧化氢不会分解成水和氧气B．过氧化氢和水一样无色无味，对细胞无害C．Fe3+和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解D．从最终结果看，在有催化剂存在时，过氧化氢分解反应会进行得更彻底3．在过氧化氢酶和Fe3+的催化效率比较的实验中，把肝脏制成研磨液的目的是（）。
A．有利于过氧化氢酶的释放 B．保护过氧化氢酶C．提高过氧化氢酶的活性 D．以上说法都不正确4．下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是（）。
A．要设置对照组和实验组 B．要遵循单因子变量原则C．无关变量要始终相同且适宜 D．自变量要始终保持相同5．同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因是（）。
A．能降低反应的活化能 B．能供给反应物能量C．改变了反应的途径 D．降低反应活化能的作用更显著6．关于活化能，下列说法不正确的是（）。
5.1.1酶的作用和本质教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修一
授课内容
授课时数
授课班级
授课人数
授课地点
授课时间
课程基本信息
1.课程名称：《酶的作用和本质》
2.教学年级和班级：高一（1）班
3.授课时间：2023-2024学年高一上学期，第5周第1课时
4.教学时数：45分钟
5.课程内容：本节课将依据人教版必修一生物教材，介绍酶的概念、作用和本质。通过讲解和实验演示，使学生了解酶在生物体内的作用及其特性，掌握影响酶活性的因素，并探讨酶在日常生活和工业中的应用。教学内容紧密联系教材，注重培养学生的观察、思考和分析问题的能力。
板书设计
①酶的概念与特性
-概念：酶是一种生物大分子，具有催化活性
-特性：专一性、高效性、温度敏感性、pH敏感性
②酶的作用机理
-作用机理：酶通过降低化学反应的活化能，加速反应速率
-催化过程：酶与底物结合，形成酶-底物复合物，降低反应能垒
③影响酶活性的因素
-温度：在一定范围内，酶活性随温度升高而增强
- pH：每种酶都有最适pH值，偏离最适pH值，酶活性下降
④酶在生物体内的作用
-作用：催化生物体内的化学反应，如消化、代谢、合成等
-意义：提高生物体的能量利用效率，维持生命活动的稳定
⑤酶的应用实例
-工业生产：酶在面粉加工、果汁生产、洗涤剂等领域的应用
-医疗领域：酶在疾病诊断、治疗、药物生产等方面的应用
板书设计将采用图文结合的方式，以简洁明了的图表、流程图等形式展示酶的概念、特性、作用机理等知识点。同时，通过插入与课本相关的图片和实例，增加板书的趣味性和艺术性，激发学生的学习兴趣。板书将突出重点，帮助学生更好地理解和记忆酶的作用和本质。
酶的作用和本质教案
5.1酶的作用和本质【内容与解析】本节课要学的内容酶的作用和本质指的是酶在细胞代谢中的作用和酶的化学本质，其核心是细胞代谢为什么离不开酶以及酶是什么,理解它关键就是要进行有关的实验和探索来探究酶的作用和本质。
学生已经学过蛋白质----生命活动的主要承担者，本节课的内容酶的作用和本质就是在此基础上的发展。
由于它还与本章细胞呼吸、光与光合作用、选修模块中有关酶的应用、微生物发酵、蛋白质提取和分离等有直接或间接的联系,所以在本学科有比较重要的地位，并有基础的作用,是本学科光合作用的一般内容。
教学的重点是探究活细胞内酶的本质和作用及控制变量的科学方法，解决重点的关键是进行有关的实验，设计实验方案和步骤，正确完成相关的实验操作，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。
【教学目标与解析】教学目标（1）了解细胞代谢的概念。
（2）理解酶的发现过程，理解酶的概念、作用及本质。
目标解析（1）了解细胞代谢的概念就是指要知道细胞中化学反应可分为物质代谢和能量代谢也可分为合成代谢和分解代谢。
（2）了解酶的发现过程，理解酶的概念、作用及本质就是指通过对酶本质的探索历史中得出在细胞进行新陈代谢中酶作为生物催化剂，细胞内部的物质转换和能量转换都离不开酶的催化作用，通过比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，感悟酶作为催化剂特点作用及本质。
【问题诊断分析】在本节课的教学中，学生可能遇到的困难是酶降低化学反应活化能的原理，产生这一困难的原因是学生对“酶”、“活化能”的概念比较陌生。
要解决这一困难，就要利用教材上形象，直观的图解和文字说明以及课件中的曲线图，让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能，关键是将多媒体技术与传统教学形式结合，使两者在课堂教学中各尽其能、相互促进。
【教学支持条件分析】在本节课比较过氧化氢在不同条件下的分解的教学中，准备使用多媒体视频动画。
因为使用视频动画，有利于学生理解实验原理及结果。
【教学过程】问题1 酶在细胞代谢中的作用设计意图：以活细胞时刻要进行生命活动作为切入点，在学生理解细胞代谢的概念后，可以利用学生已有的化学知识，分析出化学反应过程中所需的条件一般是很激烈的，再让学生分析出生物体细胞生存的条件是很温和的，通过对比得出矛盾，最后在通过实验解决矛盾。
5.1 酶的作用与本质、酶的特性
第五章细胞的能量供应和利用第1节酶的作用和本质一、酶在细胞代谢中的作用1．细胞代谢(1)场所：__________内。
(2)实质：各种____________的总称。
(3)意义：细胞____________的基础。
2．实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解。
(1)实验过程和现象试管编号加入物质处理现象(气泡多少)1 2 mL H2O2溶液不做处理________________2 2 mL H2O2溶液90℃水浴加热________________3 2 mL H2O2溶液加2滴FeCl3溶液________________4 2 mL H2O2溶液加2滴肝脏研磨液________________①相关概念a．自变量：在实验过程中____________的变量。
b．因变量：____________________的变量。
c．无关变量：除自变量外，实验过程中还存在的一些对实验结果造成影响的____________。
②原则：在对照实验中，除了要____________外，其他变量都应当________________。
3．酶的作用原理(1)活化能：分子从____________________________________________所需要的能量。
(2)原理：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用__________，因而____________更高。
(3)意义：使细胞代谢能在________的条件下快速进行。
二、酶的本质1．探索历程(1)巴斯德之前：发酵是__________反应，与__________无关。
(2)①巴斯德：发酵与酵母细胞有关，发酵是____________而不是__________________在起作用。
②李比希：引起发酵的是酵母细胞中的____________，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。
(3)毕希纳：酵母细胞中的____________能够在__________破碎后继续起催化作用，就像在______________中一样。
酶的作用和本质
5.1 降低化学反应活化能的酶5.1.1酶的作用和本质【课标要求】1.说出酶的本质和作用，尝试比较过氧化氢在不同条件下的分解效果2.说出酶促反应的原理3.通过实验说明影响酶活性的因素，掌握控制变量的科学方法【创设情境】[思考1]时下最流行的减肥方法——酵素，酵素是什么？吃酵素真的有那么多的效果吗？(由时下流行的事件入手，引起学生的学习兴趣)【学习活动】活动一、阅读书本P81-82，尝试归纳酶的本质(自主学习，获得知识)[练习一]例1、某种酶被水解后将会得到A. 氨基酸B. 核苷酸C. 核糖核苷酸D. A 或 C(及时检测自主学习效果)活动二、阅读书本P78-80，“过氧化氢在不同条件下的分解实验“，尝试进行变量控制和结果分析，总结酶的作用原理(学习重点及难点分解突破)任务一、分析实验的变量1、对照实验必须遵循的哪3个原则？任务二、分析实验的现象，总结对照实验的结论[思考一]1、1号和2号对照，自变量是什么？2号管出现的现象说明加热有什么作用？2、在细胞内能通过加热来提高反应速率吗？3、1号和3号或1号和4号对照，自变量是什么？3、4号管的现象说明FeCl3和H2O2酶具有什么作用？4、3号和4号对照，自变量是什么？两组的现象说明什么？5、根据以上分析，尝试总结该实验的结论:酶作用是什么？，酶与FeCl3谁的催化效率更高？为什么？任务三、根据所学知识分析酶的作用原理[思考二]1、什么是活化能？建构模型突破2、加热、无机催化剂、酶都可以加快化学反应速率，原理是否相同？[练习二]例2、某研究性学习小组按下表进行了实验操作发现试管2比试管1产生的气泡明显多，该实验说明了A、酶具有专一性 B酶具有高效性 C、酶具有多样性 D、酶是蛋白质例3、关于酶作用的叙述，正确的是A.提高化学反应的活化能B.降低化学反应的活化能C.提供了反应开始所需的活化能D.是一种生物催化剂，和一般的无机催化剂完全相同【课堂巩固】1、下列各图中，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。
2021_2022学年新教材高中生物5.1.1酶的作用和本质学案新人教版必修1
第1课时 酶的作用和本质一、教材P 76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？答案： 为了解决鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化这一问题。
2. 是什么物质使肉块消失了？答案：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？答案：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。
二、酶在细胞代谢中的作用1．细胞代谢(1)概念：细胞中(场所)各种化学反响的总称(实质)。
(2)意义：细胞生命活动的根底。
细胞在代谢过程中会产生一些有害物质，如H 2O 2。
幸好细胞中含有一种物质，能将H 2O 2及时分解，变成O 2和H 2O ，这种物质就是H 2O 2酶。
2．(实验)比拟过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理：2H 2O 2――――――――――――――→加热、Fe 3＋、过氧化氢酶2H 2O ＋O 2↑H 2O 2在水浴加热、FeCl 3溶液和肝脏研磨液中H 2O 2酶的作用下加速分解为H 2O 和O 2。
(2)实验过程和现象：[填表] 试管步骤一样处理向4支试管中分别参加2 mLH 2O 2溶液 不同处理不处理 放在90℃左右的水浴中加热 滴入2滴FeCl 3溶液 滴入2滴肝脏研磨液 现象 气泡 根本无 少 较多 很多带火星无复燃有复燃复燃性较强复燃性很强卫生香(3)实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，催化的效率更高。
3．酶的作用原理(1)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反响的活泼状态所需要的能量。
(2)作用机制：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
(3)结果：由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进展。
三、酶的本质1．关于酶本质的探索历程[思考·讨论P79]科学家主要成就及观点巴斯德之前发酵是纯化学过程，与生命活动无关巴斯德(法) 只有酵母细胞参与才能进展发酵李比希(德) 酵母细胞裂解释放出某种物质才会引起发酵毕希纳(德) 获得不含酵母细胞的提取液，但未能别离鉴定出酶萨姆纳(美) 用丙酮提取出了刀豆种子中的脲酶，并证明了脲酶是蛋白质切赫和奥特曼(美) 发现少数RNA也具有生物催化功能酶：是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。
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著，因而催化效率更高
酶
四.控制变量 对照实验
一
二
H2O2 浓度
步骤
对照组
1
3% 2ml
试管编号 实验组 2 3
3% 2ml 3% 2ml
说明 4
3% 2ml
变量
无关变量
剂量
反应条件 常温
90℃ FeCl3
2滴
较多 少量
剂量
2滴清水 2滴清水 不明显
肝脏研 自变量 磨液 无关变量 2滴
大量
观 察
气泡产生
带火星的木条 不复燃 不复燃 变亮 复燃 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 结论 过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快
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
脲酶是蛋白质
切赫、奥特曼
少数RNA也具有生物催化功能
三.酶催化作用的机理
活跃状态所需要的能量称为活化能
分子从常态转变为容易发生化学反应的
三.酶催化作用的机理
三.酶催化作用的机理
同无机催化剂相比，酶
降低活化能的作用更显
第5章 第1节 降低反应活化能的酶 第1课时
降低化学反应活化能的酶
一.酶在代谢中的作用
蒸馏水
蒸馏水
少量肝脏 研磨液
1
2水浴加热
3
4
实验步骤
比较过氧化氢在不同条件下的分解
试管编号 第一步
第二步
1 2 3 4 每支试管加 2ml 过氧化氢溶液
不处理 90℃水浴 滴入2滴 FeCl3溶液 滴入2滴肝 脏研磨液
因变量
一.酶在代谢中的作用
与无机催化剂的共性：
（1）反应前后酶的性质和数量不变。
（2）能降低反应的活化能，从而_______
（能/不能）改变达到化学平衡点所需时间
二.关于酶本质的探索
科学研究需要严谨的科学态度和勤奋实践的精神
二.关于酶本质的探索
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 胞中某些物质起作用 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
（1）变量：是指实验过程中 可以变化 的因素。
自变量 ：是指 人为改变 的变量，如氯化铁
（2） （3）
和肝脏研磨液。
因变量 ：是指随着自变量的变化而变化的
变量。如H2O2的分解速率或酶活性。
（4）无关变量 ：是指除自变量外，其他对实验结 果 造成影响 的可能因素。如H2O2浓度,肝脏 研磨液新鲜程度等。
结果
实验
试管编号 第一步 1 空白 2 3 4 每支试管加2ml过氧化氢溶液 滴入2 滴 滴入2滴肝 FeCl3溶液 脏研磨液 1min分钟后，将点 燃的卫生香放在液面 的上方
第二步
90℃水 浴 检验方法 2-3min后，将点 燃的卫生香分别 放入试管上方， 观察卫生香燃烧 情况。 结果预测
二、知识储备：变量的相关知识介绍 1、关于变量
(5)对照实验：除了 一个因素 以外,其余因素都 保持不变的实验叫做对照实验。它一般要设 置 对照 组和 实验 组。 Nhomakorabea 找一找
对照课本79页实验，找出下列问题的答案： 、3、4 号试 1 号试管是对照组，2_____ 1、1~4号试管中____ 管是实验组。 2、该实验中的自变量是：Fecl3溶液、 肝脏研磨液 H2O2分解速率 因变量是： 3、2H2O2 2H2O+O2,该过程有气泡冒出。若 反应结束 反应一段时间,不再有气泡冒出,说明________ ； 若在不增加H2O2量的前提下，使气泡的生成量增加, H2O2的浓度 。 可采取的措施是提高__________