人教版 (新課標(biāo))必修1《分子與細(xì)胞》第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶二酶的特性2課時(shí)教案設(shè)計(jì)-教案下載-教習(xí)網(wǎng)

第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第一節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第二課時(shí) 酶的特性教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)情境創(chuàng)設(shè)回顧酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，從物質(zhì)本質(zhì)來看它是有機(jī)物，不同于無機(jī)催化劑，但是它們又有共性，就是都具有催化功能，那么它們的功能是不是完全一樣呢？回顧：過氧化氫在不同的條件下的分解。問：過氧化氫（H2O2）在Fe3＋的催化下，可分解成H2O和O2，動(dòng)物新鮮肝臟中含有的過氧化氫酶也能催化這個(gè)反應(yīng)。如果現(xiàn)在我們想弄清楚Fe3＋與過氧化氫酶，哪一種催化劑的催化效率高，那么，我們應(yīng)該如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)？答：要比較Fe3＋和過氧化氫酶的催化效率，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中的其他條件應(yīng)該相同，如兩支試管中過氧化氫溶液的量應(yīng)該相同，Fe3＋和動(dòng)物肝臟也應(yīng)盡可能同時(shí)加入兩支試管中。問：上一節(jié)我們已經(jīng)做過實(shí)驗(yàn)，試管3和試管4的現(xiàn)象有何不同？從這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)憧梢缘贸鍪裁唇Y(jié)論？答：試管4（加了過氧化氫酶）放出的氧氣比試管3（加了無機(jī)催化劑）多了許多，過氧化氫酶的催化能力強(qiáng)）過氧化氫酶的催化效率和Fe3＋相比，要高很多。事實(shí)上，酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的107～1013倍。上述實(shí)驗(yàn)說明了酶的一個(gè)特性——高效性。酶還具有什么特性呢？讓我們繼續(xù)通過實(shí)驗(yàn)來探索。讓學(xué)生根據(jù)自己的選擇的材料來進(jìn)行。學(xué)生思考回答酶的特性問：淀粉和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、果糖、葡萄糖均屬還原性糖。還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，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)？你又怎么能知道淀粉酶催化了糖的水解呢？（可引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)P17實(shí)驗(yàn)）答：設(shè)計(jì)一個(gè)對照實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)過程總結(jié)如下表：淀粉溶液（1號試管）蔗糖溶液（2號試管）實(shí)驗(yàn)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，所以與斐林試劑不能反應(yīng)生成磚紅色沉淀實(shí)驗(yàn)步驟一試管各加入2 mL淀粉溶液試管各加入5 mL蔗糖溶液二加入淀粉酶2滴，振蕩，放在60 ℃的左右，反應(yīng)約5 min三加斐林試劑→振蕩→水浴加熱煮沸實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象藍(lán)色→棕色→磚紅色沉淀無變化結(jié) 論問：哪支試管加入斐林試劑后再加熱會出現(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)了還原性糖。問：裝有蔗糖溶液的試管中有何現(xiàn)象？答：沒有出現(xiàn)磚紅色的沉淀。問：實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是什么？答：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。上述實(shí)驗(yàn)說明了酶具有的又一個(gè)特性——專一性。問：根據(jù)酶的專一性，催化蔗糖的水解，應(yīng)該是哪一種酶？答：蔗糖酶。（用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）從上面進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)我們看出進(jìn)行實(shí)驗(yàn)需要一定的條件，比如淀粉酶要在60 ℃左右最好，那么我們能不能在低于或高于這個(gè)溫度下進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/span>答：在最適溫度下，酶的活性最高，低于或高于最適溫度時(shí)酶的活性都降低。問：能不能設(shè)計(jì)一個(gè)這樣的實(shí)驗(yàn)，來證明溫度會影響酶的活性？答：把淀粉酶放在不同的溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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)生成磚紅色沉淀酶只有在合適的溫度時(shí)候它的催化效率才最大實(shí)驗(yàn)步驟一試管各加入2 mL淀粉溶液二加入淀粉酶2滴，振蕩，加熱至60 ℃左右，反應(yīng)約5 min加入淀粉酶2滴，振蕩，保持20 ℃左右，反應(yīng)約5 min加入淀粉酶2滴，振蕩，加熱至100 ℃左右，反應(yīng)約5 min三加斐林試劑→振蕩→水浴加熱煮沸實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無變化藍(lán)色→棕色→磚紅色沉淀無變化結(jié) 論只有在一定溫度下酶的催化效率最好介紹右圖（P 85圖5－3）圖5－1－1溫度對酶促反應(yīng)速度有很大影響，如圖5－1－1所示，每種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(gè)鐘形的曲線。大部分酶在較高的溫度下（如60 ℃以上）時(shí)，會因?yàn)槊傅姆肿咏Y(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性。根據(jù)這個(gè)道理，我們在使用加酶洗衣粉時(shí)，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，展示圖介紹，科學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，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5－1－2。圖5－1－2問：pH與酶的活性有什么關(guān)系呢？答：在最適的pH下，酶的活性最高。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證不同的pH下，酶的活性不同： 1號試管2號試管3號試管實(shí)驗(yàn)原理過氧化氫酶能使過氧化氫快速分解實(shí)驗(yàn)步驟一試管各加入2 mL體積分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液二pH為2左右pH為7左右pH為12左右三分別加入過氧化氫酶溶液2滴實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（用衛(wèi)生香來檢驗(yàn)）反應(yīng)不劇烈，幾乎無變化復(fù)燃反應(yīng)不劇烈，幾乎無變化結(jié) 論不同的pH下過氧化氫酶的催化效率不同［教師精講］酶的專一性是普遍存在的，生物體內(nèi)有些酶能夠催化某些分子結(jié)構(gòu)相近的礦物質(zhì)，如二肽酶，可以催化任何兩種氨基酸組成的二肽水解。所以，確切地說，酶的專一性是指一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。酶的催化效率的高低與溫度有關(guān)，它影響酶的活性，進(jìn)而影響酶的催化效率。酶的催化效率還與pH等條件有關(guān)。因?yàn)樵谶^酸、過堿的條件下，都會使酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去恬性。旁欄思考題絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫等劇烈條件都會影響到蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，所以酶比較“嬌氣”。酶的特性：高效性：與無機(jī)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）實(shí)驗(yàn)：探究過氧化氫在不同條件下的分解（注意實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及原則）專一性：一種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。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：①酶相同，底物不同。②酶不同，底物相同。探究淀粉酶只能分解淀粉而不能分解蔗糖。（注意此實(shí)驗(yàn)不能用碘液檢驗(yàn)只能用斐林試劑檢驗(yàn)現(xiàn)象）作用條件溫和：酶的催化需要適宜的溫度和PH。不同的酶最適溫度不同。人體內(nèi)的酶最適溫度為37℃，a-淀粉酶最適溫度為60℃。低溫抑制酶的活性，高溫使酶變性失活（空間結(jié)構(gòu)被破壞），溫度恢復(fù)時(shí)酶活性不能恢復(fù)。實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證溫度對酶活性的影響（3組，如果用淀粉溶液和唾液淀粉酶做實(shí)驗(yàn)只能用碘液檢驗(yàn)）探究酶催化所需的最適溫度。需設(shè)置一系列的梯度溫度。（加酶洗衣粉的實(shí)驗(yàn)）不同的酶最適PH不同。唾液淀粉酶為6.8，胃蛋白酶為2，胰蛋白酶為8～9。（腸液為堿性）過酸，過堿使酶變性失活。驗(yàn)證PH對酶活性的影響（3組，如果用淀粉溶液和唾液淀粉酶做實(shí)驗(yàn)只能用斐林試劑檢驗(yàn)）探究酶催化所需的最適溫度。需設(shè)置一系列的梯度PH。（3）影響化學(xué)反應(yīng)速率的其他因素：底物足夠酶的量（濃度）是有限的酶和底物都是有限的教學(xué)反思：第二小節(jié)練習(xí)基礎(chǔ)題1.B。 2.B。3.提示：這個(gè)模型中A代表某類酶，B代表反應(yīng)底物，C和D代表反應(yīng)產(chǎn)物。這個(gè)模型的含義是：酶A與底物B專一性結(jié)合，催化反應(yīng)的發(fā)生，產(chǎn)生了產(chǎn)物C和D。這個(gè)模型揭示了酶的專一性。拓展題1.（1）A點(diǎn)：隨著反應(yīng)底物濃度的增加，反應(yīng)速率加快。B點(diǎn)：反應(yīng)速率在此時(shí)達(dá)到最高。C點(diǎn)：反應(yīng)速率不再隨反應(yīng)底物濃度的增加而升高，維持在相對穩(wěn)定的水平。（2）如果A點(diǎn)時(shí)溫度升高10 ℃，曲線上升的幅度變小。因?yàn)閳D中原曲線表示在最適溫度下催化速率隨底物濃度的變化。溫度高于或低于最適溫度，反應(yīng)速率都會變慢。（3）該曲線表明，B點(diǎn)的反應(yīng)底物的濃度足夠大，是酶的數(shù)量限制了反應(yīng)速率的提高，這時(shí)加入少量的酶，會使反應(yīng)速率加快（圖略）。

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