高一生物 第5章 第1节 降低化学反应活化能的酶(1)酶的作用和本质学案

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课标内容要求核心素养对接说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质。

1.生命观念——结构与功能观：酶的功能是由其独特的空间结构决定的。

2．科学探究——实验思路及设计：能够根据实验目的，设计比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，分析结果得出结论。

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．对照实验的设计(1)变量：实验过程中的变化因素。

①自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素。

②因变量：因自变量改变而变化的变量。

③无关变量：除自变量外，实验过程中对实验结果造成影响的可变因素。

(2)对照实验：除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验。

一般要设置对照组和实验组。

①对照组：一般不进行人为处理，处于自然状态下。

②实验组：需要对实验对象进行人为处理，控制自变量不同。

③空白对照：未作任何处理的对照组，设置意义是排除偶然因素对实验结果的影响。

3．酶的作用机理(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)酶的作用机理：通过降低化学反应所需要的活化能而加快反应速率。

①表示无酶催化条件下反应的活化能的曲线是ad段。

②表示有酶催化条件下反应的活化能的曲线是cd段。

③表示有酶催化条件下降低反应活化能的曲线是ac段。

二、酶的本质1．酶本质的探索历程(1)1716年，《康熙字典》收录了酶字，并将“酶”解释为“酒母也”。

“酒母”就是现在所说的酵母。

(2)1857年，法国微生物学家巴斯德认为：没有酵母菌活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。

(3)德国化学家李比希认为：引起发酵的是酵母菌细胞死亡并裂解后释放出来的物质。

(4)德国化学家毕希纳把从酵母菌细胞中提取出的引起发酵的物质称为酿酶。

5.1降低化学反应活化能的酶-酶的作用和本质教学设计教材分析“降低化学反应活化能的酶”属于高中生物必修1“分子与细胞”中细胞的代谢部分。

通过教材内容的学习与体会，学生能够建立一定的物质能量观与结构功能观，便于将微观的知识形象化，深刻体会生命的本质。

《普通高中生物学课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）对这部分内容提出了明确的要求：“通过开展实验探究酶催化作用的高效性和专一性，探究温度、pH等因素对酶活性的影响，认识酶的作用特性以及影响酶作用的因素，进而理解酶在细胞内的物质和能量转变中的地位和作用”。

本节教材首先创设情境，从而进入对酶的作用及本质的学习。

接着重点安排学生做过氧化氢在不同条件下分解的实验，通过实验，并以两幅卡通图片配合正文说明酶催化化学反应的作用机理--降低化学反应的活化能。

教材接着引导学生对有关资料进行分析，要求学生在分析资料后自己进行归纳、总结和完善，认识酶的本质并给酶下一个定义。

教材里既有问题探讨和本节聚焦又有实验和资料分析，目的是多管齐下，充分挖掘学生的潜能，达到学生学习能力的全面提升。

1.地位和作用“降低化学反应活化能的酶”，是在前面学习了有关细胞学知识的基础上来学习的。

是新陈代谢不可缺少的条件，同时又为后面学习 ATP、光合作用和呼吸作用等作了铺垫。

同时本节提出的有关实验的知识，对整个生物学实验教学有着非常重要的作用。

本节内容在结构体系上体现了人们对科学理论的认识过程和方法，是进行探究式教学的极佳素材。

在教学中，通过发挥学生的主体作用，优化课堂结构，妙用探究实验，把知识的传授过程优化成一个科学的探究过程，让学生在探究中学习科学研究的方法，从而渗透科学方法教育。

2.重点和难点教学重点:酶的作用教学难点:（1）酶降低化学反应活化能的原理（2）控制变量的科学方法素养目标1.科学思维：利用相关实验数据和科学史资料，采用比较与分析、模型与建构的科学思维方法，理解酶的作用机理与化学本质。

第5章细胞的能量供应和利用第一节降低化学反应活化能的酶一．酶的作用和本质【自我梳理】通过对每一课时的核心知识和重要概念的整理，以简洁、条理化的填空的形式展示知识结构，引导学生自主建构，主动掌握。

（1）说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。

（2）通过观察“比较过氧化氢在不同的条件下的分解”的实验现象，体验酶与无机催化剂的区别；同时在实验探究中学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，学会如何设置对照组和重复实验。

（3）通过阅读分析《关于酶本质的探索》的资料，认同科学是在不断探索和争论中前进的。

（4）完成《影响酶活性的条件》的探究实验，通过观察实验现象，体验酶的特性和影响酶活性的条件及特点。

【链接课堂】分两部分1、针对每课时的重点和难点，通过问题的引领，解读重点，破疑难点，引导学生学习和理解课程内容。

2、针对每课时的重点难点，荟萃新题典题，通过对例题（1—2题）的精辟的剖析，引导学生逐步建立科学的解题思路，并能举一反三，不断提升解题能力。

（1）要结合已有的对消化酶的了解和经验，从教材提供的问题探讨“斯帕兰札尼研究鹰的消化作用”进入学习情境，进而明确生命体随时发生着数量巨大的生物化学反应，同时又是一个稳定的、开放的系统。

对细胞来说，细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称细胞代谢，它是细胞生命活动的基础。

例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分析：“实验的巧妙之处”是本题的关键词。

对食物的消化的认识在斯帕兰札尼之前主要的观点是物理性消化。

其化学性消化的观点还没有形成。

而“将肉块放入小巧的金属笼内”是典型的知识的建全与完善范本，创新思维的具体体现。

在承认食物在消化道中有物理性消化的基础上否认食物的消化物理性消化是唯一方式。

人教版（2019）必修一分子与细胞第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教学设计第1课时酶的作用和本质一、教学目标的确定阐述酶在细胞代谢中的作用。

阐述酶能降低化学反应所需的活化能。

说出酶的本质。

理解控制变量和设计对照实验的方法。

二、教学重难点1、教学重点酶在细胞代谢中的作用。

酶的本质。

2、教学难点酶能降低化学反应所需的活化能。

三、教学设计思路文字叙述通过生活用品、食品、药品中对酶的添加应用，以及酶制剂的相关资料，导入本节知识，激发学生的学习兴趣。

其次，利用“问题探讨”引出细胞代谢的概念，通过实验的讲解，让学生理解控制变量和设计对照实验的方法。

通过阅读“关于酶本质的探索”使学生体会情境导入问题探讨实验探究通过生活用品、食品、药品中对酶的添加应用，以及酶制剂的相关资料，导入本节知识。

通过实验的讲解，让学生明白酶的在细胞代谢中的作用，理解控制变量和设计对照实验的方法。

学习细胞代谢的概念。

通过阅读“关于酶本质的探索”学习酶的本质，四、教学步骤1、新课导入情境导入：教师课件展示生活中含酶的一些日用品、药品、食品等等。

让学生观察，这些东西都含有哪种成分？学生回答后并给学生提供酶制剂的相关资料知识：酶经过提纯、加工后的具有催化功能的生物制品，可称为酶制剂。

目前，酶制剂的应用主要集中在发酵和淀粉糖行业、食品行业、饲料行业和医药行业等。

食品和饮料为规模最大的细分市场，占比约36%，洗涤酶制剂占比23%，饲料酶制剂占比20%。

教师总结引出本节，酶在我们生活中的应用这么广泛，那么，酶的本质是怎样的？它有怎样的作用呢？又是怎样发挥作用的呢？让我们通过今天的学习，来解决这些知识。

2、新课讲授一、酶在细胞代谢中的作用通过“问题探讨”中斯帕兰扎尼的实验和德国科学家施旺的实验发现：胃腺分泌物中有一种物质，将它与盐酸混合后，对肉类的分解能力远远大于盐酸的单独作用，这种物质就是胃蛋白酶。

引出细胞代谢的概念。

细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。

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课时酶的作用和本质课标要求核心素养1.概述酶的作用和本质。

2.通过对有关酶实验的分析,学会控制变量和设计对照实验。

1.生命观念——结构与功能观：酶的功能是由其独特的空间结构决定的。

2.科学探究——实验思路及设计：能够根据实验目的,设计比较过氧化氢在不同条件下的分解实验,分析结果得出结论。

知识导图新知预习·双基夯实一、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：H 2O 2――――――――――→水浴加热或FeCl 3溶液或过氧化氢酶H 2O ＋O 2 (2)实验过程和现象：(3)__催化____更高__二、酶的作用原理和本质及意义 1．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)作用机理：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。

2．酶的本质⎩⎪⎨⎪⎧产生场所：__活细胞__生理作用：__催化作用__化学本质：__蛋白质或RNA__3．意义：使细胞代谢能在__温和__条件下快速进行。

┃┃活学巧练__■(1)酶的作用是为化学反应提供能量。

(×)(2)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。

(×) (3)酶在生物体内有催化和调节作用。

(×) (4)酶是具有催化作用的有机物。

(√)(5)有些酶中含有核糖。

(√)(6)酶只有在活细胞内才能发挥作用。

(×)(7)酶可以从食物中直接获取。

(×)(8)与无机催化剂相比,酶催化效率更高的原因是酶降低活化能的作用更显著。

(√)思考：1．我们吃芹菜时,无论咀嚼多长时间,都感觉不到甜,而吃馒头时,咀嚼时间长了就会有甜味,你知道是什么原因吗？提示：芹菜中含大量纤维素,馒头中主要成分为淀粉,人的唾液中含淀粉酶而不含纤维素酶,而酶具有专一性,淀粉酶可将淀粉分解为具有甜味的麦芽糖,却不能将纤维素分解。

第五章第1节降低化学反应活化能的酶第一课时酶的作用和本质课前预习学案一、预习目标1、了解细胞代谢、活化能的概念。

2、了解酶的作用和本质。

3、了解变量。

二、预习内容1、细胞中每时每刻都进行着许多，统称为细胞代谢。

2、实验过程中可以变化的因素称为。

其中人为改变的变量称为，随着自变量的变化而变化的变量称做，除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为。

除一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做，它一般设置组和组。

3、分子从常态转变为________________________的活跃状态所需要的__________称为活化能。

同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更_______,因而__________更高，这样细胞代谢就能在__________条件下快速进行。

4、巴斯德以前，许多化学家认为发酵是纯，与无关。

1857年巴斯德提出发酵是由于的存在，即有的参与才能引起发酵；而德国化学家李比希却坚持认为引起发酵的是中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞后才能发挥作用。

两种观点争执不下。

德国化学家李比希发现不含酵母细胞的与活酵母是一样的，都能引起发酵，他将引起发酵的物质称为，最早从刀豆中提取出脲酶的是美国科学家，他用多种方法证明了酶是。

20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数也有生物催化功能。

课内探究学案一、学习重点1、酶的作用和本质。

2、控制变量的科学方法。

二、探究内容1、比较过氧化氢在不同条件下分解的实验现象及理论分析：（1）实验设计及现象分析试管号3％Ｈ２Ｏ２控制变量点燃的卫生香检测结果分析实验处理气泡多少1 2ｍＬ无助燃性2 2ｍＬ90℃水浴加热很少有助燃性3 2ｍＬ滴加3.5％FeCl32滴较多助燃性较强4 2ｍＬ滴加20％肝脏研磨液2滴很多助燃性更强（2）讨论：①本实验中自变量是因变量是无关变量有。

②本实验的对照组是号试管，实验组是号试管。

③观察指标气泡的多少，可以反应谁的变化？为什么要选用新鲜的肝脏？为什么要将肝脏制成研磨液？④该实验可得出什么结论？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？3、酶一定在细胞内起作用吗？为什么？4、如何鉴定唾液淀粉酶是蛋白质？实验原理是？三、当堂练习1、有关酶的正确叙述是（）①是有分泌功能细胞产生的②有的从食物获得，有的在体内转化而来③凡是活细胞，都能产生酶④酶大都是蛋白质⑤有的酶是蛋白质，有的酶是胆固醇⑥酶在代谢过程中有多种功能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。

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。

2020-2021学年生物新教材人教必修1学案：第5章第1节第1课时酶的作用和本质含解析第1节降低化学反应活化能的酶第1课时酶的作用和本质课标内容要求核心素养对接说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质。

1。

生命观念--结构与功能观:酶的功能是由其独特的空间结构决定的。

2．科学探究—-实验思路及设计:能够根据实验目的，设计比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，分析结果得出结论。

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．对照实验的设计(1）变量：实验过程中的变化因素。

①自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素。

②因变量：因自变量改变而变化的变量。

③无关变量：除自变量外，实验过程中对实验结果造成影响的可变因素。

（2)对照实验：除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量）都保持一致,并将结果进行比较的实验。

一般要设置对照组和实验组。

①对照组:一般不进行人为处理,处于自然状态下.②实验组：需要对实验对象进行人为处理,控制自变量不同。

③空白对照：未作任何处理的对照组,设置意义是排除偶然因素对实验结果的影响。

3．酶的作用机理(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）酶的作用机理：通过降低化学反应所需要的活化能而加快反应速率.①表示无酶催化条件下反应的活化能的曲线是ad段。

②表示有酶催化条件下反应的活化能的曲线是cd段。

③表示有酶催化条件下降低反应活化能的曲线是ac段。

二、酶的本质1．酶本质的探索历程(1)1716年,《康熙字典》收录了酶字，并将“酶”解释为“酒母也"。

“酒母”就是现在所说的酵母。

(2）1857年，法国微生物学家巴斯德认为：没有酵母菌活细胞的参与,糖类是不可能变成酒精的。

(3）德国化学家李比希认为:引起发酵的是酵母菌细胞死亡并裂解后释放出来的物质。

5-1 降低化学反应活化能的酶第1课时酶的作用和本质【主干知识梳理】一、酶在细胞代谢中的作用1．细胞代谢(1)场所：活细胞内。

(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(1)实验原理：过氧化氢在水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3＋和肝脏研磨液中过氧化氢酶的作用下加速分解。

(2)实验步骤和实验现象：向4支试管中分别加入2 mL过氧化氢溶液(3)实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，催化效率更高。

3．控制变量和对照实验(1)自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量。

(2)因变量：因自变量改变而变化的变量叫作因变量。

(3)无关变量：除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。

(4)对照实验：除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验。

二、酶的作用原理和本质1．酶的作用原理(1)活化能：指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：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)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。

2．酶的作用及本质(1)产生场所：活细胞中。

(2)生理作用：催化作用。

(3)化学本质：绝大多数是蛋白质，少数是RNA。

【教材微点发掘】1．结合教材第78页图5－1及下图分析酶的作用原理：(1)表示无酶催化时反应进行需要的活化能的是AC段。

(2)表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是BC段。

(3)酶降低的活化能是AB段。

(4)若将酶变为无机催化剂，则B在纵轴上向上移动。

(5)下表数据是在20 ℃测得的H2O2分解的活化能，数据说明，酶和无机催化剂相比有什么不同？2．萨姆纳从刀豆种子中提取到脲酶，并证明了脲酶是蛋白质(教材第79页“思考·讨论”)。

请说明验证脲酶是蛋白质的实验思路：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

降低化学反应活化能的酶——酶的作用和本质教学
设计
一、教学目标
1．探讨活细胞内酶的本质和作用、学会分析实验变量
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。

在问题探讨，有关实验设计，资料分析等问题讨论中，培养运用语言表达的能力以及查阅资料、共享信息的能力。

3．通过回顾科学家对酶本质的探索历史，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，而且要善于质疑，创新，和勇于实践的科学精神与态度。

二、教学重难点
1.教学重点：
酶的作用和本质、过氧化氢在不同条件下的分解实验探究、控制变量、酶的特性、影响酶活性的条件实验探究
2.教学难点：
酶的作用以及曲线图的分析、实验变量分析、酶的特性、影响酶活性的条件实验设计和分析
三、教学流程。