师：同学们，今天我们一起来学习高一人教版生物学必修一第五章第一节《降低化学反应活化能的酶》第一课时。提到酶，大家在生活中可能听说过加酶洗衣粉，那洗衣粉里加酶到底有什么作用呢？本节课我们有两个学习目标：一是探究酶的作用；二是学习设计对照实验。
其实，我们在学习必修一第二章蛋白质的功能时，就已经提及过酶，细胞中的化学反应离不开酶的催化，这就是酶的作用。我们在化学课中也学过无机催化剂，简单来说，酶就是细胞中的催化剂。同为催化剂，酶和无机催化剂有什么不同呢？所以，我们的第一个任务就是看看酶在细胞代谢中的作用。
首先，什么是细胞代谢呢？课本76页以黑体字印出，细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。比如两个氨基酸脱水缩合形成一个二肽，就是细胞代谢中的一个化学反应。细胞代谢既包含合成营养物质的反应，也包含分解代谢废物的反应。我们的细胞中存在一种叫过氧化氢的代谢废物，如果不及时清除，会对细胞造成伤害，所幸细胞中含有一种叫过氧化氢酶的物质，它可以迅速催化过氧化氢分解成水和氧气。下面，我们通过一个实验——比较过氧化氢在不同条件下的分解，来探究过氧化氢酶的催化作用。
这个实验的目的是通过比较过氧化氢在不同条件下分解的速度，了解过氧化氢酶的作用。实验原理很简单，过氧化氢在一定反应条件下可以分解成水和氧气，我们可以通过氧气的产生量判断过氧化氢的分解情况。在这个实验中，我们选择了三种不同的反应条件，加热是化学反应常见的条件，三价铁离子是这个反应的无机催化剂，最后一个就是过氧化氢酶。氧气产生量的检测，我们可以通过观察气泡的产生量来判断，通过初中化学的学习，我们还知道可以通过带火星的卫生香的复燃情况来判断。
实验给大家准备的材料有：反应物3%的过氧化氢溶液，为满足不同的反应条件，还准备了质量分数为3.5%的氯化铁溶液、质量分数为20%的肝脏研磨液。新鲜的肝脏中含有较多的过氧化氢酶，把肝脏制成研磨液是为了增大酶与反应物过氧化氢的接触面积。为满足水浴加热的条件，还准备了酒精灯等实验用具。根据以上实验原理和准备的材料用具，实验步骤如下，请同学们看视频。
操作步骤：
取4支洁净试管，分别编号1、2、3、4。
向试管内分别加入2毫升新配置的体积分数为3%的过氧化氢溶液。
将2号试管取出，夹在试管夹上，将试管放在90摄氏度左右的水浴中加热。
观察2号试管产生气泡的情况，并与1号试管做比较。
向3号试管内滴入2滴质量分数为3.5%的三氯化铁溶液。
向4号试管内滴入2滴质量分数为20%的肝脏研磨液。
观察3号和4号试管产生气泡的情况。2 - 3分钟后，将点燃的卫生香分别放在3、4号试管内液面的上方。
观察试管中的卫生香复燃情况。
根据实验结果的图片，我们可以看到：1号试管无明显的气泡放出，2号试管有少量气泡冒出，3号试管有较多的气泡冒出，4号试管中有大量的气泡冒出。从卫生香复燃的情况来看，3号试管中的卫生香能够复燃，但火苗较小；4号试管中的卫生香剧烈复燃，火苗较大。
通过这些实验结果，我们能得出什么样的结论呢？为方便比较分析得出结论，我们可以用表格的形式来总结看到的实验结果。以表格形式简单梳理实验步骤和记录实验结果，是生物学实验中常用的方法，同学们以后做实验要学习使用，它能突出组别之间的相同点和不同点，方便我们比较分析得出结论。在这个实验中，我们可能不止得到一个结论。通过2号试管与1号试管的比较，我们可以得出加热可以促进过氧化氢的分解，提高反应速率。通过3、4号与1号试管比较，可以得出催化剂可以促进过氧化氢的分解，提高反应速率。最后将3号和4号试管相互比较，可以得出酶比无机催化剂的催化效率更高。
看完实验结果和结论，同学们可能会问，为什么酶比无机催化剂的效率更高呢？我们知道细胞代谢都是复杂的有机化学反应，往往需要较多能量供应。这幅图形象地比拟了化学反应发生的过程。如果要把这块大石头从a点移动到b点，同学们想想，哪一段最费劲呢？对，是从a点到山顶的过程，一旦到了山顶，后面就容易了。化学反应的过程也是这样，反应物往往要先从常态变为活跃的状态，然后才能较容易地完成后面的反应，达到终态，获得产物。反应物从常态变为活跃状态，就像把大石头推到山顶一样，是需要能量的，这部分能量我们称作活化能，比如说加热往往就能给反应物提供活化能。但是细胞内外的环境往往是常温、常压、pH接近中性的水溶液环境，很难在短时间内提供大量能量，所以这时候就离不开酶的催化了。下面我们通过这幅图来解释各种反应条件使反应速率加快的原理。
从前面讲解我们已经知道加热可以提高反应物分子的能量，使其达到活跃状态。从图中可以看出，催化剂并不能给反应分子提供能量，但是可以降低化学反应的活化能。无机催化剂可以适当降低化学反应的活化能，而酶作为生物催化剂可以更显著地降低化学反应的活化能。接下来我们通过分析一组曲线来更深入理解酶的催化作用。红色曲线代表无催化剂的情况，绿色曲线代表加酶后的情况。通过观察比较，请同学们思考以下三个问题：1. BD段代表的含义是什么？2. CD段代表的含义是什么？3. 若将酶催化改为无机催化剂催化反应，则c点在纵轴上将向哪移动？同学们通过观察可以看出，BD段是从常态变为活化态所需要的能量，代表化学反应的活化能，而CD段是添加了酶之后所能够降低的活化能。由于无机催化剂比酶的催化效率低，降低的活化能会少一些，所以c点会向上移动。