高中生物人教版 (新課標)必修1《分子與細胞》第五章細胞的能量供應和利用第1節(jié) 降低化學反應活化能的酶一酶的作用和本質(zhì)教案-教案下載-教習網(wǎng)

第五章第1節(jié) 降低化學反應活化能的酶 ●三維目標 1.知識與技能（1）細胞代謝的概念。（2）酶的作用和本質(zhì)。（3）酶的特性。（4）提高學生觀察、分析、判斷的思維能力，提高學生的實驗操作能力。2.過程與方法（1）通過本節(jié)課教學，讓學生進行有關(guān)的實驗和探索，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設(shè)置對照組和重復實驗。（2）通過讓學生了解酶的發(fā)現(xiàn)過程，使學生體會實驗在生物學研究中的作用地位；通過討論酶在生產(chǎn)、生活中的應用，使學生認識到生物科學技術(shù)與社會生產(chǎn)、生活的關(guān)系；體會科學、技術(shù)、社會之間相互促進的關(guān)系，進而體會研究生命科學價值。（3）在實驗能力提高的基礎(chǔ)上，提高學生運用語言表達的能力和分享信息、分享實驗成果的能力。3.情感態(tài)度與價值觀（1）通過學習生物學家研究酶的本質(zhì)的過程，激勵學生學習科學家實事求是的科學態(tài)度和勇于探索的科學精神。（2）通過實驗探究影響酶活性的條件，培養(yǎng)學生的探索精神、創(chuàng)新精神和合作精神。●教學重點 1.比較過氧化氫酶在不同條件下分解速率快慢的實驗，并引導學生得出結(jié)論——酶的高效催化作用（酶的作用）。2.酶的本質(zhì)。3.酶的特性。●教學難點 1.酶的活化能降低的原理。2.實驗中控制變量的科學方法。●教具準備酶活性受溫度、pH影響的示意圖。●課時安排建議課時：3課時第三課時酶的特性●教學過程［課前準備］教師準備有關(guān)實驗的器材和材料（根據(jù)學生的設(shè)計來提供）。學生預習探究——影響酶活性的條件，以小組為單位設(shè)計自己所選做的實驗。［情境創(chuàng)設(shè)］酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，從物質(zhì)本質(zhì)來看它是有機物，不同于無機催化劑，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？［師生互動］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，動物新鮮肝臟中含有的過氧化氫酶也能催化這個反應。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，我們應該如何設(shè)計這個實驗？答：要比較Fe3＋和過氧化氫酶的催化效率，設(shè)計實驗中的其他條件應該相同，如兩支試管中過氧化氫溶液的量應該相同，Fe3＋和動物肝臟也應盡可能同時加入兩支試管中。問：上一節(jié)我們已經(jīng)做過實驗，試管3和試管4的現(xiàn)象有何不同？從這個實驗你可以得出什么結(jié)論？答：試管4（加了過氧化氫酶）放出的氧氣比試管3（加了無機催化劑）多了許多，過氧化氫酶的催化能力強）過氧化氫酶的催化效率和Fe3＋相比，要高很多。事實上，酶的催化效率一般是無機催化劑的107～1013倍。上述實驗說明了酶的一個特性——高效性。酶還具有什么特性呢？讓我們繼續(xù)通過實驗來探索。讓學生根據(jù)自己的選擇的材料來進行。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，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，應該如何設(shè)計這個實驗？你又怎么能知道淀粉酶催化了糖的水解呢？（可引導學生復習P17實驗）答：設(shè)計一個對照實驗，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 ℃）。實驗過程總結(jié)如下表：淀粉溶液（1號試管）蔗糖溶液（2號試管）實驗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生成磚紅色沉淀實驗步驟一試管各加入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，反應約5 min三加斐林試劑→振蕩→水浴加熱煮沸實驗現(xiàn)象藍色→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：實驗得出的結(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。上述實驗說明了酶具有的又一個特性——專一性。問：根據(jù)酶的專一性，催化蔗糖的水解，應該是哪一種酶？答：蔗糖酶。（用實驗來驗證上述實驗現(xiàn)象）從上面進行的實驗我們看出進行實驗需要一定的條件，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溫度下進行這個實驗呢？答：在最適溫度下，酶的活性最高，低于或高于最適溫度時酶的活性都降低。問：能不能設(shè)計一個這樣的實驗，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行實驗。設(shè)計實驗如下表：淀粉溶液（1號試管）淀粉溶液（2號試管）淀粉溶液（3號試管）實驗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生成磚紅色沉淀酶只有在合適的溫度時候它的催化效率才最大實驗步驟一試管各加入2 mL淀粉溶液二加入淀粉酶2滴，振蕩，加熱至60 ℃左右，反應約5 min加入淀粉酶2滴，振蕩，保持20 ℃左右，反應約5 min加入淀粉酶2滴，振蕩，加熱至100 ℃左右，反應約5 min三加斐林試劑→振蕩→水浴加熱煮沸實驗現(xiàn)象無變化藍色→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)，反應速度都比較低，所以我們看到的是一個鐘形的曲線。大部分酶在較高的溫度下（如60 ℃以上）時，會因為酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性。根據(jù)這個道理，我們在使用加酶洗衣粉時，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，科學實驗證實，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)計實驗來驗證不同的pH下，酶的活性不同： 1號試管2號試管3號試管實驗原理過氧化氫酶能使過氧化氫快速分解實驗步驟一試管各加入2 mL體積分數(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滴實驗現(xiàn)象（用衛(wèi)生香來檢驗）反應不劇烈，幾乎無變化復燃反應不劇烈，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反應。酶的催化效率的高低與溫度有關(guān)，它影響酶的活性，進而影響酶的催化效率。酶的催化效率還與pH等條件有關(guān)。因為在過酸、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。生物催化劑——酶和無機催化劑相比，具有高效性、專一性，并且需要適宜的條件。［評價反饋］1.人在發(fā)高燒時，常常食欲大減，最根本的原因是A.所吃食物不能消化B.胃沒有排空C.體溫超過合適溫度，消化酶的活性下降D.吃藥使人沒有了胃口2.胃蛋白酶在進入小腸后就幾乎沒有了催化作用，主要原因是A.pH不適合B.胃中已經(jīng)起了消化作用，不能再起作用了C.被小腸中的物質(zhì)包裹起來，所以起不到催化作用D.小腸中沒有蛋白質(zhì)可被消化3.蘋果削皮之后，不馬上吃掉會變色，但是放在鹽水中泡一下，卻不會變色，試解釋為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？答案：1.C 2.A 削皮后，水果里的酶和水果的物質(zhì)充分接觸，把水果的有機物轉(zhuǎn)變成了褐色的物質(zhì)。放入鹽水中泡一下，使水果中的酶變性，失去了作用，就不會生成褐色的物質(zhì)了。［課堂小結(jié)］酶在細胞中的生理活動過程中的作用是無可代替的，它在催化過程中高效性、專一性和作用條件溫和的特點對生物有何重要意義呢？高效性保證細胞中的化學反應快速進行，專一性使細胞代謝有條不紊地進行，作用條件的溫和符合生物體存在的基本環(huán)境。［布置作業(yè)］P86一、基礎(chǔ)題1、2、3，二、拓展題1。［課后拓展］酶和一般的催化劑相比，有共同點也有不同點。共同點：（1）都能加快反應進行；（2）只能催化熱力學上允許進行的反應，而不能使本來不能進行的反應進行；（3）只能加快反應達到平衡，不能改變達到平衡時反應物和生成物的濃度。不同點：酶的特點就是它的高效性和專一性，而且作用的條件比較溫和。[教后反思]

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