5.1 降低化学反应活化能的酶 课件 2025-2026 高一上 生物人教版必修1

第一节降低化学反应活化能的酶高一生物学必修一第五章细胞的能量供应和利用学习目标1、理解几个重要概念：细胞代谢、活化能2、学习对照实验3、探索酶的本质实例：变形虫胞内消化草履虫的过程属于变形虫的细胞代谢过程。细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。有酶的催化一、细胞代谢【问题】：变形虫如何实现快速把吞噬的草履虫消化的？变形虫吞噬草履虫视频：细胞内有机化学反应的特点一、细胞代谢反应缓慢反应过程复杂对反应条件要求高常见有机化学反应的条件一、细胞代谢原因：常态->活跃态->终态，从常态到活跃态需要消耗能量。一、细胞代谢细胞内外的环境一、细胞代谢1.常温2.常压3.水溶液环境4.PH接近中性请思考:在细胞较为温和的环境中，各种生化反应如何高效有序的进行呢?二、活化能通过实验比较H2O2在不同条件下的分解实验原理：通过O2的产生量判断H2O2的分解情况。二、活化能通过实验比较H2O2在不同条件下的分解实验设计：不同条件加热是化学反应的常见条件

新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶【药品名称】通用名称：过氧化氢溶液英文名称：HydrogenPeroxideSolution汉语拼音：GuoyanghuaqingRongye【成份】本品主要成份为：过氧化氢(H2O2)。【性状】水溶液为无色透明液体，有微弱的特殊气味。【适应症】适用于化脓性外耳道炎和中耳炎、文森口腔炎、齿龈脓漏、扁桃体炎及清洁伤口。【用法用量】外用，清洁伤口，3%溶液。【不良反应】高浓度对皮肤和粘膜产生刺激性灼伤，形成一疼痛白痂。以本品连续应用漱口可产生舌乳头肥厚，属可逆性。本品溶液灌肠时，当含过氧化氢(H2O2)浓度0.75%可发生气栓或(和)肠坏疽。【注意事项】本品遇光、热易分解变质。如何用实验验证：过氧化氢受热易分解？二、活化能过氧化氢溶液：2H2O22H2O+O2↑步骤观察项试管编号1(对照组)2(实验组)一H2O2浓度3%3%H2O2剂量2ml2ml二反应条件

常温90℃三观察气泡产生几乎无少量带火星的卫生香二、活化能实验验证：过氧化氢受热易分解二、活化能实验视频该实验的自变量和因变量分别是什么，可以得出什么结论？自变量：温度因变量：过氧化氢分解速率实验结论：加热可以加快过氧化氢分解速率。资料1：从能量的角度分析，大多数分子处于常态（能量低不容易发生化学反应），在化学反应中分子需要从常态转变为活跃（能量高容易发生化学反应），才能发生反应。一般情况有极少数过氧化氢分子处于活跃状态，所以分解速度慢。二、活化能实验验证：过氧化氢受热易分解加热的作用：通过加热使分子获得到能量，一部分分子从常态转变成活跃状态发生化学反应，反应速率加快。H2O2（常态）

H2O2（活跃状态）能量加热【活化能】定义：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。二、活化能实验验证：过氧化氢受热易分解二、活化能实验验证：FeCl3就能催化H2O2分解在化学反应中通常使用到催化剂，比如FeCl3就能催化H2O2分解。请设计实验验证：FeCl3就能催化H2O2分解。2滴蒸馏水2滴FeCl3几乎无较多变亮自变量：有无催化剂因变量：过氧化氢分解速率实验结论：FeCl3催化过氧化氢分解。二、活化能实验验证：FeCl3就能催化H2O2分解【思考】催化剂参与反应，但是反应前后化学性质不变，质量不变，FeCl3能给过氧化氢分子提供能量促使分子从常态到达活跃状态吗。显然是催化剂不能提供能量。【思考】FeCl3催化过氧化氢分解的实质。【FeCl3催化过氧化氢分解的实质】降低化学反应的活化能，让更多的分子能达到活跃状态，进而加快了过氧化氢的分解速率。2H2O22H2O+O2↑

细胞代谢是细胞生命活动的基础，新陈代谢中，物质氧化分解，呼吸链电子传递过程中都可产生超氧粒子O2－，其他物质氧化时也可产生超氧粒子，超氧粒子进一步生成过氧化氢。但体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发（包括头发）变白，会加速人体衰老。二、活化能人体中的过氧化氢二、活化能实验验证：肝脏研磨液就能催化H2O2分解请设计实验验证：肝脏研磨液就能催化H2O2分解。2滴肝脏研磨液几乎无大量复燃2滴蒸馏水该实验的自变量和因变量分别是什么，可以得出什么结论？自变量：有无肝脏研磨液因变量：过氧化氢分解速率实验结论：肝脏研磨液催化过氧化氢分解。二、活化能3、4号管子实验视频：二、活化能【资料】研究发现肝脏细胞能存在一种蛋白质，这种蛋白质也能催化H2O2分解。根据FeCl3催化H2O2分解的实质利用类比推理法分析：过氧化氢酶催化H2O2分解的实质。经过计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴溶液中Fe3+数，大约是每滴研磨液总过氧化氢酶分子数的25万倍。为什么过氧化氢酶分子数量更少，催化效率又更高呢？实验验证：肝脏研磨液就能催化H2O2分解【结论】酶也能降低反应活化能，并且与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。二、活化能活化能：分子从_____转变为________________的活跃状态所需要的能量。常态容易发生化学反应加热：Fe3+：降低化学反应的活化能酶：更显著地降低化学反应的活化能（作用机理）为反应物分子提供能量(活化能），使其达到活跃状态三、酶的作用变量:实验过程中的变化因素自变量:人为控制的对实验对象进行处理的因素因变量:因自变量改变而变化的变量无关变量:实验过程中存在的其他一些会对实验结果造成影响的可变因素四、学习对照实验对照实验:除作为自变量的因素外，其余无关变量都保持一致，并将结果进行比较的实验。四、学习对照实验对照实验:对照实验一般要设置对照组和实验组四、学习对照实验空白对照步骤观察项试管编号1234一二

三观察实验结论2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴2滴几乎无少量较多大量变亮复燃反应条件H2O2浓度H2O2剂量气泡产生带火星的卫生香过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快对照实验讨论：无关变量对实验结果没有影响吗？该实验的无关变量还有哪些？变量无关变量自变量因变量相同且适宜四、学习对照实验步骤观察项试管编号1234一二

三观察实验结论2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴2滴几乎无少量较多大量变亮复燃反应条件H2O2浓度H2O2剂量气泡产生带火星的卫生香过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快对照实验变量无关变量自变量因变量相同且适宜对照组实验组对照性原则讨论：该实验的对照组和实验组分别是什么？四、学习对照实验五、探索酶的本质1773年意大利科学家斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用……巧妙之处?鹰胃中的分泌物(胃液)对肉有消化作用!五、探索酶的本质巴斯德和李比希的观点分别是什么?有什么局限性?巴斯德和李比希的争论对后人研究酶的本质有何意义?毕希纳是如何终结上述争论的?他的实验结论是什么?萨姆纳成功揭示脲酶的化学本质靠的是什么样的精神?20世纪80年代，科学家发现少数RNA也具有催化功能!五、探索酶的本质酶的来源酶的功能酶的化学本质活细胞产生具有催化作用有机物酶本质：是由活细胞产生的，具有催化作用的有机物！五、探索酶的本质延伸：酶促反应:由酶催化的化学反应称为酶促反应底物:受酶催化而发生化学反应的分子叫底物(反应物)ab

。bc

。bacd反应过程能量初态（反应物）终态（产物）活跃状态①②③ac_________________________________________。②①酶降低的活化能无催化剂条件下，反应所需要的活化能无催化剂无机催化剂③酶1、说出下图中ac、bc、ab段所代表的含义酶催化时，反应的活化能六、练习2、阅读教材P78相关内容（科学方法），思考：一个严谨的实验该如何来设计？有哪些因素是我们必须要考虑的？

自变