降低化学反应活化能的酶——酶的作用
酶降低化学反应活化能的原理
酶降低化学反应活化能的原理酶是一类可以降低化学反应活化能的生物催化剂。
酶通过特定的方式作用于底物（反应物），使其转化为产物。
酶降低化学反应活化能的原理可以从以下几个方面来解释：1.亲和力增强:酶通过与底物的结合，形成酶底物复合物。
酶与底物的结合强化了底物分子各个原子之间的相互作用力，使得底物分子更易于发生变化。
这种亲和力增强可以降低反应开始时所需的能量。
2.酸碱催化:酶中的特定氨基酸残基可以作为酸或碱，在催化过程中捕获或提供质子。
酸碱催化可以促使底物中的键断裂或形成，并且可以降低反应中过渡态的能量。
例如，酶可以通过质子化（即捕获一个质子）来增加底物的亲核性，促使底物中的键断裂。
3.底物定向:酶具有特定的立体构型，可以很好地适配底物的结构。
酶通过与底物的选择性结合，使底物分子在酶的作用下转化为产物。
这种底物定向降低了化学反应过程中底物的构象自由度，使其更有利于反应过程的进行。
4.过渡态稳定化:酶可以通过与过渡态（反应中间体）的非共价相互作用稳定化过渡态，降低过渡态的能量。
这可以通过形成氢键、静电相互作用或疏水效应来实现。
过渡态的稳定化有助于减少过渡态的能量峰值，从而减少化学反应的活化能。
总之，酶降低化学反应活化能的原理主要包括亲和力增强、酸碱催化、底物定向和过渡态稳定化。
这些原理共同作用，使酶能够有效地促进底物的转化，加速化学反应的进行。
酶的活性与这些原理密切相关，酶的活性受到环境条件和底物特性的影响，调节这些因素可以调控酶的活性，实现生物体内化学反应的精确控制。
《降低化学反应活化能的酶》教案
《降低化学反应活化能的酶》教案《降低化学反应活化能的酶》教案一、教学目标：1、理解酶的作用及原理，掌握降低化学反应活化能的酶的相关知识。
2、通过学习酶的作用机制，培养学生对生物化学反应的认知能力。
3、通过对酶的应用实例的学习，激发学生对生物化学的兴趣。
二、教学内容：1、酶的作用及原理2、降低化学反应活化能的酶3、酶的应用实例三、教学步骤：（一）引入1、通过展示一些生物体内的化学反应过程，让学生了解生物化学反应的多样性。
2、提出酶在生物化学反应中的重要作用，引导学生关注酶的作用机制。
（二）酶的作用及原理1、介绍酶的定义和分类，阐述其与一般催化剂的区别。
2、通过实验演示，让学生观察到酶对化学反应的作用，理解降低化学反应活化能的原理。
3、介绍酶的专一性，通过实例让学生理解酶的特异性。
4、分析酶的作用机制，引导学生理解酶如何降低化学反应的活化能。
（三）降低化学反应活化能的酶1、通过实验演示，让学生观察到酶在化学反应中的作用，理解酶如何降低化学反应的活化能。
2、介绍不同类型的酶及其在生物体内的分布和作用，引导学生理解酶在生物体内的生理功能。
3、通过数据对比，让学生了解酶的催化效率远高于一般催化剂。
（四）酶的应用实例1、介绍酶在日常生活中的应用，如洗涤剂、食品加工等。
2、介绍酶在生物技术中的应用，如基因工程、蛋白质工程等。
3、通过具体案例，让学生了解酶在医疗领域的应用，如药物研发和疾病诊断。
（五）总结与巩固1、对降低化学反应活化能的酶的相关知识进行总结，强化学生对知识点的理解。
2、通过课堂提问和小组讨论，检查学生对知识的掌握情况。
3、布置课后作业，包括理论题和实验操作题，以帮助学生巩固所学知识。
四、教学评估：1、通过课堂表现、小组讨论和课后作业等方式对学生的学习情况进行评估。
2、针对学生反馈和评估结果，及时调整教学方法和策略，以确保教学质量。
五、教学难点与重点：1、酶的作用机制和降低化学反应活化能的原理是本课的难点，需要通过实验演示和形象化的讲解帮助学生理解。
降低化学反应活化能的酶(第一课时)
酶的化学本质
酶的本质
化学本质
绝大多数是_蛋__白__质__
少数是__R_N__A____
元素组成 合成原料 合成场所
来源 作用 作用场所 作用原理 能否重复利用
C、H、O、N、(S)
C、H、O、N、P
氨基酸
核糖核苷酸
核糖体
细胞核（真核生物）
活细胞都能产生
酶只起催化作用，无调节功能
细胞内、外及生物体外均能发挥作用
4、酶的催化作用对于细胞代谢有何意义？
酶的作用原理
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。
底物
能
（活跃状态）
量
活
化
能
底物 （常态）
产物 （终态）
反应过程
原理：酶降低活化能 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。
总结 酶的作用原理
能量
活化能
1、活化能 常态
显著降低化学反应的活化能 酶作为催化剂,反应前后化学性质和数量不变,可以重复利用
小结
酶 的 作 用 和 本 质
酶在细胞代 谢中的作用
酶的本质：
自变量 因变量 探究实验：比较过氧化 氢在不同条件下的分解 无关变量 设置对照实验 酶是一种生物催化剂； 酶显著降低了化学反应的活化能。
绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
活跃状态（容易发生化学反应）
Байду номын сангаас
2、不同反应条件加快反应的原理
条件
加快反应速率的原理
加热
提高分子的活化能
FeCl3
降低化学反应的活化能
酶
显著降低化学反应的活化能
3、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。
《降低化学反应活化能的酶》教案设计
目的是利用学生已有的知识去解答“问题探讨”。以此激发学生强烈的求知欲。
思维热身。引导学生分析说明。
通过学生已有的经验（化学知识）引导学生构建新的知识。
细胞内的环境是一个常温常压下的状态，在这种环境下化学反应却能高效有序地发生，即细胞代谢。而细胞代谢应该有适合的生物催化剂——酶。引导学生产生疑问：酶在细胞代谢中起了什么作用？究竟是怎样起作用的呢？
引导：试管2产生气泡较多是因为加热所致，加热使h2o2分子得到了能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。我们把这种转变所需要的能量称为活化能。
ppt展示:h2o2分子由常态形成活跃状态.
思考分析：
问题1.汽油在常温下会不会自发地起火?为什么?
(在高温下,少数汽油分子获得了一定的能量而被活化,才能发生氧化反应.)
问题3：3、4号管中，哪个反应速度快？说明什么问题？（说明酶具有高效性）
问题4：这个实验的结论？
通过实验你还能提出什么问题？
学生可能提出以下的问题：
①该实验的原理是什么？
②这个实验为什么要选用新鲜的肝脏？
③为什么要将肝脏制成研磨液？
④滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？
⑤实验的关键是什么?判断依据是什么?
讨论学生归纳
难点通过动画形象的多媒体演示让学生在愉快中理解概念.
注重与现实生活的联系。
培养学生图形转换能力.
培养学生比较、归纳能力.
构建系统知识
练习反这些让学生归纳出来。问题由浅开始，以便让学生很快得出结论。
问题的讨论继续深入，引导学生进入深层次思考
馈
阅读教材，结合实验，加深对活化能这一概念的理解。
降低化学反应活化能的酶知识点
第一节降低化学反应活化能的酶
一、细胞代谢：细胞中的化学反应统称为细胞代谢。
二、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。
三、酶的作用机理：降低化学反应所需要的活化能。
四、酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
五、酶的特性：
（1）高效性：酶的催化效率高
（2）专一性：每种酶只能催化一种或一类化学反应
（3）作用条件较温和：最适温度（pH值）下，酶活性最高。
（过酸、过碱或温度过高，酶的空间结构遭到破坏，能使
蛋白质变性失活；低温只是抑制酶活性，酶的空间结构没
有破坏，在适宜的温度条件下酶的活性可以恢复。
）
六、影响酶促反应的因素
⑴温度
⑵ PH
⑶反应物浓度
⑷酶浓度
5)激活剂、抑制剂
七、实验
1、比较过氧化氢酶在不同条件下的分解（过程见课本P79）
实验结论：酶的催化效率要比无机催化剂的高
控制变量法：变量、自变量、因变量、无关变量的定义。
对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验。
实验设计原则：对照原则、单一变量原则、等量原则
2、影响酶活性的条件（要求用控制变量法，自己设计实验）
建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。
降低化学反应活化能的酶知识点总结
降低化学反应活化能的酶知识点总结导读：我根据大家的需要整理了一份关于《降低化学反应活化能的酶知识点总结》的内容，具体内容：同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能。
降低化学反应活化能的酶是生物必修一《分子与细胞》中的一个知识点。
如何掌握这个知识要点?以下是我为你整理的降低化学反应活化能的酶知识点，...同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能。
降低化学反应活化能的酶是生物必修一《分子与细胞》中的一个知识点。
如何掌握这个知识要点?以下是我为你整理的降低化学反应活化能的酶知识点，希望能帮到你。
降低化学反应活化能的酶知识点：相关概念新陈代谢：是活细胞中全部化学反应的总称，是生物与非生物最根本的区别，是生物体进行一切生命活动的基础。
细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。
酶：是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能：降低化学反应活化能，提高化学反应速率)的一类有机物。
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。
降低化学反应活化能的酶知识点：酶的发现①1783年，意大利科学家斯巴兰让尼用实验证明：胃具有化学性消化的作用;②1836年，德国科学家施旺从胃液中提取了胃蛋白酶;③1926年，美国科学家萨姆纳通过化学实验证明脲酶是一种蛋白质;④20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用。
降低化学反应活化能的酶知识点：酶的本质大多数酶的化学本质是蛋白质(合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是蛋白酶)，也有少数是RNA。
降低化学反应活化能的酶知识点：酶的特性①高效性：催化效率比无机催化剂高许多。
②专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
③酶需要较温和的作用条件：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。
温度和pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。
降低化学反应活化能的酶考点1. 什么是活化能?在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子的平均能量水平较低，为"初态"。
降低化学反应活化能的酶教案
降低化学反应活化能的酶教案教学目标1. 了解化学反应的能量变化和反应速率；2. 学习酶的结构和功能；3. 理解酶如何催化化学反应；4. 掌握降低化学反应活化能的酶的作用；5. 培养学生的实验操作能力和数据分析能力；6. 提高学生的科学素养和创新意识。
教学重点1. 酶的结构和功能；2. 酶如何催化化学反应；3. 降低化学反应活化能的酶的作用。
教学难点1. 学生对酶的催化作用理解的准确程度；2. 如何提高学生的实验操作和数据分析能力。
教学方法1. 讲解法：通过讲解酶的结构和功能、酶如何催化化学反应等内容，使学生理解酶降低化学反应活化能的原理；2. 实验探究法：通过实验操作，观察反应物在有酶和无酶的条件下，反应速率的变化，进一步加深学生对酶的催化作用的理解；3. 讨论法：通过讨论实验结果和数据分析，引导学生深入思考酶的作用和催化机理，培养学生的创新意识。
教学过程一、引入1. 引入化学反应的能量变化和反应速率，引导学生思考化学反应的机制和影响因素，引出本课的教学主题；2. 引入酶的概念，让学生了解酶在生物体内的重要作用；3. 引入本课的实验内容，让学生了解实验的目的和原理。
二、讲解酶的结构和功能1. 酶的概念和分类；2. 酶的结构和功能；3. 酶的催化机理；4. 酶对化学反应的影响。
三、实验操作1. 实验材料和仪器，实验流程；2. 观察实验现象和收集实验数据；3. 数据分析和讨论实验结果。
四、讨论实验结果和酶的催化机理1. 讨论实验结果，分析有酶和无酶条件下的化学反应速率差异；2. 探究酶对化学反应活化能的降低机理；3. 引导学生提出酶的催化机理和应用前景。
五、总结和思考1. 总结酶的结构和功能、催化机理等内容；2. 总结本课的教学重点和难点；3. 思考如何将酶的降低化学反应活化能的应用推广到实际生产和研究中。
教师评价本课采用了讲解、实验操作和讨论等教学方法，能够很好地激发学生的学习热情和创新意识。
实验操作环节需要学生在实践中不断积累实验数据和数据分析能力，该环节需要教师耐心指导，鼓励学生勇于尝试和创新。
第一节 降低化学反应活化能的酶 一 酶的作用和本质(第二课时)
通过学习生物学家研究酶的本质过程，激励学生学习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。
重点
酶的本质
难点
酶的本质、探究实验设计
关键
资料分析过程、探究实验设计
教具
教材
教学环节
教学内容教师调控学生活动
时间分配
组织教学
导课
小结
作业
课前提问:1.细胞代谢的概念
2.酶的作用
资料分析：学生阅读分析讨论回答，教师提示。
3.反应变量的确定和控制
五、常见类型
类型一给出实验用具、材料、药品、实验的目的，要求根据所给器材设计实验方案。
类型二只给出实验目的，实验器材自选，实验方案自己设计。这种类型的设计题，最能反映学生的知识水平、实践能力的高低。
类型三分析己有的实验设计方案中不科学性
类型四对已有的实验设计进行补充和完善
类型五既有实验设计改错，又需进行补充完善的综合类设计题
5.用实际的实验对假说进行检验。
6.根据实验所得结果，接受、修改或放弃假说。
实验是验证假说和解决问题的最终途径，指在人为控制的条件下研究事物的变化的一种方法。这是科学方法的最大特色，也是科学方法中最困难的一步。如何求证假设可充分展现研究者的才华。在科学实验中，要掌握或贯彻以下几点：
(一)变量
变量，或称因子，是指实验过程中所被操作的特定因素或条件。按性质不同，通常可分为两类：
课题
5-1酶的作用和本质
（第二课时）
课型
新授
授课时间
6.2
设计者
教
学
目
的
知识与技能目标：
1.酶的本质
2.探究实验的一般过程。
3.提高学生观察、分析、判断的思维能力，提高学生的实验操作能力。
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高中生物教学设计
降低化学反应活化能的酶——酶的作用
一、版本：人教版高中生物必修1
二、设计容：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（第1课时——酶的作用）
三、设计理念
在实施新课程中，需要构建与新课程理念相适应的教学策略。
根据新课程理念，高中生物重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物科学素养。
使学生由以前的“学会”到“想学”再到“会学”，“引导──探究”发现式教学法就是在这种理念下应运而生的，该教学法以问题解决为中心的学习方式。
本节课以“引导──探究”科学发现的过程来学习科学研究的方法为设计理念。
符合《基础教育课程改革纲要（试行）》的要求：“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、合作学习、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”。
该理念的运用有利于学生科学素养、协作精神的培养，有利于培养学生的创新精神和实践能力，有利于学生主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观。
它不仅重视知识的获取，而且更加重视学生获取知识的过程及方法，更加突出地培养学生的学习能力。
在问题的推动下、在教师的引导下，学生学得主动，学得积极，真正体现了“教为主导，学为主体”的思想。
四、教材分析
1．地位和作用
“降低化学反应活化能的酶”第1课时——酶的作用，主要探讨酶在细胞代中的作用。
该容以第4章第3节物质的跨膜运输方式中的主动运输需要消耗能量以及初中生物学“消化”为基础。
学习本节利于“细胞代的学习”，利于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知识的学习。
2．教学目标
（1）知识目标：说明酶在代中的作用(Ⅰ)。
（2）技能目标：进行有关的实验和探索，按所设计的实验方案和步骤，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(Ⅱ)。
（3）情感目标：①评价自己的实验结果，②参与交流，听取别人的正确意见，维护或修改自己的方案和意见。
3．过程与方法
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，及控制变量的方法。
利用教材上形象、直观的图解和文字说明，让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能。
4．确定教学重、难点及解决方法
教学重点：酶的作用。
[解决方法]利用学生对无机催化剂的知识基础切入，引入酶的学习。
通过实验、资料分析得出酶的作用。
自然界中的生命现象都与酶的活动有关，活细胞全部的生物化学反应都是在酶的催化下完成的。
在人体，大约每分钟要发生几百万次的化学反应，这么多的化学反应之所以能在常温、常压下进行，完全是因为酶的作用，酶是一种什么样的物质？在化学反应中是怎样起作用的？显然应是本节课容的重点。
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。
[解决方法] ①利用教材上形象，直观的图解和文字说明，让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能。
②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，及控制变量的方法。
活化能这个名词在高中生物教材体系中是第一次出现，无论是学生还是教师对这个名词都很陌生。
化学反应之所以能进行，就是达到反应所需的活化能。
在酶的作用下，原来不能进行反应的物质发生了反应，是增加了反应物的自由能，还是降低了反应所需的活化能？通过实验和类比，必需要让学生理解。
在过去几年的高考中，虽然出现了实验设计，但在教材中没有关于控制变量的容，在本节教材介绍了控制变量的系列名词，但对刚刚接触高中生物实验的学生而言，不能说不是一个难点。