人教版高中生物必修一第五章第1节 降低化学反应活化能的酶

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第五章胞的能量供和利用一节降低化反应化能的教学目标

说明酶细胞代谢中的作用、本质和特性。通阅读分析“关于酶本质的索资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。进行有的实验和探究，学会控制自变量，观察和检

教方学法

讲述与学生练习、讨论相结合教材分析

重点难点教具

测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。酶的作用、本质和特性。（1酶降低化学反应活化能的原理。（2控制变量的科学方法。教案一引：人不饭行吗？食物进入人体内发生了怎样的变化？这些问题在现在来说都已经十分清楚了变化过在其他生物中有没有呢？早在二百多年前科学家就对此进行了探索。实验介绍：1783年大利科学家斯帕兰札尼将肉块放在小巧的金属笼中，然后让鹰吞下，过了一段时间，将笼子取出，肉块不见了。教学过程

问（1）为何要将肉块放在笼子中？答排除了胃对肉块的物理性消化问（2）对肉起消化作用的是什么物质？答一定某些物质进入到金属笼中，使肉分解。现在已经知道这个能让肉分解的物质就是——酶。问（3）进行肉类消化的过程的条件是怎样的？答进行分解肉的反应是在一种极和的条件下进行的。问（4）在实验室中能否也能让肉分解？能的话需要怎样的条件？答实验也能进行肉的分解，但是比起在生物体中来说，需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈的条件才能进行。总：对一个生物体来说要进行的生理活动非常之多，构成生物体的每一个细胞内的物质需要不断地合成与分解断地处于自我更新的状态这自我更新的过程完全依赖于细胞内发生的生物化学反应，每一个化学反应都伴随着能量的变化。细胞全有的学化总就细代。二、酶的作用和本质1.酶细代中的用提：细生存的条件是很温和的，那么细胞内数量如此巨大的生化学反应如何在

33常温、常压、水溶液环境接中性的条件下，迅速高效地进行呢？在化学反应中有没有提高化学反应的方法呢？实：氧化氢在不同条件下的分解实前绍动物在代谢中产生的过氧化氢，对机体是有毒的。机体通过过氧化氢酶，催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。铁离子也可催化这一反应。O2

HO＋O22提：何获得过氧化氢酶？答新鲜肝脏中含有较多的过氧化酶，所以新鲜肝脏研磨液含有较多的过氧化氢酶。按以下实验步骤来进行实验：试管编号

实验原理第一步

过氧化氢在高温或Fe过化氢酶的作用下都可分解成水和氧气每支试管各加入2mL的HO溶液2第二步

℃水浴

用滴管加滴3.5%FeCl溶3液

用滴管加滴质量分数为20%脏研磨液观察

观察气泡冒出情况，并记录现象

无

较多

较多

很多将点燃的卫生香放在

没变化

火头变亮

火头变亮

复燃液面上原因

没有生成氧气

生成了少量氧气

生成了少量氧气

生成了大量氧气结论

酶催效比机化的化用显对上述实验进行分析，对照实验的特点。问上述实验分成了、2、3、4号四支试管，哪些是四支试管共同的条件？两两比较不同的条件有几个？答共同点：都在试管中加入mLHO溶，都在相同的压力下进行。22不同点：1和：只有温度不同1和：多溶；：了3滴肝脏研磨液；和：入的催化剂不同问1试管没有加任何试剂，它起的作用是什么？答它起的是对照的作用。结：进该实验的其他因素相同，而只有其中某一因素不同，观察其对实验结果的影响如结果不同那影响该结果的就是这一不同的因素上实验管和管只有加入的催化剂不同那该实验结果3放氧气少4放氧气多就是因为加入到4号催化剂的催化效率比加到号高。即酶有效。问24试管现象基本相同，能在生物体中也利用2的法来解毒？答不能。加热到这样的温度会造生物的细胞死亡。问能否用同一滴管给和管加溶和肝脏研磨液？3答不能。共用滴管会让肝脏研磨液（或FeCl溶液）残留在滴管内，难以判断出3

过氧化氢的分解是哪种滴加液的作用，影响实验结果的准确。问为何酶的催化效率会比无机催剂更高呢？答酶低活能。化能就是分子从常态转化变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。活化能越大，反应就越不容易进行，反之就容易进行。总：酶细胞内的物质变化过程中起着重要作用，它是细胞内产生的，所以它也是细胞中具有高效催化效率的生物催化剂。它的作用就是降低活化能。酶的质背：现已经知道细胞内的生理活动之所以如此有序地快速进行，酶的作用无可替代，但是19世以前，人们对这些所知甚少。巴德李希点比巴斯德～（法国）

李比希～（德国）微生物学家、通过显微镜观察化家，通过对化学变化的研究认为发现发酵的过程中有酵母菌存在。糖变成酒精就是一个化学反应。结：有细不能成精

结：这变过中只细胞亡后出某物起作问：从巴斯德研究的领域来看，他得出结论的出发点主要是什么？答：巴斯德是微生物学家，他主要强调生物体或细胞的整体作用。问：从李比希研究的领域来看，它得出结论的出发点主要是什么？答：李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。问：他们的争论被哪位科学家的研究成果平息了？答：毕希纳。毕纳验实验：酵母细胞研磨加搅拌加压过滤含母细胞的提取液加入葡萄糖。现象：冒出气泡。结：酵细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样。酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。问你认毕希纳只凭上面的实验能不能说明酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样？答不能。

问那还应做怎样的实验？答对实。将酵菌分成两等份，一半直接加入葡萄糖，另一半通过研磨、过滤等过程来进行，观察结果是否一样。问有人说毕希那的研究成果与前无关，你同意这样的观点吗？答不同。正是由于巴斯德、李比希的研究确定了争论的焦点，使得毕希纳的研究更加具有针对性。虽然已经确定了酶在物质变化中的作用底是什么物质仍然是困扰大家的问题要究酶是什么物质首先得到纯度较高的酶然后才能作出鉴定美国科学家萨姆纳在研究酶究竟是什么过程中作出了杰出贡献。萨姆纳的研究过程问萨姆纳研究哪种酶？是如何确的？答脲酶。借助其他科学家的研究知道刀豆种子中脲酶的含量比较高。问脲酶取出了，根据你学过的知识如何证明它就是脲酶，不是细胞中其他的有机物呢？答在这实验中首先可以证明是不是蛋白质。用双缩脲试剂这个特有反应来鉴定。然后根据脲酶的特性：尿素

氨＋二氧化碳，来判定它不是脲酶。年萨姆纳的重要科学研究成果让人们知道脲酶就是蛋白质，后来其他科学家也提取了其他种类的酶也明蛋白质所在以后一段较长的时间们都认为酶就是蛋白质。问：科学家得出的结论应用的什么方法？答：概括法。问：你能说出当时概括得出这个结论的基本思路吗？答脲是蛋白质胰白酶也蛋白质胃蛋白酶也是蛋白质人们发现的酶都是蛋白质，所以酶就是蛋白质。问这样的结论到了世纪80年美国科学家的重要发现出现了什么变化？答美国科学家切赫和奥特曼发现一种酶，它也有催化功能，但是它是RNA。这样酶的定义就有了发展酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物中大多数酶是蛋白质，少量的是RNA酶概：细产的有物化性有物只是细就产酶人哺动成的细除）注与素维素区酶作。低化，细代在和件快地行本：大数蛋质少为（构酶基单位氨酸核核酸的性回顾双氧水分解实验得出酶有高性除此之外，酶还具有什么特性呢，继续探讨问淀粉蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催化下能水解为麦芽糖和葡萄糖，蔗糖在酶的催化下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽、糖葡糖属原糖。原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解如何设计这个实验？你又怎么能知道淀粉酶催化了糖的水解呢？答设计个对照实验，分别取两支试管，加入等量的淀粉和蔗糖，然后加入同样的淀粉酶，放在同样的环境60℃）。

实验过程总结如下表：淀粉溶液（1号管）

蔗糖溶液（2号管）实验原理

淀粉酶能让淀粉水解成还原性糖，还原性糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀

淀粉酶不能让蔗糖水解以与斐林试剂不能反应生成砖红色沉淀实验步骤

一二三

试管各加入2mL试管各加入5mL蔗淀粉溶液溶加入淀粉酶2滴，振荡，放在60℃左右，反应约min加斐林试剂→振荡→水浴加热煮沸实验现象

蓝色→棕色→砖红色沉淀

无变化结

论

酶具有专一性问哪支试管加入斐林试剂后再加会出现砖红色的沉淀？答在加入淀粉的试管中。问出现砖红色沉淀的原因是什么答装有淀粉溶液的试管中出现了原性糖。问实验得出的结论是什么？答淀粉酶只能催化淀粉水解，不催化蔗糖水解。上实说了具的一特—专性提：在不同温度的催化效果是否一致，通过实验证明。答在适度，的性高低或于适度酶的性降。设计实验如下表：淀粉溶液（1号试管）

淀粉溶液（2号试管）

淀粉溶液3号试管）实验原理一

淀粉酶能让淀粉水解成还原性糖，还原性糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀酶只有在合适的温度时候它的催化效率才最大试管各加入2mL淀溶液实验步骤

二

加入淀粉酶2滴，振荡，加热至℃右，反应约5min

加入淀粉酶滴振保持℃左右，反应约min

加入淀粉酶，振荡，加热至℃左右应5min三

加斐林试剂→振荡→水浴加热煮沸蓝色→棕色实验现象

无变化

→砖红色沉

无变化结

论

淀只有在一定温度下酶的催化效率最好

图－－1温度对酶促反应速度有很大影响图－1示每酶都有自己的最适温度在最适温度的两侧，反应速度都比较低，所以我们看到的是一个钟形的曲线。大分在高温下如℃上），因酶分结遭破而去性根据这个道理，我们在使用加酶洗衣粉时，用哪种水（如凉水、沸水、温水）浸泡好呢？答：温水。酶的催化效率还能受pH的影响，不同的pH条件下测同一种酶的活性，并且根据所得到的数据绘制成曲线图－1－。图－－2问：与的活性有什么关系呢？答：在最适的pH下酶的活性最高。设计实验来验证不同的下酶的活不同：试管

试管

号管实验原理

过氧化氢酶能使过氧化氢快速分解实验步骤

一二三

试管各加入2体分为的过氧化氢溶液为左为左右为左右右分别加入过氧化氢酶溶液实验现用卫生香来检验）

反应不剧烈乎无变化

复燃

反应不剧烈，几乎无变化结

论

不同的下氧化氢酶的催化效率同

总结：酶的特性：高性与无机催化剂相比酶的催化效率很高酶降低化学反应活化能的作用更显著）专性一酶只能催化一种或一类物质的化学反应。如：蛋白酶只能催化蛋白质分解成为多肽，麦芽糖酶只能催化麦芽糖，将麦芽糖水解成为葡萄糖，而对其他的糖则不起催化作用。作条温：的催化需适宜的度PH不的最温不。人体内的酶最适温度为℃，a-淀粉酶最适温度为℃。低温抑制酶的活性，高使变失（间构破）温恢时活不恢复探究酶催化所需的最适温度。需设置一系列的梯度。影化反速的他素底物足够酶的量（浓度）有限的酶和底物都是有限的小试牛刀：人在发烧时，常常食欲大减，最根本的原因是（）作

所食物不能消化

B.没有排空业

C.体温超过合适温度，消化酶的性下降D.药使人没有了胃口胃蛋白在进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是（）A.pH不合

B.中已经起了消化作用，不能再起作用了C.被小肠中的物质包裹起来，所起不到催化作用小肠中没有蛋白质可被消化苹果削之后不马上吃掉会变色是放在盐水中泡一下却不会变色试解释为什么会出现这样的现象？答：2.A削后，水果里的酶和水果的物质充分接触，把水果的有机物转变成了褐色的物质。放入盐水中泡一下，使水果中的酶变性，失去了作用，就不会生成褐色的物质了。巩固练习：．某同学进行了下列有关酶的实验：甲组：淀粉溶液+新鲜唾液→加入斐林试剂→出现红色沉淀乙组：蔗糖溶液+新鲜唾液→加入斐林试剂→不出砖红色沉淀丙组：蔗糖溶液+蔗糖酶溶液→加入斐林试剂→？下列叙述正确的是（）A丙组的实验结果是“不出现砖红色沉淀．组实验都应该在37条件下进行C．同学的实验目的是验证酶的专一性D．用碘液代替斐林试剂进行检测．下列关于酶和的述，正确的是（）A蛋白酶能催化所有的酶水解，导致其活性丧失B与无机催化剂相比，酶的催化效率不一定高C．盛生长的叶肉细胞中，线粒体内膜产生的ATP最D．胞发生的吸能反应都由ATP水供能

．下列有关酶的叙述错误的是（）A酶具有专一性B一种酶可以作为另一种酶的底物C．产生分泌蛋白的细胞不一定能产生酶D．变种酶的，最适温度不受影响．如图是研究淀粉酶浓度与其催化效率关系的曲线。下列叙述错误的是（）A本研究的自变量是淀粉酶浓度和反应时间B实验中应注意保持各组反应在相同且适宜温度下进行C．线对酶浓度比曲线a对酶浓度低D．起线上MP差异的主要原因是各组反应中加入的