高一生物必修1学案
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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(1)细胞代谢的概念(2)酶的作用和本质(3)提高学生观察、分析、判断的思维能力。
(4)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。
(5)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(6)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。
(7)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:1.为什么要将肉块放在笼子中?___________________________________________________________________________ 2.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。
一、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:1.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;2.1号试管没有加任何试剂,它起的作用是什么?_____________________。
3.2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_______________________________________。
二、酶的本质关于酶本质的探索:巴斯德之前萨姆纳酶的本质:________________________________________________________________。
记忆节节清: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H 2O 和O 2的是( )A. FeCl 3中的Fe 3+B. FeC l 3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 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 .①②⑤B .②③⑦C .③④⑧D .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,取两支洁净的试管并编号为A 、B ,各注入2mL 体积分数3%的H 2O 2溶液;再向A 管滴入2滴3.5%FeCl 3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,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,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。
1.观察表格中的数据:2. 回顾“比较过氧化氢在不同条件下的分解”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: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>XC.X>Z>Y D.Y>X>Z10. 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、PHC.某些化合物的浓度、压力、PHD.温度、压力、PH11. 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5.2 细胞的能量通货——ATP教学目标:1、知识目标(1)简述ATP 的化学组成和特点。