5.1.1 酶的作用和本质（教学课件）(25张ppt)高一上学期生物人教版（2019）必修1

(共25张PPT)
酶的作用和本质
MEI DE ZUO YONG HE BEN ZHI
一、教材的地位和作用
“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谢中的作用。该内容以第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“细胞代谢的学习”，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。
二、学习目标
1.知识目标：说明酶在代谢中的作用 。
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。
3.情感目标：①学会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。
三、过程与方法
通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，感悟酶作为催化剂的特点，以及控制变量的方法。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。
四、教学重点和难点
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。
五、设计思路
从物质跨膜运输方式──主动运输需要能量入手，引出第5章细胞的能量供应和利用,进而引出细胞代谢的概念。再从斯帕兰札尼研究鹰的消化作用进入学习情境，并和学生已有经验──对消化酶的了解结合起来。利用学生对无机催化剂的知识基础切入，引导学生进入新课学习。然后让学生通过比较实验来认识酶的催化作用以及与无机催化剂的差别。
本节课的实验需要设置实验组和对照组，我利用直观的手段（绘图或电子幻灯等）将实验的装置特别是实验组和对照组的装置分别向学生展示，以增加学生实验操作和讨论的效率。在学生获得感性知识的基础上要求学生体会什么是自变量、因变量、无关变量以及什么是对照实验，再通过对实验中自变量改变训练学生在实验设计中如何控制变量。显然，这种编排有助于引导学生学会确认和控制变量，有助于培养学生的科学探究能力。
学生通过亲身感知酶的作用，顺理成章引入酶在化学反应中能够降低化学反应的活化能知识点。我利用教材卡通式插图、图解和文字叙述，指出酶能够显著降低化学反应所需的活化能。通过形象、直观的图解和文字说明以及绘制“没有催化剂、无机催化剂、酶的催化效率曲线”的比较，进一步让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能（即酶催化作用更加显著），利于学生理性认识。
教学难点——酶降低化学反应活化能的原理的教学设计思路。
首先由新课标第4章第3节“主动运输 ”需要的条件（以问题的形式提出）来说明细胞需要能量，再以细胞内有机物的合成需要能量、肌细胞的收缩需要能量等知识来说明细胞作为一个基本的生命系统，只有不断输入能量，才能维持生命活动的有序性。最后由 “万物生长靠太阳”，指出外界能量输入细胞，并为细胞所利用，都要经过复杂的化学反应 。
细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应，统称为细胞代谢。
思考：化学中我们要想使一个化学反应顺利进行，可以怎样？
加热、催化剂
例如，可让学生回忆初中化学中用氯酸钾制氧的反应。
你知道过氧化氢对细胞有什么害处吗？
过氧化氢可导致人体遗传物质DNA损伤及基因突变，可诱发癌症，还与多种病变的发生关系密切。过氧化氢可能加速人体的衰老进程，与老年痴呆，尤其是早老性痴呆的发生或发展关系密切 。
过氧化氢与老年帕金森氏病、脑中风、动脉硬化及糖尿病性肾病和糖尿病性神经性病变的的发展密切相关。
别怕，为什么？因为我们的细胞中……（引导学生看书回答）
比较过氧化氢在不同条件下的分解
实 验
实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下的分解快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义
实验原理：
① 加热
② Fe 3+
③过氧化氢酶
反应条件：
H2O2 H2O + O2
实验步骤
试管编号 1 2 3 4
第一步 每支试管加2ml 过氧化氢溶液 第二步 空白 90℃水浴 滴入2 滴FeCl3溶液 滴入2滴肝脏研磨液
实验结果
实验结果
4号，过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多
气泡多。加热能促进过氧化氢分解
不能，温度过高会造成生物的细胞死亡
Fe3+和过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解,起催化作用
和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？
在细胞内,能通过加热来提高反应速率吗
3号和4号试管未经加热，也有大量的气泡产生，这说明什么？
3号和4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？
酶为什么能催化生物化学反应？
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量称为活化能。
H2O2 (常态) H2O2(活跃状态) H2O2＋O2
能量
加热
活化能
加热为什么能加快化学反应？
哪种途径需要的能量少？
为什么“有酶途径”需要的能量少呢？
“有酶途径”——“走隧道”真正的是意味着什么？
“走隧道”耗能少的秘密在这里，你看懂了吗？
有酶催化
无催化剂
反　应　过　程
量能
kJ/mol
活化能
酶使活化能降低
试着画一画：在以上坐标图中画出无催化剂、有酶催化的曲线图。
你还能画出无机催化剂的曲线吗？
活化能越大，反应就越不容易进行。但是， Fe 3+和过氧化氢酶是不能象加热那样给过氧化氢的分解提供能量的，他们的作用原理是降低了过氧化氢分解反应的活化能，从而加速了化学反应的速率。
从动画中我们可以看出，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。
正是由于酶的催化作用，细胞代谢能在温和条件下快速进行。
第1关.酶具有极强的催化功能，其原因是（ ）
A.增加了反应物之间的接触面
B.降低了底物分子的活化能
C.提高了反应物分子的活化能
D.降低了底物分子的自由能
[闯关练习]
B
第2关.选用新鲜肝脏来比较过氧化氢在不同的条件下分解的实验，是因为新鲜的肝脏中（ ）
A. 含Fe离子多
B. 含酶的种类多
C. 温度高
D. 过氧化氢酶多且活性高
第3关.大多数酶在水解过程中，通
常能得到多肽，最后能得到氨基酸，
这说明（ ）
A.大多数酶是细胞产生的
B.大多数酶是生物催化剂
C.大多数酶的化学本质是蛋白质
D.大多数酶的基本组成单位是多肽
第4关．有一种化学反应P＋Q＝R，图中所示的实线表示在没有酶的时候此反应的进程，在t1时将催化此反应的酶加入反应底物混合物中，图中能表示加入酶以后此反应进程的曲线是（ ）。
A．a B．b C．c D．d