降低化学反应活化能的酶导学案 高一上学期生物人教版必修1

PAGEPAGE10第5章第1节降低化学反应活化能的酶【课标要求】1．概述细胞代谢、活化能、自变量、因变量、无关变量等概念。2、说明酶在细胞代谢中的作用。【重点】1.酶的作用和本质；【难点】1.酶能够降低化学反应的活化能；2.控制变量的科学方法【课前预备知识】自主阅读课本P78-82，完成填空一、酶在细胞代谢中的作用1.细胞代谢：_______每时每刻都进行着许多_________，是细胞生命活动的______。2.实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验原理过程和现象记录H2O2―→_______+_____新鲜肝脏中有较多的____________。实验中每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的______倍。控制变量自变量：在实验过程中__________的变量。因变量：随_________变化而变化的变量。无关变量：除_______外，实验过程中还存在的一些对实验结果__________的可变因素。对照实验：除了一个因素以外，其余因素都__________的实验。单一变量原则：在对照实验中，除了____________外，其他变量都应当_________。3.酶的作用原理（1）活化能：分子从______转变为容易发生化学反应的_________所需要的能量。（2）原理：同无机催化剂相比，酶__________的作用更显著，因而催化效率更高。（3）意义： 使细胞代谢能在________条件下______进行。二．酶的本质1.探索历程科学家实验推论或结论巴斯德以前发酵是纯化学反应，与无关法国巴斯德糖类通过发酵变成酒精是由于的存在德国李比希只有在，酵母细胞中的某些物质才能引起发酵。德国毕希纳发现不含酵母细胞的提取液同样能引起发酵并将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶美国萨姆纳从刀豆中提取脲酶结晶，并证明其本质是美国切赫和奥特曼发现少数也具有生物催化功能2.酶的本质：大多数是，少数是。【导学过程】前几章学习了细胞的物质组成、结构，我们知道合成物质、组建结构的过程中都需要消耗能量，本章开始进入关于细胞中能量的学习。第五章能量的供应和利用【情景导入】阅读课本78问题探讨斯帕兰札尼“鹰与老鼠”实验，讨论：这个实验要解决什么问题？是什么物质使肉块消失了？怎样才能证明你的推测呢？第一节降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质（一）酶在细胞代谢中的作用★实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解1．实验原理：过氧化氢在加热、化学催化剂Fe3+,生物催化剂酶的作用下，可以分解为水和氧气。化学反应式如下：2．材料用具：略3．实验步骤：试管号3%的过氧化氢溶液控制变量点燃的卫生香检测实验处理气泡多少12mL不处理基本无气泡产生22mL90℃左右水浴加热很少32mL滴加3.5%FeCl3溶液2滴较多燃烧但不猛烈42mL滴加20%肝脏研磨液2滴很多燃烧猛烈讨论1：与1号试管相比，2号试管出现了什么不同的现象？这一现象说明什么？讨论2：为什么加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率？加热起了什么作用？讨论3：在细胞内能通过加热来提高反应速率吗？讨论4：3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？讨论5：3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？为什么说酶对于细胞内化学反应的进行至关重要？4.实验的结论：_______5.实验中的相关变量自变量在实验中人为改变的变量试管2试管3试管4因变量随自变量变化而变化的变量无关变量除自变量外，实验中对实验结果造成影响的变量6.对照实验酶的作用原理（二）酶的本质阅读课本81资料分析，讨论课后问题。总结：（酶的概念）思考：课下设计实验：验证唾液淀粉酶的本质是蛋白质材料试剂（选择所需材料或试剂）唾液、鸡蛋、碘液、斐林试剂、双缩脲试剂和A液B液及唾液淀粉酶二、酶的特性【课前预备知识】自主阅读课本P83-85，完成填空二．酶的特性：酶具有性和性，通过实验可以看出和对酶的活性都有影响。1.酶的催化效率大约是无机催化剂的倍，酶的高效性保证了生物体内的能快速顺利的进行。2.每一种酶只能催化一种或一类化学反应，这说明酶的催化作用具有。3.酶的作用条件较温和酶的催化作用需要适应的和，温度过低会酶的活性，温度过高或都会是酶失去活性【情景引入】无机催化剂和酶都能降低活化能，而促进化学反应的进行，那么酶的催化功能与无机催化剂有什么不同？二、酶的特性★实验：证明酶具有专一性★实例：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用1．原理：淀粉和蔗糖不具还原性，与斐林试剂不发生反应。用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性。2．材料用具：略3．实验步骤：操作序号项目1号试管2号试管1注入3%的可溶性淀粉溶液2mL/2注入3%的蔗糖溶液/2mL3注入新鲜淀粉酶溶液，并振荡2mL2mL460℃温水保温5min5min5注入斐林试剂，并振荡2mL2mL6水溶加热1min1min7现象砖红色沉淀无砖红色沉淀4．结论：5．分析讨论：（1）为什么要将试管浸到60℃的温水保温？___________________________（2）为什么用斐林试剂而不用碘液？_______________________________________________________________________________________________________6、思考：（1）如何绘制酶专一性的图？（2）酶在反应前后有没有发生质和量的变化？______________________________________________________________________________（3）每一种酶都能催化所有化学反应吗？___________________________________________________________________________________（4）酶能改变化学反应平衡吗？__________________________________________________________________________________________（5）酶与无机催化剂有何异同？三、影响酶促反应的因素（一）酶的活性：影响酶活性的因素一定会影响酶促反应的速率。1．表示方法：以单位时间内底物的减少量或产物的生成量来表示。酶促反应速率温度酶促反应速率温度（1）温度：图示含义：在较低温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐渐增强，达到最适温度时，酶的活性最高，酶促反应速率PH酶促反应速率PH迅速下降，最后完全失去催化能力。（改变了酶的空间结构）（2）pH：图示含义：酶的催化能力有一个最适pH，在低于最适pH时，随着pH的升高，酶的催化能力也相应升高；高于最适pH，随着pH升高，酶的活性逐渐下降，最终失活。（改变了酶的空间结构）（二）底物浓度酶促反应速率底物浓度酶促反应速率底物浓度范围内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到酶数量和酶活性影响。（三）酶浓度酶促反应速率酶浓度酶促反应速率酶浓度下，反应系统中不含有抵制酶活性和物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应速率与酶浓度成正比。（四）激活剂与抑制剂激活剂：可以提高酶的活性，但不是必需的。抑制剂：使酶活性下降，但不会使酶变性。抑制剂可分两种：可逆抑制作用与不可逆的抑制作用。四、探究温度（或pH）对酶活性的影响检测底物分解速度或产物生成速度检测底物分解速度或产物生成速度底物＋T1(pH1)＋酶液底物＋T2(pH2)＋酶液┊┊┊底物＋Tn(pHn)＋酶液自变量：_______________因变量：____________________无关变量：___________________________实例1：探究温度对淀粉酶活性的影响。1．实验原理：（1）．淀粉遇碘后，形成蓝色的复合物。（2）．淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖，麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色。注：市售a-淀粉酶的最适温度约600C2．方法步骤：（1）、取3支试管，编上号（A、B、C），然后分别注入2mL可溶性淀粉溶液；（2）、另取3支试管，编上号（a、b、c），然后分别注入1mL新鲜淀粉酶溶液；（3）、将装有淀粉溶液和酶溶液的试管分成3组，分别放入沸水、热水（约600C）和冰块中，维持各自的温度5min；（4）、分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，维持各自的温度5min；（5）、在3支试管中各滴入1-2滴碘液，摇匀后观察这3支试管中溶液颜色变化并记录；思考题1、为什么用不同温度处理淀粉溶液或酶溶液，这是为什么？思考题2、在试管A、B、C中分别能观察到什么现象？思考题3、通过上述实验，你能得出什么结论？思考题4、在上述实验中，自变量是什么？无关变量是什么？实例2：探究PH值对酶活性的影响（一）实验原理：思考题5、请依据下面所列实验操作步骤，写出该实验的实验原理。（二）操作步骤：用表格显示实验步骤：（注意操作顺序不能错）序号加入试剂或处理方法试管1231注入新鲜的淀粉酶溶液1mL1mL1mL2注入蒸馏水1mL//3注入氢氧化钠溶液/1mL/4注入盐酸//1mL5注入可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL6600C水浴保温5min7加入斐林试剂，边加边振荡2mL2mL2mL8水浴加热煮沸1min9观察3支试管中溶液颜色变化变记录思考题6、请在上表中填入你所观察到的实验现象。思考题7、通过上述实验，你能得出什么结论？思考题8、在上述实验中，自变量是什么？无关变量是什么？思考题9、探究温度对酶活性的影响实验中是否可以用斐林试剂来检验实验结果？为什么？【课堂小结】酶的作用和本质（一）酶在细胞代谢中的作用细胞代谢定义实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解生物催化剂（二）、酶的本质：二、酶的特性1.2.3.三、影响酶促反应速率的因素：、、、和。四、探究温度（或pH）对酶活性的影响【效果检测】1．同一个体内的各类活细胞所含酶的（）A、种类有差异，数量相同B、种类有差异，数量不同C、种类无差异，数量相同D、种类无差异，数量不同2．关于酶生理功能的叙述，下列哪一项是正确的（）A、生物体内的化学反应提供能量B、能加快生物体内的生化反应速度C、酶是一种高效、专一的无机催化剂D、能促进生物体内营养物质的运输3．在唾液淀粉酶水解淀粉的实验中，将唾液稀释10倍，与用唾液原液的实验效果基本相同，这表明酶具有（）A、专一性B、多样性C、高效性D、稳定性4．进入冬眠的动物体，代谢极为缓慢，最根本的原因是（）A、体内酶活性降低B、气温低C、进食少D、消耗能量少5．下列条件中，不能使酶失活的是（）A、高温B、低温C、强酸D、强碱6．下图纵轴为生成物量，横轴为反应时间，其中能正确表示酶浓度增加，而其他条件不变时，生成物量变化的曲线图是(图中虚线表示酶浓度增加后的变化曲线)（）7．下列关于酶的正确叙述是：（）A．活细胞产生的，在细胞内起作用B．酶与激素的作用相同C．酶的产生受遗传物质控制D．在催化过程中不断被消耗8．探索温度对酶活性影响的实验，需进行如下步骤的的操作：①取3支试管，编号并注入2mL淀粉溶液②向各试管注入1mLα－淀粉酶溶液③向各试管滴1滴碘液④将3支试管分别放在60℃热水、沸水和冰块中维持温度5min要观察到正确的实验现象，其合理的实验顺序应为（）A．①→②→③→④B．①→③→②→④C．①→②→④→③D．①→④→②→③9．下列关于酶的叙述中正确的一项