人教版 生物必修一 5.1降低化学反应活化能的酶
第1课时
一、教学目标
1．知识目标：
（1）说明酶在细胞代谢中的作用
（2）说明酶的化学本质
2．能力目标：
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。
3．情感目标：
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、教学重点难点
1．教学重点：酶的作用
2．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。
三、教学方法
讲授与学生讨论相结合、问题引导法、资料分析、归纳
四、课时安排：3课时
五、教学过程
同学们有没有见过小鸡啄食米粒？小鸡为什么要吃沙子，是它们把沙粒当成是食物了吗？还是有其他原因呢？
原来鸡啄食砂石，是用来帮助消化食物的，我们知道鸡的口腔内是没有牙齿，主要是靠喙来采食，喙可以将饲料啄碎，这些饲料进入肌胃。这种通过牙齿的咀嚼，舌的搅拌和胃的蠕动，将食物磨碎，搅拌并与消化液混合，叫做物理消化。
大家想一想：胃只有物理性消化，没有化学性消化吗？
我们看一下课本78页斯帕兰扎尼对鹰的消化研究
1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼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）这个实验要解决什么问题？ 鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化
（2）是什么物质使肉块消失了？ 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？
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了
思考：
（1）叶绿体的生理功能是什么？ 光合作用
（2）线粒体的生理功能是什么？ 有氧呼吸
（3）核糖体的生理功能是什么？ 合成蛋白质
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的基础。
生物体内的反应和玻璃试管里的反应有什么区别？
（1）反应条件温和：人体细胞内的环境很温和，既不是强酸性也不是强碱性，而是接近中性的条件下进行的，体温一般为37摄氏度。
（2） 生物化学反应数量巨大
（3） 反应速度很快
细胞生存的条件是很温和的，那么细胞内数量如此巨大的生物化学反应如何在高温、常压、水溶液环境、PH接近中性的条件下，迅速高效地进行呢？
在化学上，如果要使反应更高效的进行，需要添加某种物质，这种能够促进化学反应进行的物质，叫催化剂。而生命活动一系列的生化反应能在生物体内顺利进行而迅速地完成所需要的是生物催化剂——酶。
酶究竟是一种什么样的物质，它真的能对生物体内的反应起催化作用吗？若能，催化作用有多强？接下来我们就通过实验一起来探究一下：比较过氧化氢在不同条件下的分解
首先让我们来联系生活，请大家看一幅漫画。
一小孩在家玩自行车时，不小心把膝盖擦伤了。妈妈说让他忍耐一下，用双氧水帮他消毒。
当皮肤上出现小伤口，用双氧水消毒时，能观察到什么现象？ 有气泡产生。
一个、两个还是很多？ 有大量气泡产生。
你知道产生的是什么气体吗？你能解释这一现象的原因吗？ 双氧水分解产生了氧气。
双氧水即过氧化氢，能分解产生水和氧气。细胞代谢过程中也会产生过氧化氢，过氧化氢具有很强的氧化性，对细胞有伤害，幸而细胞中含有一种物质，能将过氧化氢及时分解，变成氧和水，这种物质就是过氧化氢酶。
过氧化氢酶的作用和意义如何呢？我们通过实验来探究一下。
1. 实验原理：过氧化氢酶和Fe3+能催化过氧化氢形成水和氧。
2. 目的要求：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢,了解过氧化氢酶的作用和意义
3. 实验器材：3.5％的氯化铁溶液，20％的新鲜肝脏研磨液，3% 的过氧化氢溶液，卫生香，……
分组实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
步骤
试管编号
1
2
3
4
一
过氧化氢溶液浓度
3%
3%
3%
3%
剂量
2mL
2mL
2mL
2mL
二
反应条件
常温
90℃
3.5%FeCl3溶液
20%肝脏研磨液
剂量
2滴
2滴
结果
气泡产生情况
不明显
少量
较多
大量
卫生香复燃情况
复燃
迅速复燃
讨论：
（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？
2号试管加热后有气泡产生。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？
不能，细胞是在常温下生活，若加热，会使细胞死亡。
小结：试管2产生气泡较多是因为加热所致，加热使过氧化氢分子得到了能量，从常态转变成容易分解的活跃状态。我们把这种转变所需要的能量称为活化能。
（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？
Fe3+和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？
4号试管中的反应速率快。这说明过氧化氢酶的催化效率比Fe3+更高。
（5）为什么说酶对于细胞内的化学反应至关重要？
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。
过氧化氢在不同条件下的分解速率不同。我们刚才进行的实验，有些因素是可以变化的，如过氧化氢溶液的浓度可以变为5%，剂量可以为3mL，肝脏研磨液也可以换成生的土豆屑。像这样在实验过程中可以变化的因素称为变量。
请大家阅读课本第79页的内容：
（1）变量包括哪几种类型？如何区别？ 变量包括自变量、应变量和无关变量。
（2）应变量与自变量的关系如何？ 应变量随着自变量的变化而变化。
（3）数学上的哪句话与它非常相象？ y随x的变化而变化。
实验设计的原则是控制自变量，以形成对照或对比。观察和分析应变量，以得出实验结果或结论。无关变量保持一致。实验结果是我们直接观察或检测到的表象，而实验结论则是通过对实验结果的分析，形揭示的有关实验的本质。
根据以上知识，我们再来回顾刚才的实验。
自变量、应变量和无关变量分别对应于哪一项？
实验条件是自变量，气泡产生情况和卫生香复燃情况是应变量，过氧化氢溶液的浓度和剂量为无关变量。
如果1号试管中加入的溶液为3mL，那么该实验操作应该做怎样的调整？
其余试管中也都应加入3mL的溶液。
无关变量应保持一致。在整个实验步骤中，4组实验只有实验条件这一个因素是不同的，其余因素都一样。像这样除了一个因素不同，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。对照实验是科学实验中常用的方法之一。其中常态为对照组，人为添加或减少某种影响因素的一组为实验组。刚才实验中对照组和实验组分别是什么？
1号试管是对照组，2、3、4号试管为实验组。
六、板书设计
第五章第1节 降低化学反应活化能的酶
第1课时
一、酶在细胞代谢中的作用
1. 细胞代谢
2. 实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
3. 变量：
（1）自变量：实验条件
（2）因变量：实验现象
（3）无关变量：保持相同
课件26张PPT。第1节
降低化学反应活化能的酶第五章 细胞的能量供应和利用小鸡啄食沙粒？物理性消化！胃只有物理性消化，没有化学性消化吗？斯帕兰札尼的实验1. 这个实验要解决什么问题？2. 是什么物质使肉块消失了？3. 怎样才能证明你的推测？鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化是胃内的化学物质将肉块分解了 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了想一想光合作用有氧呼吸作用合成蛋白质 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，
统称为细胞代谢。1. 反应条件温和2. 生物化学反应数量巨大3. 反应速度很快生物体内大量的反应是如何在温和条件下快速进行？化学上：无机催化剂生物催化剂——酶比较 在不同条件下的分解过氧化氢2H2O22H2O+O2 实验原理：
通过比较过氧化氢在不同条件下分解
的快慢,了解过氧化氢酶的作用和意义 过氧化氢酶和Fe3+能催化
过氧化氢形成水和氧。目的要求: 比较过氧化氢在不同条件下的分解（1）常温（2）水浴加热（3）加Fe3+催化剂（4）加过氧化氢酶特别注意：“新鲜的肝脏”
“研磨液”—— H2O2 酶数量多、活性强—— 增加 H2O2 酶与反应物的接触面比较过氧化氢在不同条件下的分解3.5％的氯化铁溶液，
20％的新鲜肝脏研磨液，
3% 的过氧化氢溶液，
卫生香，……实验器材： 3%的H2O2水浴FeCl3肝脏研磨液2mL2mL2mL2mL90℃2滴2滴现
象试管内液面的上方点燃的卫生香比较过氧化氢在不同条件下的分解速率卫生香气泡不明显少量步 骤1 2 3 41、21. 与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？
这一现象说明了什么？2号试管产生的气泡多，2. 在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？ 不能，细胞是在常温下生活，若加热，会使细胞死亡讨论：加热能促进H2O2的分解,提高反应速率 从常态转变为容易分解的活跃状态活化能讨论：3. 3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，
这说明了什么？ 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号试管和4号试管相比，4号试管中的反应速率快，
这说明了什么？过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多5. 为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？ 细胞的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。6. 滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，
可否公用一个吸管？为什么？不能过氧化氢酶生物催化剂：所含酶的相对数量：1无机催化剂： Fe3+Fe3+的相对数量：25万通过实验结果的分析与讨论，你对酶的形成有什么认识？实验的注意事项：4. 观察产生氧气多少的途径：1. 必须用新鲜肝脏做实验材料。2. 不能共用一个试管吸取肝脏研磨液和氯化铁溶液。3. 过氧化氢有腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。(1) 观察产生气泡的数目的多少。(2) 用带火星的卫生香来鉴定，氧气多会使带火星的
卫生香复燃。2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏 研磨液2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃反应条件 H2O2 浓度剂量剂量气泡产生带火星的木条实验5%5%5%5%3ml3ml3ml3ml土豆泥变量 阅读教材“控制变量”部分（79）变量包括哪几种类型？如何区别？控制变量变量：自变量： 因变量： 除自变量外，实验过程中可能还会存在一些
可变因素，对实验造成影响，这些变量称为
无关变量。
实验过程中可以变化的因素其中人为改变的变量随着自变量的变化而变化的量 无关变量：2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏 研磨液2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃反应条件 H2O2 浓度剂量剂量气泡产生带火星的木条对照组实验组实验 在对照实验中，除了要观察的变量外，其他
变量（无关变量）都应当始终保持不变。实验设计基本原则：（1）对照原则
（2）单一变量原则1．下列关于过氧化氢的叙述中，正确的( )
A．在没有催化剂时过氧化氢不会分解成水和氧气
B．过氧化氢和水一样无色无味，对细胞无害
C．Fe3+和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解
D．从最终结果看，在有催化剂存在时，过氧化氢
分解反应会进行得更彻底课堂练习：C2.下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是( )
A．要设置对照组和实验组
B．自变量要始终保持相同
C．无关变量要始终相同且适宜
D．要遵循单因子变量原则
3．同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因A．降低反应的活化能的作用更显著
B. 能供给反应物能量
C．改变了反应的途径
D．能降低反应活化能ＢＡ
