第1节 降低化学反应活化能的酶 2

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2课时）【学习目标】1．说明酶在细胞代谢的特性。

2．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。

学习重点：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。

学习难点：控制变量的科学方法【学海导航】一.酶的特性1.比较Fe3+和过氧化氢酶的催化作用实验设计方案：实验步骤项目试管1 21注入3%过氧化氢溶液2ml2ml2 注入1滴催化剂质量分数为 3.5％的氯化铁溶液1滴（过氧化氢酶所含酶的相对数量：1）质量分数20％的新鲜肝脏研磨液1滴9Fe3＋的相对数量：25万)3 试验结论：分析实验结果，得出结论2.淀粉酶只能催化淀粉分解，而不能催化蔗糖分解. 实验设计方案：实验步骤项目试管编号1 21 注入3%可溶性淀粉溶液2ml —2 注入3%蔗糖溶液—2ml3 注入淀粉酶溶液1ml 1ml4 60℃水浴保温5min 5min5 加入斐林试剂，混匀1ml 1ml6 水浴加热2min 2min7 观察试管中颜色变化8 分析实验结果，得出结论3．探究不同温度对酶活性的影响（课本83页）。

问题：人体的正常温度大约是370C,若体温升高到380C，虽然体温只升高了10C，但已经感觉非常没有精神，如果升高到390C甚至400C，而且持续的高烧，就会出现一系列严重的反应，昏迷、惊厥、休克，甚至危机生命等症状。

这是为什么？实验步骤项目试管编号1 2 31 注入3%的可溶性淀粉溶液2ml 2ml 2ml2 温度处理3 保温时间5分钟5分钟5分钟4 注入新鲜的唾液淀粉酶溶1ml 1ml液5 保温时间 5分钟5分钟 5分钟 6 滴入碘液，摇匀1滴1滴 1滴 7 观察试管中溶液颜色变化8分析，得出结论4.探究pH 对酶活性的影响 实验步骤 项目试管编号12 31 注入新鲜的唾液淀粉酶溶液 1ml 1ml 1ml2 注入蒸馏水 1ml — —3 注入5%HCl — —4 注入5%NaOH— — 5 注入3%的可溶性淀粉溶液 2ml 2ml 2ml 6 37℃水浴，保温时间 5分钟 5分钟 5分钟 7 注入新配制的斐林试剂 1ml 1ml 1ml 8 50~60℃水浴2分钟 2分钟 2分钟 9 观察试管中溶液颜色变化10 分析，得出结论5.曲线分析【疑难探究】1.放在冰箱中的食物为什么能保鲜较长时间？2.低温和高温以及过酸过碱对酶的内在影响一样吗？3、唾液淀粉酶随食物进入胃内，能否继续将淀粉分解为麦芽糖？其原因是什么？4、胃蛋白酶进入小肠后还能起作用吗？5.、酶的浓度影响反应速度吗？ 【酶的特性总结】酶活性受温度影响示意图 酶活性受pH 影响示意图【课堂练习】1．下列关于生物体内酶的叙述中正确的是( )①是由分泌功能的细胞产生的②有的从食物中获得,有的在体内转化而来③凡是活细胞都能产生酶④绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA ⑤有的酶是蛋白质,有的酶是固醇⑥酶在代谢中有多种功能⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用⑧酶只是起催化作用A．①②⑤B．②③⑦C．③④⑧D．④⑤⑥答案：C2.关于酶的叙述中,正确的是 ( )A．酶只有在生物体内才能起催化作用B．酶都有消化作用C．调节新陈代谢的物质不一定是酶D．酶都是在核糖体上合成的答案：C3．在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将（）A．不断上升B．没有变化C．先升后降D．先降后升答案：B4.关于酶的性质，下列表述中错误的一项是( )A.化学反应前后，酶的化学性质和数量保持不变B.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力C.酶是活细胞产生的—类特殊有机物，其中大多数酶为蛋白质，少数为RNAD.酶的催化效率很高，但受温度、酸碱度影响答案：B5.人在发高烧时曾常常不思饮食，其根本原因是( )A.消化道内食物尚未消化B.发烧使胃肠蠕动减弱C.体内的食物残渣排出受阻D.高烧使酶的活性减弱答案：D6．下列有关酶的研究，按时间先后顺序，正确的是（）。

2020-2021学年高一生物人教版必修1教师文档：第5章第1节降低化学反应活化能的酶含解析第1节降低化学反应活化能的酶学习目标核心素养1。

说明酶的作用、本质和特性.2.说明温度和pH对酶活性的影响.3.在探究实验中，学会控制自变量以及设置对照实验和重复实验.1。

通过探究酶化学本质和特性的实验，养成归纳和演绎的科学思维方式.2.通过实验探究温度、酸碱度对酶促反应的速率的影响，提高实验设计和实验结果分析的能力。

一、酶在细胞代谢中的作用1．细胞代谢(1）概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。

（2)细胞代谢的条件：需酶的催化.(3)意义：细胞代谢是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（1)实验原理2H2O2错误!2H2O＋O2（2）实验过程和现象酶具有催化作用，效率更高。

（4）实验中变量的控制①自变量：在实验过程中人为改变的变量。

如本实验中氯化铁溶液和肝脏研磨液等。

②因变量:随自变量变化而变化的变量。

如本实验中H2O2分解速率。

③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可变因素，如肝脏的新鲜程度等。

(5)对照实验①含义：除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验。

②原则：除了要观察的变量外,其他变量都应始终保持相同。

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应的活跃状态所需要的能量.(2）原理：酶降低活化能的作用更显著。

(3）意义：使细胞代谢能在温和条件下快速进行。

二、酶的本质及特性1．酶的本质错误!2．酶的特性[连线］错误!错误!①高效性a。

高温、高压、强酸、强碱使酶失活②专一性b。

酶降低活化能的作用更显著③作用条件较温和 c.一种酶只能催化一种或一类化学反应提示：①－b②－c③－a3．温度和pH对酶活性的影响（1)低温时，酶活性很低,但酶的空间结构稳定。

(2）最适温度或pH，酶的活性最高。

(3)高温、过酸或过碱时,酶的空间结构遭到破坏，酶永久失活。

第5章细胞的能量供应和利用本章出思维导图1教材旁栏问题和练习及答案2第1节降低化学反应活化能的酶问题探讨1773年，意大利科学家斯帕兰札尼(L. Spallanzani, 1729—1799 )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】便于取出实验材料(肉块)，排除物理性消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学性消化。

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。

一、酶的作用和本质探究与实践1.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？【答案】2号试管放出的气泡多。

这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。

2.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？【答案】不能。

3.3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？【答案】说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。

4.3号试管与4号试管相比，哪支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的顺利进行至关重要？【答案】4号试管的反应速率比3号试管快得多，说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。

细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。

思考•讨论1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？【答案】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,是不正确的。

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后才能发挥作用，是不正确的。

第1节降低化学反应活化能的酶1.(2019·某某某某中学调研)无机催化剂和酶都可以加快化学反应的速率，下列叙述正确的是( )A.反应前后，无机催化剂和酶自身会发生变化B.与无机催化剂不同，酶催化化学反应的机理是降低化学反应的活化能C.与酶相比，无机催化剂降低活化能的效果更显著D.通过加热也可以提高化学反应的速率，但原理与催化剂不同【答案】D【解析】无机催化剂和酶反应前后自身均不发生变化，A错误；无机催化剂和酶催化化学反应的机理相同，都是降低化学反应的活化能，B错误；与无机催化剂相比，酶降低活化能的效果更显著，C错误；加热提高化学反应速率的原理是提高反应物中高能量分子的数目，D正确。

2.(2019·某某株洲一中期末)如图是温度影响某种酶活性的曲线图，据图分析正确的是( )A.A点时酶的结构被破坏B.B点时酶的活性最高C.随温度升高酶活性增强D.C点时酶对生化反应有抑制作用【答案】B【解析】A点时温度较低，酶活性很小，但酶的空间结构完好，A错误；B点时酶活性最高，B正确；AB段，随着温度的升高，酶活性不断增强，而BC段，随着温度的升高，酶活性逐渐减弱，C错误；C点时，该酶仍具有活性，则该酶对生化反应有促进作用，D错误。

3.(2019·某某某某一中期中)下列与酶相关实验的叙述中，正确的是( )A.探究酶的高效性时，自变量可以是酶的种类B.探究淀粉酶的专一性时，自变量只能是酶的种类C.探究pH对酶活性的影响时，自变量不止一种D.探究温度对酶活性的影响时，因变量不止一种【答案】D【解析】探究酶的高效性时，自变量是催化剂的种类，A错误；探究淀粉酶的专一性时，自变量也可以是底物种类，B错误；探究pH对酶活性的影响时，自变量是pH，C错误；探究温度对酶活性的影响时，因变量可以是产物的生成速率或底物的消耗速率，D正确。

4.(2019·某某某某一中期末)下图中能正确表示人体胰蛋白酶对底物的分解速率和温度关系的是( )【答案】C【解析】人体胰蛋白酶的最适温度为37 ℃左右，因此在0～30 ℃，随温度的上升，酶活性不断升高，C项正确。

第五章第1节降低化学反应活化能的酶二、酶的特性第十四中学生物组符争课前预习学案一、预习目标预习“酶的专一性、温度和PH对酶活性影响”实验，初步把握实验原理、目的要求、材料用具和方法步骤。

二、预习内容1.酶的特性有：、、。

2.酶的高效性是指酶的催化效率大约是无机催化剂的倍。

3.酶的专一性是指。

4.酶所催化的化学反应一般是在的条件下进行的，和对酶的活性影响最大。

在最适宜的温度和pH条件下，酶活性，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会显著。

5. 、或，会使酶的遭到破坏，使酶永久失活，即酶发生了。

0℃左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以。

因此，酶制剂适于在下保存。

6.“影响酶活性的条件”的探究分析⑴温度对淀粉酶活性的影响①原理：a、。

b、。

②实验过程：取10支试管编号分别加入等量的质量分数为2％的新配制的淀粉溶液再取10支试管编号，分别加入等量的淀粉酶溶液，在不同的温度下维持5min分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，维持各自温度5min分别加入等量的，水浴加热2min观察并比较颜色反应③实验结果预测：。

④实验结论: 。

⑵pH对过氧化氢酶活性的影响分别加入等量的质量分数为3％的过氧化氢溶液分别滴加等量的同种新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液用点燃但无火焰的卫生香来检验氧气的生产情况③实验结果预测：。

④实验结论: 。

⑶操作提示：①温度对酶活性影响的实验成功的关键是，在加入酶，应先将底物与酶分别在相应的下处理至少 min，确保二者一致。

②pH对酶活性影响的实验成功的关键是确保底物在与酶混合，其已经调节好。

三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中课内探究学案一、学习目标1．说出酶的特性。

2．探究影响酶活性的因素（实验）3.重点：酶的特性的实验的设计4.难点：确定和控制对照实验中的自变量和无关变量，观察和检测因变量的变化。

第五章第1节降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质一、教材分析新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础，而新陈代谢的进行又离不开酶的催化作用，因此，了解酶的作用和本质，为理解细胞中复杂的生命活动的顺利进行奠定了基础。

本节内容还与选修模块的相关内容有着内在联系。

例如，选修模块中有关酶的应用等，都是以“酶与代谢”部分的相关内容为基础的。

此外，学生通过有关酶的的探究性学习活动获得的技能，对进一步学习生物技术实践等知识起到保证作用。

二、教学目标1.知识目标（1）、说明酶在细胞代谢中的作用、本质。

（2）、阐述细胞代谢的概念2.能力目标（1）、通过自主学习，培养学生推理、比较、分析、归纳总结的能力。

（2）、通过有关的实验和探究，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。

（3）、在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中，提高运用语言表达的能力以及分享信息的能力。

3.情感态度与价值观目标（1）、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观察、实验、探索和争论中前进的，。

认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神和态度。

（2）、通过小组间的讨论、合作与交流，培养学生的合作互助精神。

（3）、通过让学生了解酶的发现过程，使学生体会实验在生物学研究中的作用和地位；通过讨论酶在生产、生活中的应用，使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系。

三、教学重点和难点1、教学重点：酶的作用、本质2、教学难点：酶降低化学反应活化能的原理四、学情分析学生通过初三、高一阶段化学的学习，对于纯化学反应已比较熟悉，但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识有限。

工业制氨的化学反应是在高温高压并且催化剂作用下进行的，细胞内部却是常温常压的温和状态，而细胞代谢包括一系列的化学反应，这些化学反应的进行应该有生物催化剂──酶的参与，才能使其高效有序的进行，由此从学生熟悉的知识引入对酶相关知识的学习。

第5章细胞的能量供应和利用本章出思维导图1教材旁栏问题和练习及答案2第1节降低化学反应活化能的酶问题探讨1773年，意大利科学家斯帕兰札尼(L. Spallanzani, 1729—1799 )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】便于取出实验材料(肉块)，排除物理性消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学性消化。

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。

一、酶的作用和本质探究与实践1.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？【答案】2号试管放出的气泡多。

这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。

2.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？【答案】不能。

3.3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？【答案】说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。

4.3号试管与4号试管相比，哪支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的顺利进行至关重要？【答案】4号试管的反应速率比3号试管快得多，说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。

细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。

思考•讨论1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？【答案】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,是不正确的。

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后才能发挥作用，是不正确的。

第2课时酶的特性课程标准1.简述酶的特性。

2．说明酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。

素养达成设疑激趣你吃过多酶片吗？多酶片为什么能助消化？多酶片通常为肠溶衣与糖衣的双层包衣片，内层为胰酶，外层为胃蛋白酶，为什么要进行这样的设计包裹呢？夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂探究点一酶的高效性和专一性1.淀粉和蔗糖不是还原糖，但淀粉水解后会生成麦芽糖，蔗糖水解后会产生葡萄糖和果糖，它们都是还原糖。

下表为比较新鲜的唾液(唾液淀粉酶)对淀粉和蔗糖的催化作用实验，请分析：(1)1号试管有砖红色沉淀生成，2号试管不出现砖红色沉淀，说明什么？(2)上述实验说明了什么？(3)上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？(4)肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸，是否说明肽酶没有专一性？2．如图可以解释酶具有专一性及其原理，据图分析各字母代表什么意义？[名师提醒1](1)为了实验的严谨性，实验前应先检查淀粉溶液、蔗糖溶液中是否有还原性杂质，简便可行的方法是实验前用斐林试剂检测待测溶液，若产生砖红色沉淀，说明待测溶液中含有还原性杂质，不能用于此实验。

(2)用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性时，无论蔗糖是否发生水解，都不与碘液发生颜色反应，因此不能用碘液代替斐林试剂。

[名师提醒2]酶催化效率高低的检测指标(1)单位时间内生成物的生成量。

(2)单位时间内反应物的减少量。

(3)达到平衡点所用时间的长短等。

1.验证酶的高效性(1)设计思路验证酶高效性的方法是“对比法”，即通过对不同类型催化剂(主要是与无机催化剂作比较)催化底物反应速率进行比较，得出结论。

(2)设计方案(3)表示曲线：2．验证酶的专一性(1)设计思路验证酶专一性的方法也是“对比法”，常见的有两种方案：底物相同酶不同或底物不同酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。

(2)设计方案(3)曲线模型：①加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用。