2019-2020年高中生物 第五章第1節(jié) 降低化學反應活化能的酶學案1 新人教版必修1.doc

2019-2020年高中生物 第五章第1節(jié) 降低化學反應活化能的酶學案1 新人教版必修1教學目標：1說明酶在細胞代謝中的作用、本質(zhì)和特性。2通過閱讀分析“關于酶本質(zhì)的探索”的資料，認同科學是在不斷的探索和爭論中前進的。3進行有關的實驗和探究，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設置對照組和重復實驗。4簡述ATP的化學組成和特點。5寫出ATP的分子簡式。6解釋ATP在能量代謝中的作用。教學重點和難點：學習重點：1、酶的作用、本質(zhì)和特性2、ATP化學組成的特點及其在能量代謝中的作用。3、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。學習難點：1酶降低化學反應活化能的原理 2控制變量的科學方法溫故知新：如圖是某物質(zhì)通過細胞膜示意圖，請回答：(1)這種物質(zhì)的運輸方式是 ，因為 。(2)A代表 ，B代表 。 (3)一般情況下，細胞中A物質(zhì)的濃度比外界溶液中A物質(zhì)的濃度 。自主學習與要點講解：一、斯帕蘭札尼對鷹的消化作用的研究根據(jù)問題探討中斯帕蘭札尼實驗的內(nèi)容，思考以下問題：1、為何要將肉塊放在籠子里？2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3、在實驗室里能否也讓肉分解？如果可以，需要怎樣的條件？二、酶的作用和本質(zhì)（一）、酶的作用：實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗目的通過比較H2O2在不同條件下分解的速率，了解過氧化氫酶的作用和意義實驗原理方法步驟試管編號1234H2O2溶液2mL2mL2mL2mL單一變量實驗現(xiàn)象（氣泡多少）1、本實驗中自變量是_，因變量是_，無關變量有_。2本實驗的對照組是_號試管，實驗組是_號試管。問題：1.加熱、無機催化劑、酶都可以加快化學反應速度，原理各是什么？（二）、酶的本質(zhì)通過課本81頁的資料分析，得出酶的本質(zhì)：酶是活細胞中產(chǎn)生的具有_作用的_，絕大多數(shù)是_，少數(shù)是RNA。三、酶的特性質(zhì)量分數(shù)20的新鮮肝臟研磨液1滴質(zhì)量分數(shù)為3.5的氯化鐵溶液1滴過氧化氫酶所含酶的相對數(shù)量：1Fe3的相對數(shù)量：25萬1.結合“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗結論和右側表格中的數(shù)據(jù)分析，酶具有_。2.淀粉酶只能催化淀粉分解，而不能催化蛋白質(zhì)分解.說明酶具有_3探究不同溫度對酶活性的影響（課本83頁）。實驗原理：_材料器具：_實驗步驟：（1）_ （2）_ （3）_ （4）_ 結果預測與分析:問題：1、唾液淀粉酶隨食物進入胃內(nèi)，能否繼續(xù)將淀粉分解為麥芽糖？其原因是什么？2、胃蛋白酶進入小腸后還能起作用嗎？例1.下表是為了認識酶作用的特性，以20%的過氧化氫溶液為反應底物的一組實驗方法步 驟方法觀察結果1常溫下自然分解氧氣泡少而小2常溫下加鐵離子氧氣泡稍多而小3常溫下加入鮮肝提取液氧氣泡極多而大4加入煮沸后冷卻的鮮肝提取液同自然分解一樣及結果，通過分析實驗不能得出的結論是 A.酶的催化效率有高效性 B.酶的催化條件有溫和性C.酶的催化對象有專一性 D.高溫會使酶失去活性例2.下列關于生物體內(nèi)酶的敘述中正確的是 ( )是由分泌功能的細胞產(chǎn)生的 有的從食物中獲得,有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來 凡是活細胞都能產(chǎn)生酶 絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA 有的酶是蛋白質(zhì),有的酶是固醇 酶在代謝中有多種功能 在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)控作用 酶只是起催化作用A B C D例3.在測定胃蛋白酶活性時，將溶液pH由10降到2的過程中，胃蛋白酶的活性將 （ ）A不斷上升 B沒有變化 C先升后降 D先降后升例4.人在發(fā)高燒時曾常常不思飲食，其根本原因是( )A.消化道內(nèi)食物尚未消化 B.發(fā)燒使胃腸蠕動減弱C.體內(nèi)的食物殘渣排出受阻 D.高燒使酶的活性減弱例5.下列有關酶的研究，按時間先后順序，正確的是（ ）。斯巴蘭札尼證明鳥胃里有化學變化 施旺從胃液中提取出胃蛋白酶 人們認為鳥胃里無化學變化 科學家指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì) 科學家認為，酶是活細胞里產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，少數(shù)酶是RNAA B C D例6.為了研究酶的有關特性，取兩支潔凈的試管并編號為A、B，各注入2mL體積分數(shù)3的H2O2溶液；再向A管滴入2滴3.5FeCl3溶掖，向B管滴入2滴質(zhì)量分數(shù)20的肝臟研磨液；堵住管口，輕輕振蕩；用點燃但無火焰的衛(wèi)生香檢驗；觀察并記錄結果。(1)本實驗的主要目的是探索 (2)如果兩支試管的現(xiàn)象均不明顯，從實驗材料分析，原因可能是 。 (3)過氧化氫酶也能催化H2O2的分解，產(chǎn)生的O2能使溶于水的無色焦性沒食子酸氧化生成橙紅色沉淀。為了鑒定馬鈴薯塊莖是否含有過氧化氫酶，設計了如右圖所示實驗。參照上圖所給信息，回答下列問題。3號試管內(nèi)加入的物質(zhì)是 。設計2號試管作為對照的具體目的是 。如果2號試管未產(chǎn)生顏色反應，則出現(xiàn)橙紅色沉淀的是第 號試管。四、 ATP的生理功能：生物體所需能量的直接來源。思考：生物體所需能量的最終來源、主要能源物質(zhì)分別是什么？五、ATP的分子簡式1A、T、P分別代表的含義是什么？2、代表的含義是什么？1mol ATP分子儲存的能量是多少？六、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化ATP酶能量1Pi4231請寫出ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化關系式。2.下圖為ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化的示意圖，回答問題：（1）寫出圖中標號名稱：1_；2_； 3_； 4_。（2）當反應從下向上進行時，能量是從哪里來的？_。這些能量有什么作用？_。（3）當反應從上向下進行時，能量是從哪里來的？_。這些能量有什么作用？_。3ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化關系式能看作是可逆反應嗎？為什么？4植物體、動物體細胞內(nèi)，ATP的形成場所分別有哪些？5ATP在細胞內(nèi)能大量貯存嗎？七、ATP的利用：為什么把ATP比喻成細胞內(nèi)流通的能量“通貨”？例7.對“ATP ADPPi能量”的敘述中，正確的一項是（ ）。A反應向左進行和向右進行時所需要的酶都是一樣的B反應向右進行時釋放能量，向左進行時貯存能量C整個反應是一個動態(tài)平衡的過程D植物細胞和動物細胞發(fā)生這個反應的生理過程一樣例8.對人體細胞內(nèi)關于ATP的描述，正確的是（ ）AATP主要在線粒體生成 B.它含有三個高能磷酸鍵C是生物的主要能源物質(zhì) D.細胞內(nèi)儲有大量的ATP，以供生理活動需要例9.下列物質(zhì)水解后所釋放出的能量可直接用于肌肉收縮的是A、肝糖元 B肌糖元 C葡萄糖 D三磷酸腺苷例10.ATP之所以能作為能量的直接來源，是因為（ ）。AATP在細胞內(nèi)含量較多 BATP中高能磷酸鍵儲存能量多且很不穩(wěn)定CATP中高能磷酸鍵很穩(wěn)定 DATP是細胞內(nèi)唯一的可以釋放能量的化合物例11.綠色植物細胞的下列結構和部位中，不能產(chǎn)生ATP的是（ ）。A葉綠體 B線粒體 C核糖體 D細胞質(zhì)基質(zhì)拓展延伸：1、除下列哪種因素外，都可破壞酶的分子結構，從而使酶失去活性 （ ）A強堿 B強酸C高溫 D低溫2在過氧化氫酶和Fe3+的催化效率的實驗中，把肝臟制成研磨液的目的是 （ ） A有利于氧化氫酶的釋放 B保護過氧化氫酶C提高過氧化氫酶的活性D以上說法都不對3能使胰淀粉酶水解的酶是 （ ）A淀粉酶 B脂肪酶 C蛋白酶 D肽酶4對細胞來說，能量的獲得和利用都必須通過 （ ）A化學反應 B細胞代謝 C細胞活動 D細胞氧化5生物催化劑與無機催化劑都具有的特點是 （ ）A高效性 B專一性 C需要適宜溫度和pH D能促進化學反應進行6圖5-1實驗裝置用于研究溫度對凝乳酶催化乳汁凝固的影響。先將酶和乳汁分別放入兩支試管，然后將兩支試管放入同一水?。囟扔肨表示）中持續(xù)15min，再將酶和乳汁倒入同一試管中混合，保溫并記錄凝乳所需要的時間。通過多次實驗，并記錄不同溫度下凝乳所需要的時間，結果如下表：裝置ABCDEF水浴溫度（T）102030405060凝乳時間（min）不凝固7.41.54不凝固據(jù)此實驗，回答：酶和乳汁分別水浴加熱到一定溫度后再混合加熱，其原因是（ ）A確保實驗是在設計的溫度下進行B進行對照C確保反應物的體積相等D縮短實驗時間7、ATP在細胞中能夠釋放能量和儲存能量，從其化學結構看原因是腺苷很容易吸收能量和儲存能量第三個高能磷酸鍵很容易斷裂和再形成第三個磷酸基團很容易從ATP上脫離（即第二個高能磷酸鍵斷裂），使ATP轉(zhuǎn)變成ADP，同時釋放能量ADP可以在酶的作用下迅速與一分子磷酸結合，吸收能量形成第二個高能磷酸鍵，使ADP轉(zhuǎn)變成ATPA. B. C. D.8、下列過程能使ADP含量增加的是（ ） A、消化道內(nèi)蛋白質(zhì)的消化 B、線粒體內(nèi)的H與02結合 C、血紅蛋白變?yōu)檠鹾涎t蛋白過程 D、細胞分裂時紡錘絲的收縮9下表是有關酶的實驗，據(jù)表填寫有關的內(nèi)容：試管編號加入物質(zhì)量(mL)溫度試劑現(xiàn)象1淀粉糊、清水各237碘 液變藍2淀粉糊、唾液各20碘 液變藍3淀粉糊、唾液各237碘 液不變藍4淀粉糊、煮沸過的唾液各237碘 液變藍5淀粉糊、加有2-3滴2%鹽酸的唾液各237碘 液變藍6蛋白質(zhì)、唾液各237碘 液無變化（1）實驗結果分析：1號試管_。 2號試管_。3號試管_。 4號試管_。5號試管_。 6號試管_。（2）從上述實驗可以得知，酶的催化作用具有_特點，另外酶的活性還受_、_的影響。10新采摘的玉米果穗具有甜味，但放一段時間后甜味便降低，如果采摘后放在沸水中浸泡一段時間后再保存，甜味要保留較長一段時間。請回答：（1）放一段時間后甜味降低的原因是_。（2）沸水浸泡一段時間后再保存，甜味可保留較長時間的原因是_。（3）通過上述實驗，可證明_。11取甲、乙兩支潔凈的試管，分別加入3毫升糨糊，然后，在甲試管內(nèi)加入2毫升新鮮的小麥淀粉酶濾液，在乙試管加入2毫升清水。振蕩兩試管，將其浸浴在35左右的溫水中，5分鐘后同時取出兩試管，冷卻后，用本尼迪克試劑（遇可溶性還原糖有顯色反應）檢驗方法進行檢驗。請回答： （1）兩試管的現(xiàn)象是：甲_；乙_。（2）試分析，在pH值相同的情況下，酶促反應所需時間主要與哪些因素有關？_。_。_。（3）乙試管在實驗中起_作用，甲、乙兩試管內(nèi)對應各物質(zhì)的量要求相同的目的是_。（4）若要觀察高溫對酶活性的影響，可另設計試管丙，丙試管內(nèi)的成分應和_試管的相同，并將此試管放入_水浴中，此試管內(nèi)最后的顏色變化是_。（5）若要驗證酶的專一性，可另設計試管丁和甲對照，丁試管應先后加入_（選擇填空）；若要驗證pH值對酶活性的影響，可另設計試管戊與甲對照，則戊試管先后加入物質(zhì)的順序是DBEF，該操作順序是否合理？_為什么？_。A少許的蛋白清 B小麥淀粉酶濾液C適量的濃硝酸（可與蛋白質(zhì)產(chǎn)生黃色反應以檢驗蛋白質(zhì)的存在與否；酶的含量極少，其顏色反應可忽略） D3毫升糨糊 E適量的NaOH或HClF用本尼迪克試劑檢驗方法進行檢驗12、下圖是人和動物體內(nèi)能量的釋放、轉(zhuǎn)移和利用的文字圖解。請據(jù)圖分析回答：肌肉收縮神經(jīng)傳導和生物電合成代謝吸收和分泌可轉(zhuǎn)移的能量熱能（散失）CO2+H2O能源物質(zhì)ATPADP+Pi （1）人和動物在新陳代謝方面不同于植物的一個顯著特點是 。 （2）幾種能源物質(zhì)共同的化學元素有 。 （3）在自然界能直接利用無機物合成能源物質(zhì)的生物，在生態(tài)系統(tǒng)中的成分是 。 （4）進行過程的實質(zhì)是 ，進行的主要場所是 。 （5）以熱能形式散失的能量，并不都是能量的浪費。舉一例說明人體以熱能形式散失的能量對維持人體生理活動的重要作用 。 （6）進行過程，為生命活動直接提供能量的反應式是 。13將螢火蟲尾部的發(fā)光器割下，其中含有熒光素，取等量分別放入甲、乙兩試管中，加少量水混合，又看到淡黃色熒光，過一段時間后，熒光消失。之后在甲試管中放2ml某溶液，乙試管中放入2ml葡萄糖溶液，結果甲試管發(fā)光了。請問：（1）甲試管中放入的某溶液是 溶液，這說明熒光是 能轉(zhuǎn)化而成的。（2）熒光素發(fā)光是由于某溶液中物質(zhì)發(fā)生了 反應，其表示式為 （3）設定乙試管的目的是 ，由此證明某物質(zhì)是 。編號：16答案溫故知新：(1)主動運輸 需消耗能量 (2)小分子或離子 載體 (3)大 自主學習與要點講解：例1-例5 CCBDB例6：(1)酶的高效性（過氧化氫酶和Fe3+催化效率的高低)(2)H2O2 溶液放置時間過長而分解(3) 2mL焦性沒食子酸溶液，2滴H2O2溶液，2mL馬鈴薯塊莖提取液 排除馬鈴薯塊莖提取液中的其他物質(zhì)對實驗結果的影響 3例7-例11 BADBC1-8DACBDACD9、（1）1號試管變成藍色、2號試管變成藍色、3號試管不變藍、4號試管變藍、5號試管變藍、6號試管無變化。（2）專一性；溫度；酸堿度。10（1）可溶性糖分解；（2）高溫使水解可溶性糖的酶失去活性；（3）酶的催化作用受到溫度的影響，高溫可使酶失去生理活性。11（1）甲試管有顯色反應；乙試管無顯色反應（2）糨糊量小麥淀粉酶濾液量水浴的溫度（3）對照；為了排除各項量的不同對結果的影響，便于結果分析（4）甲；沸；無顯色反應（5）ABC；不合理；因為加入小麥淀粉酶可能會與淀粉發(fā)生作用，從而影響實驗結果。12、（1）人和動物必須直接或間接地以綠色植物為食。（2）C、H、O（3）生產(chǎn)者。（4）分解有機物，釋放能量 線粒體。（5）維持體溫恒定。（6）13、（1）ATP化學（2）水解 （3）對照生命活動的直接能源答案和提示（一）問題探討1.這個實驗要解決的問題是：鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學性消化？2.是胃內(nèi)的化學物質(zhì)將肉塊分解了。3.提示：收集胃內(nèi)的化學物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。（二）實驗1.2號試管放出的氣泡多。這一現(xiàn)象說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。2.不能。3.說明FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。4.4號試管的反應速率比3號試管快得多。說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。細胞內(nèi)每時每刻都在進行著成千上萬種化學反應，這些化學反應需要在常溫、常壓下高效率地進行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對于細胞內(nèi)化學反應的順利進行至關重要。（三）資料分析1.巴斯德認為發(fā)酵與活細胞有關是合理的，但是認為發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質(zhì)在起作用是不正確的；李比希認為引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)是合理的，但是認為這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確的。2.提示：巴斯德是微生物學家，特別強調(diào)生物體或細胞的作用；李比希是化學家，傾向于從化學的角度考慮問題。他們的爭論促使后人把對酶的研究的目標集中在他們爭論的焦點上，使科學研究更加有的放矢。3.畢希納的實驗說明，酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣。4.薩姆納歷時9年用正確的科學方法，堅持不懈、百折不撓的科學精神，將酶提純出來。成功屬于不畏艱苦的人。（四）旁欄思考題絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，強酸、強堿、高溫等劇烈條件都會影響到蛋白質(zhì)的結構，所以酶比較“嬌氣”。（五）第一小節(jié)練習基礎題1.巴斯德：發(fā)酵與活細胞有關，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質(zhì)在起作用。李比希：引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，但是這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。畢希納：酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣。薩姆納：酶是蛋白質(zhì)。2.提示：（1）細胞內(nèi)每時每刻都在進行著成千上萬種化學反應，這些化學反應需要高效率地進行，酶的催化效率比無機催化劑高得多。（2）細胞內(nèi)的化學反應需要在常溫、常壓、酸堿度適中等溫和條件下進行，無機催化劑常常需要輔助以高溫、高壓、強酸、強堿等劇烈條件才能有較高的催化效率。3.D。拓展題1.提示：可用第2章中學過的鑒定蛋白質(zhì)的方法。在薩姆納之前，之所以很難鑒定酶的本質(zhì)，主要是因為細胞中酶的提取和純化非常困難。2.提示：（1）如四膜蟲的rRNA前體具有催化活性。（2）目前已有發(fā)現(xiàn)具催化活性的DNA的報道。（六）第二小節(jié)練習基礎題1.B。 2.B。3.提示：這個模型中A代表某類酶，B代表反應底物，C和D代表反應產(chǎn)物。這個模型的含義是：酶A與底物B專一性結合，催化反應的發(fā)生，產(chǎn)生了產(chǎn)物C和D。這個模型揭示了酶的專一性。拓展題1.（1）A點：隨著反應底物濃度的增加，反應速率加快。B點：反應速率在此時達到最高。C點：反應速率不再隨反應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點時溫度升高10 ，曲線上升的幅度變小。因為圖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，反應速率都會變慢。（3）該曲線表明，B點的反應底物的濃度足夠大，是酶的數(shù)量限制了反應速率的提高，這時加入少量的酶，會使反應速率加快（圖略）。