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1、为隆重中国共产党成立97周年，充分发挥基层党组织战斗堡垒和共产党员的先锋模范作用，在二轻系统营造奋勇争先、创造新业绩的浓厚氛围第五章 细胞的能量供应和利用 5.1 降低化学反应活化能的酶（第1课时）【考纲】1.酶在代谢中的作用 B 2.探究影响酶活性的因素 c 3.ATP在能量代谢中的作用 B 4.叶绿体色素的提取和分离 b 5.光合作用以及对它的认识过程 C 6.影响光合作用速率的环境因素 C 7.细胞呼吸及其原理对应用 B 8.探究酵母细胞的呼吸方式 c【知识网络】【教学过程】1、 降低化学反应活化能的酶 1.酶的本质 酶本质的探索历程 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物其中绝大多数酶是
2、蛋白质（核糖体合成），少数酶是RNA（主要细胞核） 。 实验验证2.酶的作用（1）细胞代谢：细胞中每时每刻进行着的许多化学反应的统称，是细胞生命活动的基础。思考：细胞代谢的主要场所？活细胞都能产生酶吗？为什么？ （2）活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。（3）作用机理：酶能降低化学反应的活化能，缩短到达平衡点的时 间（且酶比无机催化剂降低活化能的作用更显著）（4）实验验证：酶具有催化作用的实验设计思路及结果分析 实验组：底物 + 相应酶液 检测：底物是否被分解 对照组：底物 + 等量蒸馏水 检测：底物不被分解 结果分析：根据底物性质利用相应试剂检测，若底物被分解，则
3、证明酶具有催化作用，反之，不具有催化作用。（5）实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 变量及变量间的关系自变量：加热、氯化铁和肝脏研磨液因变量：H2O2的分解速率（观察的指标：产生气泡的数量及速率或点燃但无火焰的卫生香燃烧的猛烈程度）两者关系：自变量是原因，因变量是结果，二者有因果关系。无关变量：除自变量外，其他对实验结果能造成影响的可能因素，如实验温度、H2O2的浓度、肝脏研磨液的新鲜程度等。额外变量：也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。额外变量对因变量有干扰作用，会造成误差。说明：实验的关键之一是控制无关变量或减少额外变量，以减少误差。无关变量要控制 相同且适宜 。对照实
4、验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。一般要设置对照组和实验组。 实验组：2、3、4；对照组：1设置对照的目的：排除实验中非测试因素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。 结论：酶在细胞代谢中具有催化作用，同时还证明与无机催化剂相比，酶具有高效性的特性（6）意义：由于酶的催化作用，使细胞代谢能在温和条件下快速进行。归纳：酶的本质及生理作用化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体细胞核（真核细胞）来源一般来说，活细胞都能产生酶作用场所细胞内、外或生物体外均可生理功能生物催化作用作用原理降低化学反应的活化能，提高化学反应速率与无机催化剂对比
5、共性：加快反应速率，但不改变化学反应的方向和化学平衡只能催化自然条件下能发生的化学反应；反应前后酶的性质和数量均没有变化。特性：高效性 专一性 需要适宜的条件：常温、常压、适宜PH例1：下列有关酶的研究，按时间先后顺序正确的是斯巴兰札尼证明鸟胃里有化学变化 施旺从胃液中提取出胃蛋白酶 人们认为鸟胃里无化学变化 科学家指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质 科学家认为，酶是活细胞里产生的具有催化作用的有机物，少数酶是RNA A. B. C. D.3.酶的特性（1）高效性：比较过氧化氢在不同条件下的分解原理：2 H2O2 2 H2O + O2比较H2O2在常温、常压、H2O2酶、铁离子等条件下气泡产
6、生的多少（O2产生速率）或卫生香燃烧的剧烈程度，比较二者的催化效率的高低过程试管号1234H2O2液2ml2ml2ml2ml温度常温90常温常温FeCl3溶液2滴肝脏研磨液2滴气泡释放量无很少较多最多卫生香燃烧无变化几乎无变化轻度燃烧猛烈燃烧结果分析H2O2自然分解缓慢加热能促进H2O2分解Fe3+能催化H2O2分解H2O2酶有催化H2O2分解的作用，且效率高结论同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高思考：除用试管3和4对比可说明酶的催化作用具有高效性的方法外，还有什么方法？ （稀释前后的唾液催化效率相差不大的实验来证明）实验注意： A.必须使用新鲜的肝脏研磨液新鲜：若肝脏不
7、新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶分子数量减少且活性降低研磨液：可加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解B.滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液不能合用同一支试管（酶具有高效性，少量的酶带入氯化铁溶液中也会影响实验结果的准确性）C.过氧化氢有一定的腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤例1：为了研究酶的有关特性，取两支洁净试管并编号为A、B，各注入2mL体积分数3%的H2O2溶液；再向A管滴入2滴3.5%FeCl3溶掖，向B管滴入2滴质量分数20%的肝脏研磨液；堵住管口，轻轻振荡；用点燃但无火焰的卫生香检验；观察并记录结果。(1)本实验的主
8、要目的是探索 酶的高效性（ H2O2和Fe3+催化效率的高低） 。(2)如果两支试管的现象均不明显，从实验材料分析，原因可能是 H2O2溶液放置时间过长而分解 。(3)过氧化氢酶也能催化H2O2的分解，产生的O2能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀。为了鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化氢酶，设计了如右图所示实验。参照上图所给信息，回答下列问题。3号试管内加入的物质是 2mL焦性没食子酸溶液、2滴H2O2溶液、2mL马铃薯块茎提取液 。设计2号试管作为对照的具体目的是 排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验结果的影响 。如果2号试管未产生颜色反应，则出现橙红色沉淀的是第 3 号试管。酶高效
9、性曲线： A.催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高B.酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点 C.酶只能催化已存在的化学反应例2：下图中的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有关实验结果绘制的。其中能说明酶具有高效性的是（2）专一性 概念：每一种酶只能催化一种或一类化学反应 原因：酶与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系，只有当酶与匹配 的底物结合时，才启动化学反应的发生 （锁钥学说） 意义：保证细胞代谢有条不紊的进行。 实验：探究酶的专一性方案一：同一种酶催化两种不同的底物（探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用）原理：淀粉、蔗糖是非还原糖，它们水解产生的麦芽
10、糖、葡萄糖和果糖都是还原糖； 用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据有否产生砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性。过程：序号项目试管1试管21注入可溶性淀粉溶液2ml-2注入蔗糖溶液-2ml3注入新鲜的淀粉酶溶液2ml振荡2ml振荡460热水保温5min5min5加斐林试剂2ml振荡2ml振荡6沸水浴加热1min1min7实验结果有砖红色沉淀无砖红色沉淀结论淀粉酶只能催化淀粉的水解，不能催化蔗糖的水解，酶具有专一性 注意：A.60保温的目的是什么？ （保温是提供酶作用需要适宜的温度）B.能否将检测用的试剂由斐林试剂改为碘液？（不能改。若将斐林试剂改为碘
11、液，只能说明淀粉水解，不能说明蔗糖是否已经水解） 方案二：用两种不同的酶催化同一种物质的反应如用淀粉酶、蔗糖酶分别催化淀粉的水解，再用斐林试剂鉴定，根据有无砖红色沉淀生成来判断淀粉的水解是由哪种酶催化的，从而探究酶的专一性。 例3：酶是由活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，生物体内的化学反应，基本上都是在酶的催化下进行的。根据有关操作回答。（注：表中“+”为加入，“”为未加入）实验操作试 管ABCDEF1加入质量分数为1%的可溶性淀粉溶液1 mL+2加入质量分数为2%的蔗糖溶液1 mL+3加入唾液淀粉酶原液1 mL+4加入蔗糖酶溶液1 mL+5加入蒸馏水1 mL+6酶促水解反应摇匀，37
12、水浴中保温10 min7向每个试管中加入斐林试剂2 mL摇匀，沸水浴中加热12 min8观察并记录各试管内的变化（1）本实验的变量是 酶的种类 。（2）制备淀粉溶液时需加热煮沸，但制备好以后必须冷却到室温才能使用，这是防止 温度过高破坏酶的活性 。（3）上述实验中， A、D 号试管能与斐林试剂发生反应生成砖红色沉淀，本实验的结论为 酶具有专一性 。（4）实验过程中，E、F号试管起 对照 作用。如果E、F号试管也出现砖红色沉淀，可能有很多原因，下列分析正确的是（用序号表示） 。 淀粉溶液、蔗糖溶液不纯，混有还原性糖 淀粉溶液、蔗糖溶液放置的时间太长，其中的微生物将部分淀粉、蔗糖分解成还原性糖 试
13、管不干净、上面留有还原性糖 实验操作过程中，胶头滴管混用、错用（5）如果条件所限，只保留两支试管，也能初步得出实验结论，请你写出可能的组合 CD/AB/AC/BD 。（6）本实验中，能否用碘液代替斐林试剂否（能/否），理由是 蔗糖和蔗糖的水解产物均不能与碘液发生显色反应，不能说明蔗糖是否已水解 实验注意： A.实验中所用酶的来源不同，则所需的最适温度也不同，如市售的-淀粉酶的最适温度为50-75；唾液淀粉酶的最适温度为37.B.保证蔗糖的纯度和新鲜程度是实验的关键。如果蔗糖中混有少量的葡萄糖、果糖或蔗糖放置久了，受细菌作用部分分解成单糖，则与斐林试剂共热时能生成砖红色沉淀，而得不到正确的实验结论。C.为确保实验的成功：实验之前应先检验一下蔗糖的纯度；实验用的蔗糖溶液要现配现用。酶专一性曲线 A.在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应B.在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化底物A参加反应【二次备课】【作业布置】
