2014-2015学年湖南省衡阳县第三中学人教版高中生物必修一学案：5.1 降低化学反应活化能的酶（无答案）

5.1.1 降低化学反应活化能的酶
一、酶的作用和本质
教学目标：
1. 知识目标
细胞代谢的概念
酶的作用和本质
提高学生观察、分析、判断的思维能力。
通过让学生了解酶的发现过程，使学生体会实 ( http: / / www.21cnjy.com )验在生物学研究中的作用和地位；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、生活的关系；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价值。
在实验能力提高的基础上，提高学生运用预言表达的能力和分享信息、分享实验成果的能力。
2. 情感态度与价值观
通过学习生物学家研究酶的本质的过程，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，培养学生的探索精神、创新精神和合作精神。
教学重点：
（1） 比较过氧化氢酶在不同条件下分解速率快慢的实验，并 引导学生得出结论——酶的高效催化作用（酶的作用）。
（2） 酶的本质。
教学难点：
（1） 酶的活化能降低的原理。
（2） 实验中控制变量的科学方法。
教学过程：
情景创设 人不吃饭行吗？食物进入人体内 ( http: / / www.21cnjy.com )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。这些变化过程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：1773年意大利科学家斯帕兰札尼将肉块放在小巧的金属笼子中，然后让鹰吞下，过了一段时间，将笼子取出，肉块不见了。
提出问题：
为什么要将肉块放在笼子中？
___________________________________________________________________________
对肉起消化作用的是什么物质？
____________________________________________________________________________
细胞代谢的概念：_________________________________________________________统称为细胞代谢。对于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，不断地处于自我更新的状态，而这种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。
酶在细胞代谢中的作用
实验： 比较过氧化氢在不同条件下的分解
播放实验过程
实验相关信息：
实验过程中________________________称为变量,其中称为______________________自变量，上述实验中_________________和__________________________都属于自变量，随着自便量的变化而变化的变量称为________________，上述实验中__________________________________就是因变量。出自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为 无关变量。对照实验是指___________________________________________________。
思考：
上述实验分成了1、2、3、4号四支试管，比较其共同条件和不同条件；
1号试管没有加任何试剂，它起的作用是什么？_____________________。
2号和4号试管现象基本相同，能否在生物体中页利用2号的方法解毒？____________________。
讨论回答课本79页1-4题后写出本实验结论：_____________________________________。
活化能： ______________________________________________________________________。
与无机催化剂相比，酶催化效率更高的原因是_______________________________________。
酶的本质
关于酶本质的探索：
酶的本质：________________________________________________________________。
记忆节节清：
一、酶在细胞代谢中的作用
细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
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。
催化剂的作用机理：降低化学反应所需要的活化能。
酶：同无机催化剂相比，酶降低化学反应的活化能作用更显著，因而催化效率更高。
二、酶的本质：
活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数为RNA。
习题巩固：
1.下例关于酶的叙述不正确的是（ ）
A.酶是具有催化能力的蛋白质或RNA
B.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
C.食物的消化过程需要酶催化，而细胞内的其他化学反应不许要酶催化
D.绝大多数的酶是蛋白质，少数酶是RNA
2.酶的基本组成单位是（ ）
A.氨基酸 B.核糖核苷酸 C.葡萄糖 D.A或B
3.不能催化过氧化氢生成H2O和O2的是（ ）
A. FeCl3中的Fe3+ B. FeC l3中的C l—
C.肝脏中的过氧化氢酶 D.马铃薯苗中的过氧化氢酶
4.同一个体的各类活细胞所含酶的（ ）
A. 种类有差异，数量相同 B. 种类有差异，数量不同
C. 种类无差异，数量相同 D. 种类无差异，数量不同
5.下列关于生物体内酶的叙述中正确的是（ ）
①是由分泌功能的细胞产生的 ( http: / / www.21cnjy.com ) ②有的从食物中获得,有的在体内转化而来 ③凡是活细胞都能产生酶 ④绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA ⑤有的酶是蛋白质,有的酶是固醇 ⑥酶在代谢中有多种功能 ⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 ⑧酶只是起催化作用
A．①②⑤ B．②③⑦ C．③④⑧ D．④⑤⑥
6.关于酶的叙述中,正确的是（ ）
A．酶只有在生物体内才能起催化作用 B．酶都有消化作用
C．调节新陈代谢的物质不一定是酶 D．酶都是在核糖体上合成的
7.为了研究酶的有关特性 ( http: / / www.21cnjy.com )，取两支洁净的试管并编号为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)本实验的主要目的是探索
(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 。
(3)过氧化氢酶也能催化H2O2的分解 ( http: / / www.21cnjy.com )，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。
①3号试管内加入的物质是 。
②设计2号试管作为对照的具体目的是 。
③如果2号试管未产生颜色反应，则出现橙红色沉淀的是第 号试管。
知识拓展：
造福人类的酶工程
酶工程是指在盛有酶的容器——酶反应器中 ( http: / / www.21cnjy.com )，利用酶的生物催化作用，生产出人类所需要产品的一门科学技术。作为生物工程重要支柱之一的酶工程，可以说是造福人类，成果喜人。
蔗糖几乎全部是通过加工甘蔗或甜菜得 ( http: / / www.21cnjy.com )到的。但是，甘蔗和甜菜的种植范围有限，因此，蔗糖的产量也受到了影响。能不能利用淀粉来生产类似蔗糖的物质呢？科学家利用a-淀粉酶等多种酶的催化作用，在酶反应器中将淀粉转化成和蔗糖具有同样甜度的高果糖浆（果糖含量高达70%-90%的糖浆）。现在，一些发达国家高果糖浆的年产量已经达到几百万吨，高果糖浆在许多饮料制造中已经逐渐替代了蔗糖。
胰岛素是胰脏中胰岛细胞分泌的一种激素，是 ( http: / / www.21cnjy.com )由两条肽链组成的一种蛋白质：一条由21个氨基酸组成，称为A链；另一条由30个氨基酸组成，称为B链。胰岛素是治疗糖尿病的一种常用药物。由于糖尿病患者很多，胰岛素的需要量很大，所以许多糖尿病患者使用的曾是猪的胰岛素。但是，猪胰岛素与人胰岛素在化学结构上有一处差别：猪胰岛素B链上最后一个氨基酸是丙氨酸，人胰岛素B链上一个氨基酸是苏氨酸。因此，用猪胰岛素治疗人的糖尿病，容易使一些患者产生不良反应。近些年来，科学家们采用酶工程的方法，利用专一性极高的酶，切下并移去猪胰岛素B链上的那个丙氨酸，然后接上一个苏氨酸。这样，猪的胰岛素就魔术般地变成人的胰岛素了。
现在，科学家们正在研究如何修饰酶的化 ( http: / / www.21cnjy.com )学结果，以便改善酶的性能；利用基因工程大量地生产酶，甚至设计酶的基因，以便人工合成出自然界中没有的酶来。
5.1.2 酶的特性
教学目标：
1、知识目标
（1）理解酶在细胞代谢中的特性；
（2）理解影响酶活性的条件；
2、能力目标：
（1）通过观察演示实验，掌握酶的高效性、专一性；
（2）通过观察演示实验，掌握酶的活性受温度、PH值的影响；
3、情感目标：
通过观察演示实验，感受科学的严谨性。
教学重点：
酶的特性；
教学难点：
酶的作用条件。
教学过程：
一、回顾知识
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA等。
二、以“本节聚焦”发问，引起学生的思考和注意。
1. 酶有哪些特性？
2. 酶的活性受哪些条件的影响？
三、讲述——酶催化作用的特点
生物体内的各种化学反应，几乎都是由酶催 ( http: / / www.21cnjy.com )化的。酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做底物。经反应生成的物质叫做产物。酶作为生物催化剂，与一般催化剂有相同之处，也有其自身的特点。
观察表格中的数据：
质量分数20％的新鲜肝脏研磨液1滴 质量分数为3.5％的氯化铁溶液1滴
过氧化氢酶所含酶的相对数量：1 Fe3＋的相对数量：25万
2. 回顾“比较过氧化氢在不同 ( http: / / www.21cnjy.com )条件下的分解”的实验结论：氯化铁中的Fe3＋和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢的分解速率，但是过氧化氢酶比Fe3＋的催化效率高得多。
结论：
酶具有___________________。
3. 举例：淀粉酶只能催化淀粉分解，而不能催化蛋白质分解。
结论：
酶具有___________________。
四、演示实验——酶的作用条件较温和
许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应。酶起催化作用需要怎样的条件呢？
1．探究不同温度对酶活性的影响（演示实验）。
结果分析: 。
2．探究不同PH值对酶活性的影响（演示实验）。
结果分析: 。
记忆节节清：
酶的特性
高效性：如酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍，这说明酶的高效性
专一性：每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的反应，如淀粉酶只能催化分解淀粉。
需要适宜的条件：高温、低温及 ( http: / / www.21cnjy.com )强酸强碱都影响酶的活性，高温、强酸、强碱破坏酶的结构，低温显著降低酶的活性，但能使酶的空间结构保持稳定，所以酶制剂适于在低温（0~4℃）保存。
习题巩固：
1. 加酶洗衣粉不能用沸水溶解，这说明了酶的作用（ ）
A．适用低温下催化 B．具有高效性
C．需适宜的温度 D．具有专一性
2. 人的血液中碳酸酐酶的1个分子，每分钟可催化1900万个碳酸分子，这说明酶具有（ ）
A．多样性 B．专一性
C．可控性 D．高效性
3. 下列有关酶的叙述正确的是（ ）
A．都是活细胞产生的，在细胞内起作用
B．酶的产生受遗传物质控制，也可从食物中获取
C．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质
D．酶在催化过程中不断被消耗
4. 下列说法正确的是（ ）
A．酶就是蛋白质
B．由于酶比无机催化剂具有更高的催化速率，所以反应前后本身的数量也减少的多
C．酶的活性与PH、温度等因素有关
D．酶不能脱离生物体起作用
5. 催化脂肪酶水解的酶是（ ）
A．肽酶 B．蛋白酶
C．脂肪酶 D．淀粉酶
6. 唾液淀粉酶进入胃后就失去其催化作用，主要原因是（ ）
A．酸碱度不适宜
B．胃蛋白酶抑制了唾液淀粉酶的作用
C．胃中没有淀粉
D．唾液淀粉酶被分解
7. 研究表明：一分子过氧化氢酶能在1 ( http: / / www.21cnjy.com )分钟内是5×105个过氧化氢分子分解成氧和水，相当于Fe3+催化速度的109倍，但是对糖的水解却不起作用，这个事实说明酶分别具有（ ）
A．多样性，稳定性 B．高效性，多样性
C．高效性，专一性 D．高效性，稳定性
8. 下图中，横轴均表示酶的反应条件，纵轴为酶促反应速度，能正确反映温度和PH值与酶促反应速度的关系是（ ）
A．甲和丙 B．甲和乙
C．都是丙 D．都是丁
甲 乙
丙 丁
9. 10℃（X）、40℃（Y）、80℃（Z）条件下，人唾液淀粉酶的活性是（ ）
A．X＞Y＞Z B．Z＞Y＞X
C．X＞Z＞Y D．Y＞X＞Z
10. 以下四组是影响酶活力的主要因素，正确的是（ ）
A．某些化合物的浓度、PH、温度
B．光照、温度、PH
C．某些化合物的浓度、压力、PH
D．温度、压力、PH
11. 分别用0℃和100℃的温度处理淀粉酶后，酶都没有活性，但（ ）
A．经过0℃处理的酶的活性能够恢复
B．经过0℃处理的酶空间结构遭到破坏
C．经过100℃处理的酶的活性能够恢复
D．经过100℃处理的酶被水解成了氨基酸
12. 能正确说明酶不同于一般催化剂的催化特性之一的是（ ）
A．酶都是蛋白质
B．酶是活细胞产生的，只能在生物体内发挥催化作用
C．酶的活性随着温度升高而不断提高
D．每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应
巴斯德之前
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
李比希
巴斯德
毕希纳
萨姆纳