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1、新新学案高中生物必修 分子与细胞 人教实验版 学 习 札记 第 章 细胞的能量供应和利用 第 节 降降低低化化学学反反应应活活化化能能的的酶酶 课前导学 三维目标 知识与技能 说出细胞代谢离不开酶的原因 概述酶的作用和本质 完成 比较过氧化氢在不同条件下的分解 的实验 通过观察实验现象 体验酶与普通催化剂的区别 阐明酶的特性 完成 影响酶活性的条件 的实验 通过观察实验现 象 体验酶与普通催化剂的区别 过程与方法 通过本节课 让学生进行有关的实验和探索 学会控 制自变量 观察和检测因变量的变化 以及设置对照实验和 重复实验 通过让学生了解酶的发现过程 使学生体会实验在 生物学研究中的作用地位
2、通过讨论酶在生产 生活中的应 用 使学生认识到生物科学技术与社会生产 生活的联系 体 会科学 技术 社会之间相互促进的关系 进而体会研究生命 科学的价值 在实验能力提高的基础上 提高学生运用语言表达 的能力和分享信息 分享实验成果的能力 情感态度与价值观 通过学习生物学家研究酶本质的过程 激励学生学 习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神 通过实验探究影响酶活性的条件 培养学生的探索 创新与合作精神 第 课时 酶的作用和本质 预习探究 一 酶在细胞代谢中的作用 什么叫细胞代谢 什么叫活化能 二 酶的本质 实验 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验原理 溶液中的 是一种无机催化剂 它可以
3、使过氧化氢分解成 和 新鲜的肝脏中含有的 酶与 具有相同的催化作用 但催化效率不同 方法步骤 试管编号 第一步每支试管加入 的 溶液 第二步 热水浴 滴 加 滴 质 量 分 数 为 的 溶液 滴 加 滴 质 量 分 数 为 的 肝 脏 研磨液 续表 试管编号 观察观察气泡冒出情况 并记录 现象 将 点 燃 的 卫 生 香 放 在液面上 原因 没能 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 什么叫酶 思考 能产生激素的细胞一定能产生酶吗 能产生酶的 细胞一定能产生激素吗 三 控制变量与对照实验 什么叫变量 什么自变量 什么叫因变量 什么叫 细胞的
4、能量供应和利用第 章 学 习 札记 无关变量 变量 自变量 因变量 无关变量 什么叫对照实验 实验设计的基本原则 互动课堂 合作探究 探究一 酶的本质 议一议 巴斯德 李比希各从事什么领域的研究 提出问题 巴斯德和李比希的观点各有什么积极意 义 各有什么局限性 请分析一下毕希纳的研究过程 从毕希纳的实验可以 得出什么结论 为什么毕希纳没有确定酶的化学本质 所有的酶都是蛋白质吗 例 下列关于酶的叙述中 不正确的是 酶具有催化能力的蛋白质或 酶是活细胞产生具有催化作用的有机物 食物消化过程需要酶的催化 而细胞内的其他化学 反应不需要酶的催化 绝大多数酶是蛋白质 少数酶是 变式训练 活细胞内合成酶的
5、原料是 脂肪酸 氨基酸 核苷酸 氨基酸或核苷酸 探究二 酶在细胞代谢中的作用 提出问题 是让无机催化剂和酶各自催化一种物质 呢 还是催化同一种物质呢 因变量是什么 观察哪些现象可以得出结论 议一议 讨论教材 讨论中的 个问题 上述实验的 实验组中 哪些因素属于自变量 因变量 哪些是无关变量 通过实验 你可以得出什么结论 加热和 促使过氧化氢分解的原理是什么 与酶 的作用原理一样吗 想一想 为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至 关重要 例 关于活化能 下列说法不正确的是 是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量 加热 加压通常能使反应物分子获得足够的活化能 无机催化剂使反应物分子获得的活化
6、能的总量更多 而加快反应速率 酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更 容易进行 变式训练 关于下图实验的解释正确的是 土豆片 煮过 未煮过 各滴过氧化氢 出现泡沫 未出现泡沫 土豆片 是煮过的 因为过氧化氢只影响碳水化合 物分解成单糖 土豆片 是煮过的 因为在没煮过的土豆片中的酶 对过氧化氢不起作用 土豆片 是没煮过的 因为细胞中含有酶 促使过氧 化氢分解 土豆片 是煮过的 因为酶在高温下会变性失活 新新学案高中生物必修 分子与细胞 人教实验版 学 习 札记 第 课时 酶的特性 预习探究 酶的特性 酶的特性 什么叫酶活性 温度是如何影响酶活性的呢 生物体内酶的最适 都一样吗 请举例回答
7、思考 消化过程中胃会受到伤害吗 互动课堂 合作探究 探究一 酶的特性 质量分数为 的新鲜肝脏 研磨液 滴 质量分数为 的氯化铁溶 液 滴 生物催化剂 过氧化氢酶所含 酶的相对数量 无机催化剂 的相对数量 万 议一议 从表格数据的对比中 同学们可以得出什么 结论呢 细胞代谢过程中的化学反应都是由酶催化的 不仅 反应速率快 而且能有条不紊地进行 这说明酶作为催化剂 不仅具有高效性 还具有专一性 你如何设计实验来验证酶 具有专一性呢 例 在唾液淀粉酶水解淀粉的实验中 将唾液稀释 倍 与用唾液原液的实验效果基本相同 这表明酶具有 专一性 多样性 高效性 稳定性 变式训练 半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖
8、和葡 萄糖 但不能催化麦芽糖分解为葡萄糖 这表明 半乳糖 苷酶的催化作用具有 高效性 专一性 稳定性 多样性 探究二 影响酶活性的条件 议一议 阅读 的探究实验 然后分组讨论完成 实验设计中的 题 动动手 要求学生独立完成下表 表一 探究温度对酶活性的影响 序 号 实验操作 的内容 试管 试管 试管 试管 试管 试管 注入可 溶性淀 注入新 鲜淀粉 放置 温度 保温时 间 混合试管 试管 试管 保温时 间 滴碘液 滴 滴 滴 观察实 验现象 表二 探究 对酶活性的影响 序号实验操作内容试管 试管 试管 注入等量的新鲜淀粉酶溶液 注入等量的 不同 的 溶液 蒸馏水 注入等量的可溶性淀粉溶液 放入
9、 热水中的时间 加入等量斐林试剂并摇匀 放入热 水 中 用 酒 精 灯 加 热 煮 沸 观察实验现象 细胞的能量供应和利用第 章 学 习 札记 想一想 关于 对酶活性影响的实验中 操作时必须 先将酶置于不同环境条件下 加清水 加 溶液 加 溶液 然后再加入反应物 如可溶性淀粉溶液 如果 改变顺序会怎样 提出问题 概括酶的特性 例 下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用的实验 设计及结果 试管编号 的淀粉溶液 的蔗糖溶液 的新鲜淀粉酶溶液 反应温度 斐林试剂 砖红色深浅 注 表示有 表示无 此行 的多少代表 颜色的深浅 根据实验结果 以下结论正确的是 蔗糖被水解成非还原糖 淀粉在淀粉酶的作用下水解成
10、还原糖 淀粉酶活性在 时比 时高 淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性 变式训练 下图纵轴为酶催化的反应速率 横轴为底 物浓度 其中能正确表示酶的浓度增加 倍时 底物浓度和 反应速率关系的是 知识延伸 酶的特性 酶的高效性 实验 设计 实验组 底物 生物催化剂 酶 检测底物分解速率 或产物形成的速率 对照组 底物 无机催化剂 检测底物分解速率 或产 物形成的速率 烅 烄 烆 变量分析 实验中的自变量是催化剂 因变量是底物 分解速率 实例 比较 和过氧化氢酶的催化效率 酶的专一性 实验设计 试管号 底物 的 葡萄 糖溶 液 的 淀粉 溶液 的 淀粉 溶液 的 淀粉 溶液 的 蔗糖 溶液 的 蔗糖 溶液
11、的 蔗糖 溶液 实验 处理 蒸馏 水 蒸馏 水 稀释 的蔗 糖酶 溶液 稀释 的唾 液 蒸馏 水 稀释 的蔗 糖酶 溶液 稀释 的唾 液 反 应 条件 恒温水浴 保温 班 氏 试剂 滴 滴 滴 滴 滴 滴 滴 颜色 砖红 色 蓝色蓝色 砖红 色 蓝色 砖红 色 蓝色 分 析 结论 催化范围 作用条件 变量分析 实验中自变量是不同的底物或不同的酶 液 因变量是底物是否被分解 实例 探究胃蛋白酶对蛋白块和淀粉块的分解作用 探究胃蛋白酶和唾液淀粉酶对蛋白块的分解作用 结论 酶只对特定的底物有催化功能 注意 由于酶具有专一性 而细胞内的化学反应极其繁 多 不同的反应需要不同的酶来催化 这说明酶具有多样
12、性 酶的作用条件较温和 实验设计 试管号 质量分数为 的 淀粉溶液 稀释唾液 实验处理 缓冲 液 为 缓冲 液 为 缓冲 液 为 缓冲液 为 温度条件 恒 温 水 浴 保 温 冰水浴 碘化钾 碘溶液 滴 滴 滴 滴 现象 颜色 蓝色棕黄蓝色蓝色 分析结论温度 对酶作用的影响 变量分析 实验中自变量是 或温度 结论 酶的活性受温度和 的影响 它们均有一个 最适范围 低于或高于此范围 酶的活性都不能达到最佳状 态 甚至丧失活性 例 广东 生产中使用的普通淀粉酶的最适 温度在 之间 而极端耐热淀粉酶在 仍能 新新学案高中生物必修 分子与细胞 人教实验版 学 习 札记 保持较高的活性 因此具有更为广泛
13、的应用前景 某同学正 在设计一个实验以探究温度对两种淀粉酶活性的影响 其中 有些问题需要你的帮助 此实验中除自变量和因变量外 还需要考虑 及 等因素 在此实验中 因变量可以用碘液和斐林试剂检测 两 种试剂各与何种物质反应生色 检测的是底物还是产物 解 析 酶的活性受多方面因素的影响 此实验是探究温 度对两种淀粉酶活性的影响 因此自变量是温度 因变量是 酶活性 其他因素就是无关变量 包括 酶浓度 底物浓 度 产物浓度等等 碘液与淀粉反应呈蓝色 检测的是底 物 淀粉 斐林试剂与还原糖反应呈砖红色沉淀 检测的 是产物 麦芽糖 答案 酶 浓 度 底 物 浓 度 或 产 物 浓 度 碘液与淀粉反应变为蓝
14、色 检测的是底物 斐林试剂与还 原糖反应产生砖红色沉淀 检测的是产物 酶的本质及生理功能 化学本质绝大多数是蛋白质少数是 合成原料氨基酸核糖核苷酸 合成场所核糖体细胞核 真核生物 来源一般来说 活细胞都能产生酶 生理功能 具有生物催化作用 反应前后其本身量和化学性 质不变 作用原理降低化学反应的活化能 作用场所细胞内或细胞外 特性高效性 专一性 例 下列关于酶的叙述 不正确的是 细胞内的酶都是在核糖体上合成的 酶能降低反应的活化能 所有的酶都具有专一性 酶可以在细胞外起催化作用 解 析 酶大多数是蛋白质 但少数是 并非在 核糖体上合成 答案 影响酶促反应的因素 酶促反应受到多种因素的影响 这些
15、因素既包括酶的浓 度等内部因素 也包括温度 等外部因素 温 度 对 酶 促 反 应 的 影 响 每一种酶只能在一定温度范 围内 起 作 用 酶表现最 大 活 性 时的 温 度 叫 最适温度 低 于 最 适温度 随着温度下降 活性也 下降 到一定范围 酶的催化效 率为零 但酶的活性仍保留 再恢 复到最适温度时 酶的催化效率逐步上升 直至最大 当温度 高于最适温度时 随着温度的升高 酶的活性迅速下降 到一 定限度 酶即失去活性 再恢复到最适温度 酶的活性也不再 恢复 如上图所示 对酶促反应的影响 每一 种酶只能在一定的 范围内才表现 活性 超过这个范围 酶就会失去活 性 过酸或过碱都会使酶的分子结
16、 构遭到破坏而失去活性 在一定条 件下 每种酶在某一 时的活力最 大 这个 称为这种酶的最适 如右图所示 酶的浓度对酶促反应的影响 酶浓度对酶促反应的影 响 在底物充足 其他条件固定的 情况下 反应系统中不含有抑制 酶活性的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 如右图所示 底物浓度对酶促反应的 影响 在底物浓度较低时 反应 速率随底物浓度增加而加快 反 底物浓度对酶促反应的影响 应速率与底物浓度近乎成正比 在 底物浓度较高时 底物浓度增加 反 应速率也随之加快 但不显著 当底 物浓度很大且达到一定限度时 反应 速率达到一个最大值 此时即使再增 加底物浓度 反应速率也几乎不再改 变 如右图所示 例 右图表示不同温度下 酵母菌发酵时气体产生量与反应 时间的关系 由图可知 有多种酶参与 最适 是 最适温度是 时酶逐渐失活 时酶逐渐失活 解 析 坐标曲线图中的自变量为反应时间和温度 因变量 为气 体 产 生 量 图 中 没 有 体 现 出 酶 的 种 类 和 最 适 错 在低温条件下 酶的活性受抑制但并未失活 错 在适 宜的时间内 条件下酵母菌产生的气体量最多 说
