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生物必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶一 酶的作用和本质导学案及答案
展开一、学习目标
1、通过对酶催化作用具体实例的讨论,说明酶在细胞代谢中的作用及酶的本质。
2、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料,认同科学是在不断地探索和争论中前进的,伟大的科学家也会有认识上的局限性。
3、通过相关的实验和探究,尝试控制自变量、观察和检测因变量,设置对照组。
二、知识构建
一、酶在细胞代谢中的作用
1、细胞代谢
(1)场所:_________内。
(2)实质:各种____________的总称。
(3)意义:是细胞___________的基础。
2、实验:比较过氧化氢在不同条件下的分解。
(1)实验过程和现象
(2)控制变量
①相关概念 a.自变量:________________________________________的因素。
b.因变量:______________________ ____的变量。
c.无关变量:除自变量外,实验过程中还存在一些 。
②对照实验:除作为____________外,其余因素(无关变量)都_______________。
3、酶的作用原理
(1)活化能:分子从________转变为________________________________所需要的能量。
(2)原理:同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用__________,因而____________更高。
(3)意义:使细胞代谢能在________的条件下快速有序地进行。
二、酶的本质
1、探索历程
(1)巴斯德之前:发酵是__________过程,与__________无关。
(2)①巴斯德:发酵与酵母菌细胞有关,发酵是_________ ___而不是_____________在起作用。
②李比希:引起发酵的是酵母细胞中的____________,但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。
(3)毕希纳:酵母细胞中的____________能够在__________破碎后继续起催化作用,就像在______________中一样。
(4)萨姆纳:酶是__________。
(5)20世纪80年代初又发现:______________也具有生物催化功能。
2、酶的本质
(1)合成场所:__________内。
(2)本质:具有________________的有机物,其中绝大多数是__________,少数是________。
环节二:合作与探究
探究活动一:斯帕兰札尼有关鹰的消化实验
为什么要将肉块放在金属龙内?
是什么物质使肉块消失了?
怎样才能证明你的推测?
探究活动二:实验: 比较过氧化氢在不同条件下的分解
1. 与1号试管相比,2号试管出现了什么不同的现象?这一现象说明什么?
2. 在细胞内,能通过加热来提高反应速率吗?
3. 3号和4号试管未经加热,也有大量气泡产生,这说明什么?
4. 3号试管和4号试管相比,哪支试管中的反应速率快?这说明什么?
5. 为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要?
6. 这个实验为什么要选用新鲜的肝脏?为什么要将肝脏制成研磨液?
7. 滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时,可否共用一个吸管?为什么?
探究活动三:尝试实验变量分析
1. 什么是变量、自变量、因变量、无关变量?
2. 该实验中哪些是自变量?哪些是因变量?哪些是无关变量?请大家完成下面表格。
3. 什么是对照实验?上述实验中对照组和实验组分别是哪些组?
探究活动三:资料分析
尝试归纳酶本质探究历程
巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义?各有什么局限性?
3、科学发展过程中出现争论是正确的。巴斯德和李比希争论的原因是什么?这一争论对后人进一步研究酶的本质有什么作用。
毕希纳的实验可以得出什么结论?
萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质并因此获诺贝尔化学奖。给你什么启示:
请你给酶下一个完整的定义
环节三:反馈评价
形成性评价
(一)单选题
( )1、能催化过氧化氢分解成H2O和O2的酶是
A.Fe3+ B.Fe2+ C.FeCl3 D.过氧化氢酶
( )2、美国科学家萨姆纳为“探索酶的本质”做出了很大的贡献,下列哪项不是他的成就
A.从刀豆种子中提取出脲酶 B.证明了酶的本质是蛋白质
C.证明了酶具有催化作用 D.少数RNA也具催化功能
( )3、当某种RNA存在时,生物体内的某种化学反应能正常进行,当这种RNA被有关的酶水解后,此种化学反应即可停止。由此可以说明
A.RNA是核酸的一种 B.RNA 也可起生物催化剂的作用
C.RNA主要存在于细胞质中 D.RNA是该种生物的遗传物质
( )4、关于酶的叙述中正确的是
A.酶能调节生物体的生命活动
B.一般说来,活细胞都能产生酶
C.酶都是在核糖体上合成的
D.所有的酶与双缩脲试剂发生作用,都可产生紫色反应
( )5、活细胞内合成酶的原料是
A.脂肪酸 B.氨基酸 C.核苷酸 D.氨基酸和核苷酸
( )6、下列有关酶的研究,按时间先后顺序,正确的是
①斯帕兰札尼证明鸟胃里的化学变化 ②施旺从胃液中提取出胃蛋白酶 ③人们认识鸟胃里无化学变化 ④科学家指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质 ⑤科学家认为,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,少数酶是RNA
A.①②③④⑤ B.③①②④⑤ C.①②④③⑤ D.③①②⑤④
( )7、下列有关对照实验设置的叙述中,错误的是
A.对照实验一般都要设置实验组和对照组;
B.在本节实验中,2号、3号和4号试管是实验组;
C.本节实验中,自变量包括90℃左右水浴加热、氯化铁溶液和肝脏研磨液;
D.本节实验中,无关变量就是指与实验没有任何关系的因素。
( )8、关于活化能,下列说法错误的是
A.加热通常能够使反应物分子获得足够的活化能;
B.是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量;
C.酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易进行;
D.无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更多而加快反应速率。
( )9、下列叙述不正确的是
A.酶的主要作用是降低反应所需的活化能
B.酶以相同的能量能使更多的分子活化,从而加速反应的进行
C.酶加速反应的进行,是给反应物提供能量
D.酶同无机催化剂相比,降低活化能的能力显著
( )10、多酶片中含有的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶具有辅助消化的作用。关于酶的叙述,正确的是
A.多酶片中的酶都是蛋白质
B.一个酶分子只起一次作用
C.酶提供反应开始时所必需的活化能
D.食物消化过程需要酶的作用,而细胞内的化学反应不需要酶的作用
(二)简答题
11、判断下列说法的正误:
(1)同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中。 ( )
(2)酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率。 ( )
(3)酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物。 ( )
(4)酶在催化反应前后,其分子结构不变。 ( )
12、曲线表示物质A生成物质P化学反应在无催化剂催化条件和有酶催化条件下的能量变化过程。请据图回答下列问题:
(1)在有酶催化的条件下,使物质A生成物质P反应发生需要的活化能是 段。
(2)在无催化剂催化条件下,使物质A生成物质P反应发生需要的活化能是 段。
(3)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则b在纵轴上将向 移动。
(三)个性问题反馈:需要教师单独辅导的问题,请写在下面。
《第5章第1节 降低化学反应活化能的酶(下)》
环节一:自主学习( 范围: P81-85 )
一、学习目标
1、通过对酶催化作用具体实例的讨论,说明酶的特性。
2、通过相关的实验和探究,尝试控制自变量、观察和检测因变量,设置对照组和重复组。
二、知识构建
一、酶的特性
1、酶作为生物催化剂,同样具有一般催化剂的特点。
(1)改变化学反应________,降低反应的__________。
(2)不改变化学反应的_______________,反应前后本身并__________。
2、酶的特性
(1)酶具有__________,是一般催化剂的107~1013倍。
(2)酶具有__________。
(3)酶的作用条件________。
二、影响酶活性的因素
酶所催化的化学反应一般是在比较______________下进行的。在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低;过酸、过碱或温度过高,会使酶的____________遭到破坏,使酶____________,不再恢复活性。低温可使酶的________明显下降,但在适宜的条件下活性可以________,因此酶适于________下保存。
环节二:合作与探究
探究活动一:探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
完成表格填空,分析实验原理、自变量、因变量是什么?有哪些无关变量,如何控制?观察指标是什么?
探究活动二:探究温度对淀粉酶活性的影响
1、为什么建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响,用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响?
2、本实验的自变量,因变量及无关变量是什么?
3、有人说上述实验温度控制不够严谨。因为酶在达到控制的温度之前可能已经催化反应了。你认为这种说法有无道理?如果有,怎样改进?
4、尝试用坐标曲线表示酶活性与温度的关系
探究活动三:探究pH对过氧化氢酶活性的影响
1、完成表格填空,分析本实验的自变量、因变量、无关变量。
2、如何调控pH? 本实验第二步和第三步顺序能否互换?为什么?
3、本实验的对照组是哪一组?是否需要重复做实验?尝试用坐标曲线表示酶活性与pH的关系。
环节三:反馈评价
一、梳理本节核心内容
影响酶促反应速率的因素:
1、酶活性(影响酶活性的因素均可影响酶促反应速率如温度、pH、酶的抑制剂等)
2、酶的浓度:反应速率随酶浓度的升高而增加(底物足够多时)。
3、底物浓度:在一定浓度范围内,反应速率随底物浓度的升高而加快,但达到一定浓度,反应速率不再变化
二、形成性评价
(一)单选题
( )1、β-半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖,但不能催化麦芽糖分解为葡萄糖。这表明,β-半乳糖苷酶的催化作用具有
A.高效性 B.专一性 C.稳定性 D.多样性
( )2、人在发高烧时,常常食欲大减,最根本的原因是
A.所吃食物不能消化 B.胃没有排空
C.体温超过合适温度消化酶的活性下降 D.吃药使人没有了胃口
( )3、甲、乙、丙三图依次表示酶浓度一定时,反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系。据图判断下列叙述中不正确的是
A.甲图表明当反应物浓度超过某一浓度时,反应速率受酶浓度的制约将不再上升
B.乙图中a点以后,随温度升高酶的活性下降
C.丙图可以表示胃蛋白酶催化反应的速率曲线
D.三图说明反应物浓度、温度、pH对反应速率均有影响
( )4、某同学为了探究温度对唾液淀粉酶催化作用的影响,设计了下表所示的实验。其他同学看了该实验设计后,提出了下列修改意见,其中正确的是
A.1号试管不必加入2 mL蒸馏水,而应该加入2 mL新鲜唾液
B.2号试管不必加入2 mL新鲜唾液,而应该加入2 mL蒸馏水
C.2号试管应该保持在37℃环境中进行恒温处理
D.1号试管应加入2 mL新鲜唾液,并保持在0℃环境中进行恒温处理
( )5、如下图表示人体内某种酶促反应的反应速率受温度和pH的影响情况,下列解释不正确的是
A.在a点,将酶的浓度增大一倍,反应速率可能增大
B.在b点,将酶的浓度增大一倍,反应速率不可能增大
C.在c点,将酶的浓度增大一倍,反应速率可能增大
D.该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征
( )6、在适宜温度、pH条件下,右图中实线表示没有酶时反应的过程。在T1时,将催化此反应的酶加入反应物中,则图中表示此反应进程的是
A.曲线A B.曲线B C.曲线C D.曲线D
( )7、下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是
A.当反应温度由t2调到最适温度时,酶活性下降
B.当反应温度由t1调到最适温度时,酶活性上升
C.酶活性在t2时比t1高,故t2时更适合酶的保存
D.酶活性在t1时比t2低,表明t1时酶的空间结构破坏更严重
(二)简答题
8、如图为“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”的实验装置图,据图回答下列问题。
(1)振荡2支试管,然后将其下部浸到60℃左右的热水中,保温5 min。
①用60℃左右的热水保温,是因为α-淀粉酶的 。
②保温5 min的目的是让 。
(2)5 min以后取出试管,往2支试管中分别加入2 mL斐林试剂,并煮沸1 min。在此过程中,2支试管中溶液颜色的变化分别是:甲试管 ;乙试管 。设置乙试管的目的是作为 。
(3)解释甲、乙两试管中溶液颜色变化的原因。
①甲试管 ;
②乙试管 。
(4)上述实验现象说明了 。
(5)从上述实验结果可得到的结论是 。
9、有人做了下面的实验以研究pH对酶活性的影响:准备5支盛有等量胃蛋白酶溶液但pH各不相同的试管,每支试管加1块1 cm3的正方体凝固蛋白块,试管均置于25℃室温条件下,各试管蛋白块消失的时间记录于下表:
(1)请根据表中数据,在下侧的坐标中画出pH与酶活性的关系曲线。
(2)提供两种使实验能在更短时间内完成的方法:
。
(3)如果要确认上述实验中蛋白块的消失是由于酶的作用而不是其它因素的作用,还应补充怎样的对照实验?[来源:
(三)个性问题反馈:需要教师单独辅导的问题,请写在下面。Z|xx|k.C试管号
3%的过氧化氢溶液
控制变量
点燃的卫生香检测
实验处理
气泡多少
1
2
3
4
自变量
因变量
无关变量
2号:
3号:
4号:
淀粉溶液
蔗糖溶液
实验步骤
一
1号试管中加入2mL淀粉溶液
2号试管中加入
二
加入 2滴,振荡,试管下半部浸入60℃左右的热水中,反应5min
三
加入等量新制斐林试剂振荡,60℃水浴2 min
实验
现象
结论
淀粉溶液
1号试管
2号试管
3号试管
实验步骤
一
试管各加入2mL淀粉溶液
二
三
加入淀粉酶2滴,振荡
四
各加入两滴碘液,振荡
实验现象
结论
过氧化氢溶液
1号试管
2号试管
3号试管
实验
步骤
一
试管各加入2mL过氧化氢溶液
二
pH=2
pH=7
pH=12
三
加入过氧化氢酶2滴,振荡
四
各加入几滴过氧化氢酶溶液,2—3min后将点燃的卫生香分别放入试管中
实验现象
结论
加入物质
试管号
1
2
稀淀粉糊(mL)
2
2
新鲜唾液(mL)
—
2
蒸馏水(mL)
2
—
恒温处理(15 min)
37℃
0℃
碘液(滴)
2
2
酶溶液的pH
1
2
3
4
5
蛋白块消失的时间(min)
13
9
11
45
60
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