降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（第一課時(shí)酶的作用和本質(zhì)）（件）高一生物（人教版2019必修1）

5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶-1酶的作用和本質(zhì)新教材?人教版?必修一【教學(xué)過程】TeachingProcess1.概念圖3.教學(xué)總結(jié)、綜合2.課堂教

學(xué)內(nèi)容4.課堂練習(xí)鞏固典型習(xí)題規(guī)律總結(jié)酶在細(xì)胞代謝中的作用科學(xué)方法酶本質(zhì)的探索問題探討1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼做了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時(shí)間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。討論：斯帕蘭扎尼在研究鷹的消化作用1.為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)？便于取出實(shí)驗(yàn)材料(肉塊)，排除物理消化對(duì)肉塊的影響，確定其是否發(fā)生了化學(xué)消化。問題探討1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼做了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時(shí)間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。討論：斯帕蘭扎尼在研究鷹的消化作用問題探討2.是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3.怎樣才能證明你的推測(cè)？是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。一.酶的本質(zhì)1.思考?討論：關(guān)于酶本質(zhì)的探索21773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼后來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)胃液中含有大量的鹽酸，于是推測(cè)鹽酸是使食物分解的物質(zhì)。1835年，德國(guó)科學(xué)家施旺通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，胃腺分泌物中有一種物質(zhì)，將它與鹽酸混合后，對(duì)肉類的分解能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鹽酸的單獨(dú)作用這種物質(zhì)就是胃蛋白酶。疑問：酶到底是什么物質(zhì)？

我國(guó)早在4000多年前的夏禹時(shí)代，就掌握了釀酒技術(shù)。

1716年《康熙字典》收錄了“酶”字，并將“酶”解釋為“酒母也”。“酒母”就是現(xiàn)在所說的酵母。一.酶的本質(zhì)1.思考?討論：關(guān)于酶本質(zhì)的探索一.酶的本質(zhì)發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān)巴斯德李比希畢希納薩姆納其他科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)酵與死細(xì)胞中的物質(zhì)有關(guān)發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)死細(xì)胞中的物質(zhì)和活細(xì)胞都能引起發(fā)酵脲酶是蛋白質(zhì)胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質(zhì)少數(shù)酶是RNA切赫奧特曼例1.（P80）2.仔細(xì)閱讀本節(jié)的“思考·討論”，通過完成下面的圖解，體會(huì)巴斯德、李比希、畢希納、薩姆納的觀點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系；寫一篇短文，談?wù)剬?duì)科學(xué)發(fā)展過程的認(rèn)識(shí)。巴斯德之前發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān),發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān)。巴斯德李比希引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì),但是這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。畢希納酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用,就像在活酵母細(xì)胞中一樣薩姆納酶是蛋白質(zhì)一.酶的本質(zhì)（1）巴斯德和李比希的觀點(diǎn)各有什么積極的意義？各有什么局限性？巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，是合理的；認(rèn)為發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用，是不正確的。畢希納認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，是合理的；認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解才能發(fā)揮作用，是不正確的。1.思考?討論：關(guān)于酶本質(zhì)的探索一.酶的本質(zhì)（2）在科學(xué)發(fā)展過程中出現(xiàn)爭(zhēng)論是正常的。巴斯德和李比希之間出現(xiàn)爭(zhēng)論的原因是什么？這一爭(zhēng)論對(duì)后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？巴斯德是微生物學(xué)家，特別強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的作用；李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)的角度考慮問題。他們的爭(zhēng)論促使后人把對(duì)酶的研究目標(biāo)集中在他們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)上，使科學(xué)研究更加有的放矢。1.思考?討論：關(guān)于酶本質(zhì)的探索一.酶的本質(zhì)3.薩姆納歷時(shí)9年才證明脲酶是蛋白質(zhì)，并因此榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。你認(rèn)為他取得成功靠的是什么樣的精神品質(zhì)？4.請(qǐng)給酶下一個(gè)比較完整的定義。薩姆納歷時(shí)9年，用正確的科學(xué)方法，堅(jiān)持不懈、百折不饒的科學(xué)精神，將酶提純出來。成功屬于不畏艱苦的人。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化活性的有機(jī)物。1.思考?討論：關(guān)于酶本質(zhì)的探索一.酶的本質(zhì)可用第2章中學(xué)過的檢測(cè)蛋白質(zhì)的方法。在薩姆納之前,之所以很難鑒定酶的本質(zhì),主要是因?yàn)榧?xì)胞中酶的提取和純化非常困難。例2.（P80）3.給你一份某種酶的結(jié)晶，你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)它是不是蛋白質(zhì)嗎?請(qǐng)簡(jiǎn)略寫出實(shí)驗(yàn)步驟。想一想，在薩姆納之前，為什么很難鑒定酶的本質(zhì)?一.酶的本質(zhì)1.思考?討論：關(guān)于酶本質(zhì)的探索酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。2.酶的本質(zhì)：（1）在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、生物體內(nèi)、生物體外都能起催化作用（2）酶本身在反應(yīng)前后其數(shù)量和性質(zhì)都不改變（3）酶在反應(yīng)中不被消耗，可利用多次，但時(shí)間過長(zhǎng)，催化能力降低甚至喪失一.酶的本質(zhì)下列說法正確嗎？A.是活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶B.酶只能由活細(xì)胞產(chǎn)生C.具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生酶D.生物體內(nèi)的酶有的從食物中獲取，有的在生物體內(nèi)合成E.產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定能產(chǎn)生酶F產(chǎn)生酶的細(xì)胞一定能產(chǎn)生激素×√×××√關(guān)鍵詞1：活細(xì)胞2.酶的本質(zhì)：一.酶的本質(zhì)下列說法正確嗎？A.酶只能在細(xì)胞內(nèi)起作用B.酶能在細(xì)胞內(nèi)起作用，也能在細(xì)胞外起作用C.酶能提供使反應(yīng)開始所必需的活化能D.酶在催化過程中不斷被消耗×√××關(guān)鍵詞2：催化作用催化作用的實(shí)質(zhì)：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能2.酶的本質(zhì)：一.酶的本質(zhì)下列說法正確嗎？A.酶是蛋白質(zhì)B.絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNAC.酶都是在核糖體上合成的D.分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶×√×√關(guān)鍵詞3：有機(jī)物2.酶的本質(zhì)：一.酶的本質(zhì)細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，但細(xì)胞代謝中也會(huì)產(chǎn)生代謝廢物，甚至?xí)a(chǎn)生對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，如過氧化氫。幸而細(xì)胞中含有過氧化氫酶，能將過氧化氫及時(shí)分解為氧氣和水。二.酶在細(xì)胞代謝中的作用細(xì)胞代謝細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝細(xì)胞代謝離不開酶12342H2O22H2O+O2新鮮肝臟中有較多的過氧化氫酶。2H2O22H2O+O2↑不同條件（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^比較過氧化氫在不同條件下的分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用。1.常溫2.加熱3.加FeCl34.加過氧化氫酶.1.探究?實(shí)踐：比較過氧化氫在不同條件下的分解（1）實(shí)驗(yàn)原理：二.酶在細(xì)胞代謝中的作用每滴溶液中Fe3+的數(shù)量是過氧化氫酶的分子數(shù)的25萬倍特別注意：“新鮮的肝臟”“研磨液”——H2O2酶數(shù)量多、活性強(qiáng)——增加H2O2酶與反應(yīng)物的接觸面1.探究?實(shí)踐：比較過氧化氫在不同條件下的分解3.5％的氯化鐵溶液，20％的新鮮肝臟研磨液，3%的過氧化氫溶液，衛(wèi)生香，……（3）實(shí)驗(yàn)材料：二.酶在細(xì)胞代謝中的作用二.酶在細(xì)胞代謝中的作用（4）實(shí)驗(yàn)步驟：取4支試管分別編上序號(hào)1、2、3、4每只試管分別加入2ml過氧化氫溶液1234常溫90℃水浴加熱2滴3.5%FeCl3

2滴20%肝臟研磨液1.探究?實(shí)踐：比較過氧化氫在不同條件下的分解二.酶在細(xì)胞代謝中的作用（5）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①觀察氣泡冒出的情況，并做比較。1.探究?實(shí)踐：比較過氧化氫在不同條件下的分解二.酶在細(xì)胞代謝中的作用3號(hào)4號(hào)1號(hào)2號(hào)無氣泡少量較多大量（5）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①觀察氣泡冒出的情況，并做比較。1.探究?實(shí)踐：比較過氧化氫在不同條件下的分解二.酶在細(xì)胞代謝中的作用3號(hào)4號(hào)變亮復(fù)燃（5）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：②觀察衛(wèi)生香的燃燒情況。1.探究?實(shí)踐：比較過氧化氫在不同條件下的分解二.酶在細(xì)胞代謝中的作用2.科學(xué)方法：控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程中遵循的原則：?jiǎn)我蛔兞吭瓌t、對(duì)照原則、平行重復(fù)原則。（1）單一變量原則：①變量:實(shí)驗(yàn)過程中變化的因素稱為變量。②自變量:實(shí)驗(yàn)過程中，人為控制的對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行處理的因素叫做自變量。③因變量:因自變量改變而變化的變量叫做因變量。④無關(guān)變量:實(shí)驗(yàn)中除因變量外的一些對(duì)因變量造成影響的可變因素，叫做無關(guān)變量。⑤單一變量:實(shí)驗(yàn)過程中除自變量的因素外，其余因素(無關(guān)變量)都保持一致。二.酶在細(xì)胞代謝中的作用（2）對(duì)照原則:一般既要有對(duì)照組又要有實(shí)驗(yàn)組，一般接受變量處理的一組作為實(shí)驗(yàn)組，不接受變量處理的一組為對(duì)照組。2.科學(xué)方法：控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)二.酶在細(xì)胞代謝中的作用①空白對(duì)照：不給對(duì)照組以任何處理因素.例如，在“生物組織中可溶性還原糖的鑒定”的實(shí)驗(yàn)中，向甲試管溶液加入試劑，而乙試管溶液不加試劑（零劑量），一起進(jìn)行溫水浴加熱，比較它們的變化。這樣，甲為實(shí)驗(yàn)組，乙為對(duì)照組，且乙為典型的空白對(duì)照②自身對(duì)照:自身對(duì)照指對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組都在同一研究對(duì)象上進(jìn)行，不另設(shè)對(duì)照。實(shí)驗(yàn)處理前的對(duì)象狀況為對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)處理后的對(duì)象變化則為實(shí)驗(yàn)組。如“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實(shí)驗(yàn)，就出現(xiàn)了兩次對(duì)照，其中第一次對(duì)照是在高濃度溶液處理下，質(zhì)壁分離狀態(tài)與自然狀態(tài)形成對(duì)照；第二次對(duì)照是在低濃度溶液處理下，復(fù)原后狀態(tài)與質(zhì)壁分離狀態(tài)形成對(duì)照。2.科學(xué)方法：控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)二.酶在細(xì)胞代謝中的作用③相互對(duì)照：指不單獨(dú)設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對(duì)比對(duì)照，其中每一組既是實(shí)驗(yàn)組也是其他級(jí)別的對(duì)照組。比如探究不同溫度下種子的萌發(fā)率。觀察種子分別在5℃、15℃、25℃、35℃、45℃、55℃不同溫度條件下的萌發(fā)率。④條件對(duì)照：指雖給對(duì)象施以某種實(shí)驗(yàn)處理，但這種處理是作為對(duì)照意義的。條件對(duì)照的目的是通過對(duì)比得出相對(duì)立的結(jié)論，以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確性。例如，“驗(yàn)證甲狀腺激素促進(jìn)幼小動(dòng)物發(fā)育”實(shí)驗(yàn)，采用等組實(shí)驗(yàn)法，其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案是：甲組：飼喂甲狀腺激素（實(shí)驗(yàn)組）；乙組：飼喂甲狀腺抑制劑（條件對(duì)照組）；丙組：不飼喂藥劑（空白對(duì)照組）。

2.科學(xué)方法：控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)二.酶在細(xì)胞代謝中的作用步驟試管編號(hào)說明1234一二觀察2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟

研磨液2滴2滴不明顯少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃反應(yīng)條件自變量因變量無關(guān)變量變量H2O2濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生帶火星的木條對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組3.實(shí)驗(yàn)分析：二.酶在細(xì)胞代謝中的作用①與1號(hào)試管相比，2號(hào)試管出現(xiàn)了什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？討論：2號(hào)試管放出的氣泡多，這一現(xiàn)象說明加熱促進(jìn)過氧化氫酶的分解，提高反應(yīng)速率。②在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？不能3.實(shí)驗(yàn)分析：二.酶在細(xì)胞代謝中的作用③3號(hào)和4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，說明了什么？說明FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。討論：3.實(shí)驗(yàn)分析：二.酶在細(xì)胞代謝中的作用④3號(hào)試管與4號(hào)試管相比，哪支試管中反應(yīng)速率快？這說明什么？為什么說酶對(duì)細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？4號(hào)試管的反應(yīng)速率比3號(hào)試管快得多。說明過氧化氫比Fe3+的催化效率高得多。細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行成千上萬種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效地進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。討論：3.實(shí)驗(yàn)分析：二.酶在細(xì)胞代謝中的作用例3.（P80）1.在本節(jié)“探究·實(shí)踐”中，有同學(xué)在原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了5號(hào)和6號(hào)試管，向其中分別加入2mL過氧化氫溶液后，再向5號(hào)試管內(nèi)加入2滴煮沸過的肝臟研磨液，向6號(hào)試管內(nèi)加入2滴蒸餾水。這樣做的目的是什么？3.實(shí)驗(yàn)分析：二.酶在細(xì)胞代謝中的作用5蒸餾水煮沸研磨液研磨液Fe3+本小節(jié)“探究·實(shí)踐”涉及的自變量并非只有?個(gè),而是包括溫度和催化劑兩個(gè)變量,1號(hào)試管中僅放置了過氧化氫溶液,可以起到對(duì)照作用。2號(hào)試管與1號(hào)試管的區(qū)別在于溫度；3號(hào)試管和4號(hào)試管與1號(hào)試管的區(qū)別在于多了催化劑；

3號(hào)試管與4號(hào)試管之間也可以起相互對(duì)照作用。加入2滴煮沸過的肝臟研磨液的5號(hào)試管,可以與加入新鮮的肝臟研磨液的4號(hào)試管做對(duì)照;同理,加入2滴蒸餾水的6號(hào)試管可以作為3號(hào)試管和4號(hào)試管的對(duì)照組。二.酶在細(xì)胞代謝中的作用5蒸餾水煮沸研磨液研磨液Fe3+3.實(shí)驗(yàn)分析：活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量?；罨芊磻?yīng)歷程活躍態(tài)常態(tài)終態(tài)二.酶在細(xì)胞代謝中的作用4.原理分析：二.酶在細(xì)胞代謝中的作用4.原理分析：二.酶在細(xì)胞代謝中的作用4.原理分析：