《第1節(jié) 降低化學反應活化能的酶》教案和導學案

《第1節(jié)降低化學反應活化能的酶》教案【教學目標】1．知識方面：舉例說明酶在新陳代謝中的作用，說明酶的本質(zhì)，能說出酶的概念、酶的本質(zhì)、總結(jié)出酶的特性及影響因素，并能分析應用。2．能力方面：重點在于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出假設、設計實驗的能力。3．情感態(tài)度與價值觀：通過實驗探究和網(wǎng)絡探究，讓學生體驗酶發(fā)現(xiàn)的艱辛，讓學生關(guān)注有關(guān)酶研究的最新發(fā)展及應用，培養(yǎng)科學精神和科學態(tài)度?！窘虒W重難點】1．酶是通過降低化學反應的活化能而提高化學反應的速率的．2．酶的催化作用受溫度、pH影響；3．對照性實驗設計中的幾個主要原則?！窘虒W過程】第一課時 酶的作用和本質(zhì)模塊一：創(chuàng)設情境，導入新課設計意圖：回憶細胞各部分的功能，并建立細胞室一個有機整體的觀點。教師活動：（1）展示圖片（細胞）同學們，這是一個典型的細胞，里面有什么？它們忙著還是閑著？忙著干什么呢？（2）教師講述：細胞是忙碌的，組成它的各個部分都在忙著完成自己的使命，合成、加工、運輸，這一切的過程都伴隨著復雜的生化反應。展示圖片（細胞部分有序進行的生化反應）圖中是細胞中一小部分生化反應，但是可以看出很復雜了，但是從網(wǎng)絡構(gòu)架上可以看出這些反應很雜亂嗎？這些在細胞中有序發(fā)生的生化反應成為細胞代謝。（3）引出本節(jié)重難點：①為什么以上生化反應（新陳代謝）都離不開酶的參與，酶在生化反應里有什么作用呢？②酶在生化反應里有什么作用？酶是什么？模塊二：突破重難點，共同實驗探究酶在新陳代謝中的作用和來源設計意圖：①提高實驗操作能力和觀察能力，培養(yǎng)合作意識，學會分析所觀察到的現(xiàn)象并得到結(jié)論，體驗成功的喜悅。②通過比較分析，理解實驗設計中的單一變量原則、對照性原則。③通過看活化能部分知識以及flash的觀看，由學生發(fā)表自己的意見，提高學生識圖總結(jié)的能力。教師活動：（1）過氧化氫，這是一種對細胞有害的物質(zhì)，必須及時的將過氧化氫分解才能保證細胞正常的生存。（2）化學上我們?nèi)绾螌⒎纸饽?？展示：加熱②用做催化劑細胞里不可以加熱，也沒有更多的三價鐵離子做催化，如何分解呢？（3）展示：用雙氧水擦傷口時的現(xiàn)象；有氣泡產(chǎn)生。傷口那里有什么？過氧化氫分解的那么快？過氧化氫酶。學生活動：（1）自主學習完成任務：細胞代謝、變量類型及對照實驗的概念。（2）展示完成情況。（3）分組完成實驗：“比較過氧化氫在不同條件下的分解”。展示表格分析，匯報實驗現(xiàn)象及結(jié)論：對照組實驗組說明1234一濃度3%3%3%3%無關(guān)變量劑量二溫度常溫常溫常溫90℃自變量試劑2滴清水生土豆研磨液2滴2滴生土豆研磨液2滴結(jié)果氣泡產(chǎn)生速度無慢較快無因變量結(jié)論123比較，和土豆產(chǎn)生的過氧化氫酶都具有催化過氧化氫的作用，但是過氧化氫酶的催化效率較高；②124比較，只有活細胞才能產(chǎn)生過氧化氫酶（生土豆）酶來自活細胞。③900的高溫會是過氧化氫酶失效。模塊三：酶的本質(zhì)設計意圖：閱讀文字，觀看紀錄片，總結(jié)酶的本質(zhì)和概念。情感樹立：科學是在不斷的探索和艱苦中進步的。情感樹立：生命、時間可貴，只有不斷的發(fā)光發(fā)熱才能實現(xiàn)人生的價值。教師活動：（1）我們現(xiàn)在知道了酶的作用，那酶的化學本質(zhì)是什么呢？曾經(jīng)有人做過這樣一個實驗，把唾液淀粉酶與雙縮脲試劑混合，發(fā)生了紫色絡合反應，你覺得酶是？（2）其實探索酶的本質(zhì)的道路可比我說的這個要艱辛，科學探索的道路上只有不斷的堅持喝不懈的努力才能成功。學生活動：（1）觀看紀錄片：“酶的發(fā)現(xiàn)”教師活動：（1）酶化學本質(zhì)是什么？（2）通過以上的學習，你覺得酶是什么？能給酶下個定義嗎？學生自主總結(jié)。回憶整節(jié)課內(nèi)容。教師展示：圖片（白化病病人和正常人）實例展示說明酶的重要性，如果沒有酶，生物將不能生存好，或者無法生存。第二課時 酶的特性1．思路（1）課前探究，感性認識：收集有關(guān)酶的發(fā)現(xiàn)歷程資料；有關(guān)酶研究的最新發(fā)展成果和應用；了解酶在日常生活中的應用。（2）貼近生活，激趣導入：課前讓同學們找尋生活中與酶有關(guān)的產(chǎn)品，現(xiàn)在我們來交流一下？（各小組派代表將所找到的物品展示及介紹）（3）設計實驗，探索問題：①如何證明酶的活性受溫度、pH值等外界因素的影響：教師給予以下實驗材料，學生根據(jù)實驗的可操作性進行實驗設計?？扇苄缘矸?、過氧化氫、NaOH(5%)、HCl(5%)、碘液、α－淀粉酶（最適溫度50℃—75℃）、過氧化氫酶（新鮮雞肝）、斐林試劑（檢驗還原性糖）、試管、燒杯、酒精燈等。②教師重點介紹對照性實驗設計中三個主要原則：Ⅰ單因子變量原則Ⅱ等量原則Ⅲ對照性原則舉例分析：單因子變量原則序號項目試管1溶液122肝臟研磨液3溶液2滴/4結(jié)果現(xiàn)象/2滴等量原則序號項目試管1注入可溶性淀粉溶液122注入蔗糖溶液/3注入新鮮淀粉酶溶液/4注入菲林試劑5結(jié)果現(xiàn)象對照性原則項目試管123淀粉溶液溫度熱水沸水冰塊淀粉酶溶液碘酒1滴1滴1滴結(jié)果現(xiàn)象③老師巡視學生實驗設計情況，并發(fā)現(xiàn)了以下幾種有代表性的設計方案。A組設計的實驗方案（探究pH值對酶活性的影響）序號項目試管121α－淀粉酶溶液1ml1ml2pHNaOH1mlHcl1ml3可溶性淀粉溶液2ml2ml4溫度60℃60℃5斐林試劑2ml2ml6實驗現(xiàn)象引導學生分析：以上設計是否科學？引導學生回答，得出結(jié)論：以上設計缺少對照組。B組設計的實驗方案（探究溫度對酶活性的影響）序號項目試管1231可溶性淀粉溶液1ml2ml1ml2α－淀粉酶溶液1ml1ml1ml3溫度60℃沸水冰水4碘液1－2滴1－2滴1－2滴5實驗現(xiàn)象引導學生分析：以上設計是否有錯誤？引導學生回答，得出結(jié)論：以上設計有兩點錯誤，一是加入的可溶性淀粉溶液沒有遵循等量原則，二是試劑加入的順序錯誤2．3步應互換，導致出現(xiàn)多個變量。C組設計的實驗方案序號項目試管1231α－淀粉酶1ml1ml1ml2pH蒸餾水1mlNaOH1mlHcl1ml3可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml4溫度冰水沸水60℃5斐林試劑2ml2ml2ml6溫度條件煮沸1分鐘煮沸1分鐘煮沸1分鐘7實驗條件引導學生分析：以上設計是否有錯誤？引導學生回答，得出結(jié)論：以上設計有pH值和溫度兩個變量，不符合單一變量原則。④教師指導，調(diào)整設計除了注意實驗設計三原則外，還要注意實驗的順序，如果有時間，實驗組可等梯度多做幾組，得出的結(jié)果更準確。序號項目試管1234567891淀粉溶液（ml）1111111112溫度℃1020304050607080903α－淀粉酶2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml4碘液（滴）1111111115實驗現(xiàn)象6調(diào)節(jié)溫度上升下降7實驗現(xiàn)象(建議：也可使用唾液淀粉酶或過氧化氫酶做此實驗)序號項目試管123451α－淀粉酶1ml1ml1ml1ml1ml2pH值567893可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml2ml2ml460℃水中（min）555555斐林試劑（ml）222226溫度條件和保持時間沸水1min沸水1min沸水1min沸水1min沸水1min7實驗現(xiàn)象(建議：也可使用唾液淀粉酶或過氧化氫酶做此實驗，但要注意它們的最適溫度)⑤動手實驗檢驗結(jié)果讓學生參與到科學研究中，引導學生運用所學知識親自動手實驗，嘗試解決問題，實現(xiàn)“感性思維－理性思維－具體思維”的飛躍。以下是學生在動手實驗中發(fā)現(xiàn)的新問題：例1：有一組同學在做溫度對酶活性的影響時，第一步先放了淀粉酶，在調(diào)節(jié)了溫度后才放淀粉，發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果和預期的不一樣。例2：有一組同學在做pH值對酶活性的影響時，用碘液代替斐林試劑進行檢驗，發(fā)現(xiàn)結(jié)果不同。老師針對實驗出現(xiàn)的新問題引導學生一起分析解決。⑥交流成果，總結(jié)提高學生交流成果，體驗探究成功與失??；學生評價各組研究成果；回憶酶的各知識點；帶著更多的問題走出教室，參與到研究性學習中?！兜?節(jié)降低化學反應活化能的酶（一）》導學案一、學習目標1.酶催化代謝反應的實質(zhì)和本質(zhì)。(重、難點)2.控制實驗變量和設計對照實驗。(重、難點)二、預習導學（課前完成）【知識一：酶的作用】1.細胞中每時每刻進行著許多__________，稱為細胞代謝。細胞代謝離不開______。2.分子從________轉(zhuǎn)變?yōu)開________的活躍狀態(tài)所需要的______，稱為活化能。3.圖示4.與無機催化劑相比，____降低活化能的作用更_______，催化效率______?！局R二：比較過氧化氫在不同條件下的分解】1.實驗過程與結(jié)果【知識三：酶的本質(zhì)】1．酶是________產(chǎn)生的具有_________作用的________，其中絕大多數(shù)酶是__________。評價：_______三、合作研學（當堂完成）1、酶的作用機理（1）表示有酶催化條件下的是曲線____（填1或2）（2）表示有酶催化時所需的活化能的是字母____，表示無酶催化時所需的活化能是字母_____。（3）表示酶降低反應活化能的是字母_____。2.酶的催化作用實驗試管編號加入物質(zhì)處理現(xiàn)象12mLH2O2溶液不處理基本無氣泡產(chǎn)生290℃水浴加熱有_______氣泡產(chǎn)生3加2滴FeCl3溶液有_______氣泡產(chǎn)生，并使衛(wèi)生香燃燒4加2滴肝臟研磨液有_______氣泡產(chǎn)生，并使衛(wèi)生香猛烈燃燒【例1】下圖中的新鮮土豆片與H2O2接觸后，產(chǎn)生的現(xiàn)象及推測錯誤的是()A．若有氣體大量產(chǎn)生，可推測新鮮土豆片中含有過氧化氫酶B．若增加新鮮土豆片的數(shù)量，量筒中產(chǎn)生氣體的速率可能會加快C．一段時間后氣體量不再增加是因為土豆片的數(shù)量有限D(zhuǎn)．為保證實驗的嚴謹性，需要控制溫度等無關(guān)變量3.酶的反應速率相關(guān)曲線（1）一定量的H2O2溶液，加入適量的酶后，繪制O2的產(chǎn)生量與時間關(guān)系的曲線。分析：隨著時間的進行，H2O2溶液的濃度______，產(chǎn)生的O2速率_______，最后當反應完成時，產(chǎn)生O2的總量_________。變式：如果H2O2溶液的量增加一倍，曲線如何變化？（上圖中直接繪制出）（2）一定量的酶，H2O2溶液充足，繪制H2O2溶液的濃度與反應速率的關(guān)系曲線（3）酶的量增加一倍后，上述兩個曲線如何變化？（直接在上圖中畫出）【例2】將少許的FeCl3和新鮮土豆勻漿分別加入等量過氧化氫溶液中,檢測兩者產(chǎn)生的氣體量。下列有關(guān)該實驗結(jié)果的預測圖(實線為加入二氧化錳產(chǎn)生的氣體量,虛線為加入土豆勻漿產(chǎn)生的氣體量)正確的是()4.酶的本質(zhì)（1）酶的成分：絕大多數(shù)酶是_____，少數(shù)酶是______（2）酶的合成場所：_____________酶發(fā)揮作用的場所：____________（3）酶的作用：______________【例3】下列有關(guān)酶的敘述，不正確的是()A．所有酶都含有C、H、O、N四種元素，是由單體組成的生物大分子B．有些酶和相應的化學試劑作用呈現(xiàn)紫色反應C．活細胞產(chǎn)生酶的場所都是細胞質(zhì)中的核糖體D．催化反應前后酶的性質(zhì)和數(shù)量不變四、課堂檢測（）1.下列關(guān)于生活中各種酶的使用，說法錯誤的是A．加酶洗衣粉中的酶不是從生物體內(nèi)直接提取的B．果膠酶能在一定程度上提高果汁的產(chǎn)量和質(zhì)量C．含酶牙膏的使用可以更好地預防齲齒D．溶菌酶可幫助細胞溶解代謝的廢棄物（）2.下列關(guān)于活化能的敘述，不正確的是A．分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量B．無機催化劑、水浴加熱都可以降低化學反應的活化能C．酶可以降低化學反應的活化能D．同無機催化劑相比，酶降低化學反應活化能的作用效果更顯著（）3.過氧化氫對人類具有致癌危險性，但是我們的人體卻沒有受到過氧化氫的“威脅”，原因是我們?nèi)梭w能產(chǎn)生過氧化氫酶并及時把其分解成水和氧氣。下圖是某興趣小組在過氧化氫酶的最適溫度條件下，探究其他因素對過氧化氫分解的影響的實驗中所繪制的曲線圖。請判斷下列相關(guān)說法中不正確的是()A．圖①所代表的實驗中，自變量是過氧化氫酶和FeCl3B．圖①可以得出的實驗結(jié)論是過氧化氫酶具有高效性C．圖②中限制AB段O2產(chǎn)生速率的因素是H2O2的濃度D．提高溫度能使圖②中C點對應的過氧化氫濃度下的O2產(chǎn)生速率增大4.活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。下圖為酶的作用模型。請據(jù)圖回答下列問題：(1)從圖中可以看出，沒有酶催化時，發(fā)生化學反應需要的活化能________，有酶催化時，發(fā)生化學反應需要的活化能________，a指_______________。因此，酶催化作用的實質(zhì)是___________________________________。(2)酶的化學本質(zhì)是__________________________，酶起作用的部位是_______________。5.在編號為1～4號的4支試管內(nèi)各注入10mL3%的過氧化氫溶液，1號試管作為對照，2號試管內(nèi)迅速放入新鮮豬肝1～2小塊，3號試管內(nèi)放入一枚銹鐵釘，4號試管內(nèi)放入煮熟的豬肝1～2小塊，根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下列問題：(1)立即出現(xiàn)大量氣泡的試管為________號，這種氣體是________，產(chǎn)生大量氣泡的原因是_______________________________________________。(2)4號試管內(nèi)有什么變化？________。理由是___________________。(3)2號和3號試管內(nèi)都能產(chǎn)生氣體，但產(chǎn)生氣體的速度不同，原因是___________。課堂檢測參考答案答案：(1)高低酶所降低的活化能降低化學反應的活化能(2)蛋白質(zhì)或RNA細胞內(nèi)或細胞外答案：(1)2氧氣新鮮豬肝內(nèi)的過氧化氫酶迅速催化過氧化氫分解，產(chǎn)生大量氧氣(2)無變化煮熟的豬肝細胞內(nèi)的過氧化氫酶被破壞，失去了活性(3)酶(或過氧化氫酶)的催化效率更高《第1節(jié)降低化學反應活化能的酶（二）》導學案一、學習目標1.酶的特性。(重、難點)2.酶的實驗設計。(重、難點)二、預習導學（課前完成）【知識一：酶的特性】1.酶具有_________，酶的催化效率是無機催化劑的_____________倍。2.酶具有__________，每一種酶只能催化______或_______化學反應。3.酶的作用條件較________，在__________的溫度和PH條件下，酶的活性最高。______、________或_________，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶________。在_________時，酶的活性_______，空間結(jié)構(gòu)_______，在適宜溫度下酶的活性會________。因此酶制劑適宜在_____條件下保存。4.完成曲線5.植物葉肉細胞中光合作用的酶分布在____________，與呼吸作用有關(guān)的酶分布在_____________________?！局R二：實驗探究】1.淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用（1）實驗原理：①淀粉+淀粉酶→加入______試劑→_______加熱→出現(xiàn)______________現(xiàn)象；②蔗糖+淀粉酶→加入______試劑→_______加熱→不出現(xiàn)______________現(xiàn)象；（2）實驗結(jié)論：淀粉酶具有________性。2.影響酶活性的條件（1）實驗原理：①細胞內(nèi)幾乎所有的化學反應都是由______催化的；②酶的活性可用在一定條件下酶所催化某一化學反應的________表示；③不同消化液的PH不同，唾液的PH為_________、胃液的PH為___________、小腸液的PH為_______________。三、合作研學（當堂完成）1、關(guān)于酶的實驗探究中的選材（1）探究酶具有高效性選擇的底物是_____________，酶是________，檢測結(jié)果的方法是_________________________________。（2）探究酶具有專一性選擇的底物是_____________________，酶是___________，檢測結(jié)果的方法是_______________________。（3）探究PH對酶活性的影響選擇的底物是_______________，酶是___________，檢測結(jié)果的方法是______________________。（4）探究溫度對酶活性的影響選擇的底物是_______________，酶是___________，檢測結(jié)果的方法是______________________。【例1】某同學查閱資料得知，α-淀粉酶的最適溫度是55℃。下表是他為此進行的驗證實驗，但因各組結(jié)果相同而不能達到實驗目的。以下改進措施中可行的是()試管實驗溫度3%淀粉溶液2%α-淀粉酶溶液1min后碘液檢測145℃2mL1mL溶液呈棕黃色255℃2mL1mL溶液呈棕黃色365℃2mL1mL溶液呈棕黃色注：溶液呈棕黃色即表示沒有檢測出淀粉。A．適當增加3%淀粉溶液的體積B．適當提高α-淀粉酶溶液的濃度C．將實驗溫度改為0℃、55℃、100℃D．將檢測試劑碘液改為斐林試劑2.酶的反應速率相關(guān)曲線（1）溫度與PH對酶促反應速率的影響曲線①A點酶促反應較低，提高溫度后反應速率_______（填“能”或“不能”）提高。②B點酶促反應較低，降低溫度后反應速率_______（填“能”或“不能”）提高。③C點酶促反應較低，提高PH后反應速率_______（填“能”或“不能”）提高。④D點酶促反應較低，降低PH后反應速率_______（填“能”或“不能”）提高。（2）底物濃度和酶濃度對酶促反應速率的影響曲線①繪制底物和酶濃度與反應速率關(guān)系的曲線②酶的量增加一倍后，甲曲線如何變化？（直接在上圖中畫出）②底物的濃度增加一倍后，乙曲線如何變化？（直接在上圖中畫出）【例2】下圖為不同條件下同種酶促反應速率的變化曲線，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．影響AB段反應速率的主要因素是底物的濃度B．影響B(tài)C段反應速率的主要限制因素是酶量C．溫度導致酶促反應Ⅰ和Ⅱ的速率不同D．曲線Ⅰ顯示，該酶促反應的最適溫度為37℃四、課堂檢測（）1.紡織工業(yè)上的褪漿工序常用兩種方法:化學法,需用NaOH7～9克/升,在70～80℃條件下作用12小時,褪漿率僅為50%～60%;加酶法,用少量細菌淀粉酶,在適宜溫度時只需5分鐘,褪漿率達100%,這一事實說明A.酶具有多樣性B.酶具有高效性C.酶具有專一性D.酶具有溶解性（）2.加酶洗衣粉的使用說明中一般都有“使用溫水洗滌效果更佳”的提示。該項提示的理論依據(jù)是A.酶的活性受pH影響B(tài).酶具有高效性C.酶的活性受溫度影響D.酶具有專一性（）3.在各小型圓底燒瓶內(nèi)盛等量的H2O2，并向各瓶中迅速加入等量的如圖所示的相應的物質(zhì)，燒瓶口緊包