人教版高中生物必修一第五章第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

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第五章胞的能量供和利用一節(jié)降低化反應(yīng)化能的教學(xué)目標(biāo)

說明酶細(xì)胞代謝中的作用、本質(zhì)和特性。通閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的索資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷的探索和爭論中前進的。進行有的實驗和探究，學(xué)會控制自變量，觀察和檢

教方學(xué)法

講述與學(xué)生練習(xí)、討論相結(jié)合教材分析

重點難點教具

測因變量的變化，以及設(shè)置對照組和重復(fù)實驗。酶的作用、本質(zhì)和特性。（1酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理。（2控制變量的科學(xué)方法。教案一引：人不飯行嗎？食物進入人體內(nèi)發(fā)生了怎樣的變化？這些問題在現(xiàn)在來說都已經(jīng)十分清楚了變化過在其他生物中有沒有呢？早在二百多年前科學(xué)家就對此進行了探索。實驗介紹：1783年大利科學(xué)家斯帕蘭札尼將肉塊放在小巧的金屬籠中，然后讓鷹吞下，過了一段時間，將籠子取出，肉塊不見了。教學(xué)過程

問（1）為何要將肉塊放在籠子中？答排除了胃對肉塊的物理性消化問（2）對肉起消化作用的是什么物質(zhì)？答一定某些物質(zhì)進入到金屬籠中，使肉分解?，F(xiàn)在已經(jīng)知道這個能讓肉分解的物質(zhì)就是——酶。問（3）進行肉類消化的過程的條件是怎樣的？答進行分解肉的反應(yīng)是在一種極和的條件下進行的。問（4）在實驗室中能否也能讓肉分解？能的話需要怎樣的條件？答實驗也能進行肉的分解，但是比起在生物體中來說，需要高溫、高壓、強酸、強堿等劇烈的條件才能進行?？偅簩σ粋€生物體來說要進行的生理活動非常之多，構(gòu)成生物體的每一個細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)需要不斷地合成與分解斷地處于自我更新的狀態(tài)這自我更新的過程完全依賴于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)，每一個化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化。細(xì)胞全有的學(xué)化總就細(xì)代。二、酶的作用和本質(zhì)1.酶細(xì)代中的用提：細(xì)生存的條件是很溫和的，那么細(xì)胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生化學(xué)反應(yīng)如何在

33常溫、常壓、水溶液環(huán)境接中性的條件下，迅速高效地進行呢？在化學(xué)反應(yīng)中有沒有提高化學(xué)反應(yīng)的方法呢？實：氧化氫在不同條件下的分解實前紹動物在代謝中產(chǎn)生的過氧化氫，對機體是有毒的。機體通過過氧化氫酶，催化過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。鐵離子也可催化這一反應(yīng)。O2

HO＋O22提：何獲得過氧化氫酶？答新鮮肝臟中含有較多的過氧化酶，所以新鮮肝臟研磨液含有較多的過氧化氫酶。按以下實驗步驟來進行實驗：試管編號

實驗原理第一步

過氧化氫在高溫或Fe過化氫酶的作用下都可分解成水和氧氣每支試管各加入2mL的HO溶液2第二步

℃水浴

用滴管加滴3.5%FeCl溶3液

用滴管加滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%臟研磨液觀察

觀察氣泡冒出情況，并記錄現(xiàn)象

無

較多

較多

很多將點燃的衛(wèi)生香放在

沒變化

火頭變亮

火頭變亮

復(fù)燃液面上原因

沒有生成氧氣

生成了少量氧氣

生成了少量氧氣

生成了大量氧氣結(jié)論

酶催效比機化的化用顯對上述實驗進行分析，對照實驗的特點。問上述實驗分成了、2、3、4號四支試管，哪些是四支試管共同的條件？兩兩比較不同的條件有幾個？答共同點：都在試管中加入mLHO溶，都在相同的壓力下進行。22不同點：1和：只有溫度不同1和：多溶；：了3滴肝臟研磨液；和：入的催化劑不同問1試管沒有加任何試劑，它起的作用是什么？答它起的是對照的作用。結(jié)：進該實驗的其他因素相同，而只有其中某一因素不同，觀察其對實驗結(jié)果的影響如結(jié)果不同那影響該結(jié)果的就是這一不同的因素上實驗管和管只有加入的催化劑不同那該實驗結(jié)果3放氧氣少4放氧氣多就是因為加入到4號催化劑的催化效率比加到號高。即酶有效。問24試管現(xiàn)象基本相同，能在生物體中也利用2的法來解毒？答不能。加熱到這樣的溫度會造生物的細(xì)胞死亡。問能否用同一滴管給和管加溶和肝臟研磨液？3答不能。共用滴管會讓肝臟研磨液（或FeCl溶液）殘留在滴管內(nèi)，難以判斷出3

過氧化氫的分解是哪種滴加液的作用，影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確。問為何酶的催化效率會比無機催劑更高呢？答酶低活能?；芫褪欠肿訌某B(tài)轉(zhuǎn)化變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。活化能越大，反應(yīng)就越不容易進行，反之就容易進行?？偅好讣?xì)胞內(nèi)的物質(zhì)變化過程中起著重要作用，它是細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的，所以它也是細(xì)胞中具有高效催化效率的生物催化劑。它的作用就是降低活化能。酶的質(zhì)背：現(xiàn)已經(jīng)知道細(xì)胞內(nèi)的生理活動之所以如此有序地快速進行，酶的作用無可替代，但是19世以前，人們對這些所知甚少。巴德李希點比巴斯德～（法國）

李比?！ǖ聡┪⑸飳W(xué)家、通過顯微鏡觀察化家，通過對化學(xué)變化的研究認(rèn)為發(fā)現(xiàn)發(fā)酵的過程中有酵母菌存在。糖變成酒精就是一個化學(xué)反應(yīng)。結(jié)：有細(xì)不能成精

結(jié)：這變過中只細(xì)胞亡后出某物起作問：從巴斯德研究的領(lǐng)域來看，他得出結(jié)論的出發(fā)點主要是什么？答：巴斯德是微生物學(xué)家，他主要強調(diào)生物體或細(xì)胞的整體作用。問：從李比希研究的領(lǐng)域來看，它得出結(jié)論的出發(fā)點主要是什么？答：李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)的角度考慮問題。問：他們的爭論被哪位科學(xué)家的研究成果平息了？答：畢希納。畢納驗實驗：酵母細(xì)胞研磨加攪拌加壓過濾含母細(xì)胞的提取液加入葡萄糖。現(xiàn)象：冒出氣泡。結(jié)：酵細(xì)胞的提取液和活酵母細(xì)胞的作用一樣。酵母細(xì)胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶。問你認(rèn)畢希納只憑上面的實驗?zāi)懿荒苷f明酵母細(xì)胞的提取液和活酵母細(xì)胞的作用一樣？答不能。

問那還應(yīng)做怎樣的實驗？答對實。將酵菌分成兩等份，一半直接加入葡萄糖，另一半通過研磨、過濾等過程來進行，觀察結(jié)果是否一樣。問有人說畢希那的研究成果與前無關(guān)，你同意這樣的觀點嗎？答不同。正是由于巴斯德、李比希的研究確定了爭論的焦點，使得畢希納的研究更加具有針對性。雖然已經(jīng)確定了酶在物質(zhì)變化中的作用底是什么物質(zhì)仍然是困擾大家的問題要究酶是什么物質(zhì)首先得到純度較高的酶然后才能作出鑒定美國科學(xué)家薩姆納在研究酶究竟是什么過程中作出了杰出貢獻。薩姆納的研究過程問薩姆納研究哪種酶？是如何確的？答脲酶。借助其他科學(xué)家的研究知道刀豆種子中脲酶的含量比較高。問脲酶取出了，根據(jù)你學(xué)過的知識如何證明它就是脲酶，不是細(xì)胞中其他的有機物呢？答在這實驗中首先可以證明是不是蛋白質(zhì)。用雙縮脲試劑這個特有反應(yīng)來鑒定。然后根據(jù)脲酶的特性：尿素

氨＋二氧化碳，來判定它不是脲酶。年薩姆納的重要科學(xué)研究成果讓人們知道脲酶就是蛋白質(zhì)，后來其他科學(xué)家也提取了其他種類的酶也明蛋白質(zhì)所在以后一段較長的時間們都認(rèn)為酶就是蛋白質(zhì)。問：科學(xué)家得出的結(jié)論應(yīng)用的什么方法？答：概括法。問：你能說出當(dāng)時概括得出這個結(jié)論的基本思路嗎？答脲是蛋白質(zhì)胰白酶也蛋白質(zhì)胃蛋白酶也是蛋白質(zhì)人們發(fā)現(xiàn)的酶都是蛋白質(zhì)，所以酶就是蛋白質(zhì)。問這樣的結(jié)論到了世紀(jì)80年美國科學(xué)家的重要發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了什么變化？答美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)一種酶，它也有催化功能，但是它是RNA。這樣酶的定義就有了發(fā)展酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物中大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少量的是RNA酶概：細(xì)產(chǎn)的有物化性有物只是細(xì)就產(chǎn)酶人哺動成的細(xì)除）注與素維素區(qū)酶作。低化，細(xì)代在和件快地行本：大數(shù)蛋質(zhì)少為（構(gòu)酶基單位氨酸核核酸的性回顧雙氧水分解實驗得出酶有高性除此之外，酶還具有什么特性呢，繼續(xù)探討問淀粉蔗糖都是非還原性糖，淀粉在酶的催化下能水解為麥芽糖和葡萄糖，蔗糖在酶的催化下能水解為葡萄糖和果糖。麥芽、糖葡糖屬原糖。原性糖能夠與斐林試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色的沉淀?，F(xiàn)在給你淀粉酶溶液，要觀察淀粉酶能催化哪種糖水解如何設(shè)計這個實驗？你又怎么能知道淀粉酶催化了糖的水解呢？答設(shè)計個對照實驗，分別取兩支試管，加入等量的淀粉和蔗糖，然后加入同樣的淀粉酶，放在同樣的環(huán)境60℃）。

實驗過程總結(jié)如下表：淀粉溶液（1號管）

蔗糖溶液（2號管）實驗原理

淀粉酶能讓淀粉水解成還原性糖，還原性糖與斐林試劑反應(yīng)生成磚紅色沉淀

淀粉酶不能讓蔗糖水解以與斐林試劑不能反應(yīng)生成磚紅色沉淀實驗步驟

一二三

試管各加入2mL試管各加入5mL蔗淀粉溶液溶加入淀粉酶2滴，振蕩，放在60℃左右，反應(yīng)約min加斐林試劑→振蕩→水浴加熱煮沸實驗現(xiàn)象

藍(lán)色→棕色→磚紅色沉淀

無變化結(jié)

論

酶具有專一性問哪支試管加入斐林試劑后再加會出現(xiàn)磚紅色的沉淀？答在加入淀粉的試管中。問出現(xiàn)磚紅色沉淀的原因是什么答裝有淀粉溶液的試管中出現(xiàn)了原性糖。問實驗得出的結(jié)論是什么？答淀粉酶只能催化淀粉水解，不催化蔗糖水解。上實說了具的一特—專性提：在不同溫度的催化效果是否一致，通過實驗證明。答在適度，的性高低或于適度酶的性降。設(shè)計實驗如下表：淀粉溶液（1號試管）

淀粉溶液（2號試管）

淀粉溶液3號試管）實驗原理一

淀粉酶能讓淀粉水解成還原性糖，還原性糖與斐林試劑反應(yīng)生成磚紅色沉淀酶只有在合適的溫度時候它的催化效率才最大試管各加入2mL淀溶液實驗步驟

二

加入淀粉酶2滴，振蕩，加熱至℃右，反應(yīng)約5min

加入淀粉酶滴振保持℃左右，反應(yīng)約min

加入淀粉酶，振蕩，加熱至℃左右應(yīng)5min三

加斐林試劑→振蕩→水浴加熱煮沸藍(lán)色→棕色實驗現(xiàn)象

無變化

→磚紅色沉

無變化結(jié)

論

淀只有在一定溫度下酶的催化效率最好

圖－－1溫度對酶促反應(yīng)速度有很大影響圖－1示每酶都有自己的最適溫度在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速度都比較低，所以我們看到的是一個鐘形的曲線。大分在高溫下如℃上），因酶分結(jié)遭破而去性根據(jù)這個道理，我們在使用加酶洗衣粉時，用哪種水（如涼水、沸水、溫水）浸泡好呢？答：溫水。酶的催化效率還能受pH的影響，不同的pH條件下測同一種酶的活性，并且根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)繪制成曲線圖－1－。圖－－2問：與的活性有什么關(guān)系呢？答：在最適的pH下酶的活性最高。設(shè)計實驗來驗證不同的下酶的活不同：試管

試管

號管實驗原理

過氧化氫酶能使過氧化氫快速分解實驗步驟

一二三

試管各加入2體分為的過氧化氫溶液為左為左右為左右右分別加入過氧化氫酶溶液實驗現(xiàn)用衛(wèi)生香來檢驗）

反應(yīng)不劇烈乎無變化

復(fù)燃

反應(yīng)不劇烈，幾乎無變化結(jié)

論

不同的下氧化氫酶的催化效率同

總結(jié)：酶的特性：高性與無機催化劑相比酶的催化效率很高酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用更顯著）專性一酶只能催化一種或一類物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)。如：蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)分解成為多肽，麥芽糖酶只能催化麥芽糖，將麥芽糖水解成為葡萄糖，而對其他的糖則不起催化作用。作條溫：的催化需適宜的度PH不的最溫不。人體內(nèi)的酶最適溫度為℃，a-淀粉酶最適溫度為℃。低溫抑制酶的活性，高使變失（間構(gòu)破）溫恢時活不恢復(fù)探究酶催化所需的最適溫度。需設(shè)置一系列的梯度。影化反速的他素底物足夠酶的量（濃度）有限的酶和底物都是有限的小試牛刀：人在發(fā)燒時，常常食欲大減，最根本的原因是（）作

所食物不能消化

B.沒有排空業(yè)

C.體溫超過合適溫度，消化酶的性下降D.藥使人沒有了胃口胃蛋白在進入小腸后就幾乎沒有了催化作用，主要原因是（）A.pH不合

B.中已經(jīng)起了消化作用，不能再起作用了C.被小腸中的物質(zhì)包裹起來，所起不到催化作用小腸中沒有蛋白質(zhì)可被消化蘋果削之后不馬上吃掉會變色是放在鹽水中泡一下卻不會變色試解釋為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？答：2.A削后，水果里的酶和水果的物質(zhì)充分接觸，把水果的有機物轉(zhuǎn)變成了褐色的物質(zhì)。放入鹽水中泡一下，使水果中的酶變性，失去了作用，就不會生成褐色的物質(zhì)了。鞏固練習(xí)：．某同學(xué)進行了下列有關(guān)酶的實驗：甲組：淀粉溶液+新鮮唾液→加入斐林試劑→出現(xiàn)紅色沉淀乙組：蔗糖溶液+新鮮唾液→加入斐林試劑→不出磚紅色沉淀丙組：蔗糖溶液+蔗糖酶溶液→加入斐林試劑→？下列敘述正確的是（）A丙組的實驗結(jié)果是“不出現(xiàn)磚紅色沉淀．組實驗都應(yīng)該在37條件下進行C．同學(xué)的實驗?zāi)康氖球炞C酶的專一性D．用碘液代替斐林試劑進行檢測．下列關(guān)于酶和的述，正確的是（）A蛋白酶能催化所有的酶水解，導(dǎo)致其活性喪失B與無機催化劑相比，酶的催化效率不一定高C．盛生長的葉肉細(xì)胞中，線粒體內(nèi)膜產(chǎn)生的ATP最D．胞發(fā)生的吸能反應(yīng)都由ATP水供能

．下列有關(guān)酶的敘述錯誤的是（）A酶具有專一性B一種酶可以作為另一種酶的底物C．產(chǎn)生分泌蛋白的細(xì)胞不一定能產(chǎn)生酶D．變種酶的，最適溫度不受影響．如圖是研究淀粉酶濃度與其催化效率關(guān)系的曲線。下列敘述錯誤的是（）A本研究的自變量是淀粉酶濃度和反應(yīng)時間B實驗中應(yīng)注意保持各組反應(yīng)在相同且適宜溫度下進行C．線對酶濃度比曲線a對酶濃度低D．起線上MP差異的主要原因是各組反應(yīng)中加入的