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人教版 (2019)一 酶的作用和本质学案
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这是一份人教版 (2019)一 酶的作用和本质学案，共6页。学案主要包含了教学目标，教学重点，教学难点，课前小练，学习过程，课堂练习，课后作业布置，误区警示等内容，欢迎下载使用。
第5章 第1节降低化学反应活化能的酶 第一课时
制作人：
【教学目标】
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和特性。
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。
【教学重点】酶的作用、本质
【教学难点】酶能降低化学反应的活化能
【课前小练】
【学习过程】
问题探讨:1773年,意大利科学家斯帕兰札尼(L. Spallanzani,1729—1799)做了一个巧妙的实验:将肉块放入小巧的金属笼内,然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后他把小笼子取出来,发现笼内的肉块消失了。
1.为什么要将肉块放在金属笼内?小金属笼可以避免胃对肉块的物理性消化。
2.是什么物质使肉块消失了?是胃内的化学物质将肉块分解了。
3.怎样才能证明你的推测?收集胃内的化学物质,看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。
一、酶的作用和本质
1.斯巴兰札尼的实验说明：食物在胃中的消化，靠的是胃液中的化学物质。
2.施旺证明有这种物质的存在，它就是胃蛋白酶。
3.细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多 ，统称为细胞代谢。
（一）酶在细胞代谢中的作用
1.实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验原理
（1）H2O2―→_______+_____
（2）新鲜肝脏中有较多的____________。实验中每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的______倍。
实验设计及现象分析
讨论：
1.与1号试管相比,2号试管出现什么不同的现象?这一现象说明什么?
2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率
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?
说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率
4.3号试管与4号试管相比,哪支试管中的反应速率快?这说明什么?为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要?
4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应,这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行只有酶能够满足这样的要求,所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要
实验的注意事项：
(1)肝脏倘若不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶分子的数量减少且活性降低，故宜用新鲜肝脏。
(2)实验中使用肝脏的“研磨”液，可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。
(3)滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管，因为酶的催化效率具有高效性，少量酶带入FeCl3溶液后就会影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误的判断
2.控制变量和设计对照实验
(1)变量：实验中可以变化的因素。
(2)自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量。如上述实验中的单一变量
是 。
(3)因变量：随_________改变而变化的变量。如上述实验中
就是因变量。
(4)无关变量：除_______外，实验过程中还存在的一些对实验结果__________的可变因素。
如上述实验中 等就是无关变量。
(5)对照实验：除作自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验。
(6)对照实验原则
①对照原则,如上述实验中， 是对照组， 是实验组。
本实验的对照组未做任何处理，这样的对照组叫做空白对照组。
②单一变量原则：在对照实验中，除了要研究的自变量外，其他变量（无关变量）都应当保持相同且适宜。
③平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。
④科学性原则：在设计实验时必须有充分的科学依据，即实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验方法的选择要恰当，整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理、有关的生物学知识及其他学科领域的基本知识。
3.酶的作用原理
（1）活化能：分子从______转变为容易发生化学反应的_________所需要的能量。
（2）反应物达到反应所需的活跃状态一般有两个途径：外界供给能量，如实验中第二组进行 处理，使过氧化氢分子得到能量；或降低反应所需活化能，如第三、四组，分别加了 、 。
（3）酶的作用原理：同无机催化剂相比，酶 的作用更显著，因而催化效率更高。使细胞代谢能在________条件下_快速有序地_进行。
（二）酶的本质
1.探索历程
2.酶的概念：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。
3.酶的本质与作用
【课堂练习】
1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用,可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述,正确的是
A.酶不能脱离生物体起作用 B.酶只有释放到细胞外才起作用
C.所有的酶都是蛋白质 D.酶是具有催化作用的有机物
2.酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比,酶具有的特点是
A.能为反应物提供能量 B.能降低化学反应的活化能
C.能在温和条件下催化化学反应 D.催化化学反应更高效
3.在本节“探究·实践”中,有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管,向其中分别加入2mL过氧化氢溶液后,再向5号试管内加入2滴煮沸过的肝脏研磨液,向6号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目的是：本小节“探究·实践”涉及的自变量是温度和催化剂两个变量，1号试管起到对照作用。2号试管与1号试管的区别在于温度,3号试管和4号试管与1号试管的区别在于比1号试管多了催化剂。3号试管与4号试管之间也可以起相互对照作用。加2滴煮沸过的肝脏研磨液的5号试管,可以与加入新鲜的肝脏研磨液的4号试管作对照;同理,加入2滴蒸馏水的6号试管可以作为3号试管和4号试管的对照组。
【课后作业布置】 第五章第一节学案第二课时
生物学案
第5章 第1节降低化学反应活化能的酶 第二课时
制作人：
【教学目标】
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
【教学重点】酶的特性
【教学难点】探究实验中控制变量的科学方法
【课前小练】
1.酶的概念：酶是 产生的具有_ 作用的_ ，其中
。
2.同无机催化剂相比，酶__________的作用更显著，因而催化效率更高。使细胞代谢能在________条件下快速有序地进行。
【学习过程】
二、酶的特性
(一)酶具有高效性：催化效率是无机催化剂的107～1013倍。
1.实验：验证酶的高效性------------验证方法：对照实验
①设计方案
②实验过程：比较过氧化氢在不同条件下的分解
2.酶的高效性曲线
由曲线可知：
①只有曲线a与曲线 相比较才可说明酶具有高效性，a、c曲线的比较只可说明酶具有 。
②酶只能缩短达到化学平衡的时间，不改变化学反应的平衡点。因此，酶 (填“能”或“不能”)改变最终生成物的量。
③酶只能催化已存在的化学反应。
(二)酶具有专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
1.实验：验证酶的专一性------------验证方法：对照实验
(1)实验设计思路：
实验组:底物+相应酶液→检测→底物被分解
对照组:另一种底物+与实验组相同的酶液→检测→底物不被分解
(2)实验步骤：
注：
①该实验只能用斐林试剂检测，不能用碘液检测，是因为碘液无法检测出蔗糖是否被分解。
②无机催化剂没有专一性，无机催化剂催化的化学反应范围比较广。例如,酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。
2.酶的专一性的物理模型和曲线图
(三)酶的作用条件较温和
1.酶活性：酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。
（1）酶活性可以用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。
（2）酶催化效率高低的检测指标：
①单位时间内产物(或生成物)的生成量。②单位时间内反应物(或底物)的减少量。
2.实验：温度对酶活性的影响---------探究方法:“梯度法”，相互对照实验。
探究实验：用淀粉酶探究温度对酶活性的影响
（1）反应原理：
（2）鉴定原理：滴加碘液，根据淀粉遇碘_变蓝_来判断酶的活性。
（3）设计思路：设计实验时需设置一系列不同温度的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论。酶促反应所需时间最短的一组对应的温度最接近最适温度。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测定的最适温度就越精确。
（4）实验步骤及结论：
实验装置图
(5)温度对酶活性的影响曲线分析
每种酶的作用均有最适温度，此温度下，酶活性 。低温会抑制酶活性，酶分子空间结构 （填“发生”或“不发生”)变化，高温 （填“会”或“不会”）破坏酶分子空间结构。酶经高温处理后，活性不可恢复。
(6)一般来说,动物体内的酶最适温度在35~40℃，如人体内酶的最适温度为37℃左右;植物体内的酶最适温度在40~50℃;细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大有的酶最适温度可高达70℃。
【误区警示】
(1)在探究温度对酶活性影响的实验中，应先将酶和底物调到预设的温度，再将酶与底物混合，否则酶会在达到相应温度之前，先将底物分解，导致实验失败。
(2)实验用的淀粉酶最适温度不同，若用唾液淀粉酶进行实验，则应将60℃水浴改为37℃水浴。
(3)由于过氧化氢在加热的条件下自身会加快分解，因此在探究温度对酶活性的影响实验中，不能选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解。
(4)探究温度对酶活性影响实验中不能用斐林试剂鉴定，因为使用斐林试剂时要水浴加热，会改变实验的自变量。
3.pH对酶活性的影响用-------探究方法：“梯度法”,相互对照实验。
用过氧化氢酶探究PH对酶的活性影响。
①反应原理：
②鉴定原理：通过观察气泡产生情况来检验________产生量的多少。
（3）设计思路：设计实验时需设置一系列不同pH的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论。酶促反应所需时间最短的一组对应的温度(或pH)最接近最适pH。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测定的最适温度pH就越精确。
（4）实验步骤及结论：
(5)PH对酶活性的影响曲线分析
过酸、过碱均 （填“会”或“不会”）破坏酶分子空间结构。
不同酶其最适PH不同，不同消化液的pH不一样。唾液的pH为6.2~7.4,胃液的pH为0.9~1.5,小肠液的pH为7.6。
总结： 、 或 ，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会
。因此，酶制剂的保存适宜在 、 条件下保存。
【误区警示】
(1)在探究pH对酶活性影响的实验中，应先控制酶的pH，再将酶与底物混合，而不能颠倒，否则尚未调节pH，反应即已结束，导致实验失败。
(2)探究PH对酶活性的影响实验中，不能选用淀粉酶催化淀粉分解。因为酸性条件下淀粉会发生水解。
4.细胞中的各类化学反应之所以能有序进行,还与酶在细胞中的分布有关。
5.反应物浓度和酶浓度的影响
丙图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量限制，酶促反应速率不再增加。
丁图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正相关。
注意：
(1)酶促反应速率不同于酶活性。
①温度和pH都能影响酶的空间结构，改变酶的活性来影响酶促反应速率的。
②底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
(2)人在发烧时，不想吃东西，其原因是温度过高导致消化酶的活性降低。
(3)唾液淀粉酶随着食物进入胃内，不能继续将淀粉分解为麦芽糖。原因是唾液淀粉酶的最适PH在7左右，而胃液的PH在2左右，在胃中唾液淀粉酶失活并以蛋白质的形式被胃蛋白酶水解。
(4)溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作用。
(5)酶用于工业生产的优越性和实例
①具有高效性,在常温、常压下就可以进行。
②节能、环保,不会破坏环境。
③实例:用纤维素酶和果胶酶水解植物细胞的细胞壁,生产果汁。
【随堂练习】
1.嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶对肌肉组织中的有机物进行分解,使肉类制品口感鲜嫩。由此可推测嫩肉粉中能起分解作用的酶是( )
A.纤维素酶 B.淀粉酶 C.脂肪酶 D.蛋白酶
2.能够促使唾液淀粉酶水解的酶是( )
A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.麦芽糖酶
3.将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85℃水中热烫处理2min,可较好地保持甜味。这是因为加热会( )
A.提高淀粉酶的活性 B.改变可溶性糖分子的结构
C.破坏淀粉酶的活性 D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性
4.右上图表示的是某类酶作用的模型。
尝试用文字描述这个模型。这个模型能解释酶的什么特性?
5.下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。
(1)请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。
A点:随着反应底物浓度的增加,反应速率加快。B点:反应速率在此时达到最高。C点:反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高,维持在相对稳定的水平。
(2)如果从A点开始温度升高10℃,曲线会发生什么变化?为什么?请画出变化后的曲线。
如果A点时温度升高10℃,曲线上升的幅度变小。因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度,反应速率都会变慢。
(3)如果在B点时向反应混合物中加入少量同样的酶,曲线会发生什么变化?为什么?请画出相应的曲线。
该曲线表明,B点的反应底物的浓度足够大,是酶的数量限制了反应速率的提高,这时加入少量的酶,会使反应速率加快。
【课后作业布置】
《师说》练习册第五章第一节练习题 班 级
姓 名
项目
离子和小分子物质
大分子和颗粒性物质
被动运输
主动运输
胞吞
胞吐
自由扩散
协助扩散
运输方向
浓度→ 浓度
浓度→ 浓度
浓度→ 浓度
细胞外→细胞内
细胞内→细胞外
运输动力
试管
1号
2号
3号
4号
方法步骤
2ml过氧化氢
2ml过氧化氢
2ml过氧化氢
2ml过氧化氢
—
90℃水浴加热
2滴FeCl3
2滴肝脏研磨液
气泡产生情况
卫生香燃烧
结论
(1)加热、FeCl3、过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。
(2)与无机催化剂FeCl3相比,过氧化氢酶的催化效率高得多。
科学家
实验推论或结论
巴斯德之前
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
法国 巴斯德
发酵与活细胞有关,发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。
德国 李比希
引起发酵的是细胞中的某些物质,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
德国 毕希纳
酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样。他将引起发酵的物质称为酿酶
美国 萨姆纳
从刀豆中提取脲酶结晶，并证明其本质是 蛋白质
切赫和奥特曼
发现少数 RNA 也具有生物催化功能
化学本质
绝大多数是
少数是
合成原料
合成场所
核糖体
主要在细胞核 (真核生物)
来源
一般来说，生物体内 细胞都能产生酶
作用场所
细胞 内、外或 生物体 外均可发挥作用
生理功能
具有生物 作用
作用原理
化学反应的活化能
与无机催化剂
相同的性质
①降低化学反应的活化能，提高反应速率，但不改变化学反应的方向和平衡点；②反应前后，酶的性质和数量不变
班 级
姓 名
项目
实验组
对照组
材料
等量的同一种底物
试剂
与底物相对应的“酶溶液”(如生物材料研磨液)
等量的“无机催化剂”
现象
反应速率很快，或反应用时短
反应速率缓慢，或反应用时长
结论
酶具有高效性
序号
项目
试管1
试管2
1
注入可溶性淀粉溶液
2 ml
－
2
注入蔗糖溶液
－
2 ml
3
注入新鲜的淀粉酶溶液
2 ml
2 ml
4
60℃保温5min
5
加入2ml斐林试剂轻轻振荡
6
水浴加热：将两支试管的下半部放进盛有热水的大烧杯中，用酒精灯加热，煮沸1min
7
记录实验结果
________
________
试管1
试管2
试管3
试管4
试管5
试管6
第一步
2mL淀粉溶液
+
+
+
1mL淀粉酶溶液
+
+
+
第二步
分别保温5min
冰浴
水浴，60℃
沸水浴
第三步
将试管2中的溶液倒入试管1中混合
将试管4中的溶液倒入试管3中混合
将试管6中的溶液倒入试管5中混合
第四步
分别保温2min
冰浴
水浴，60℃
沸水浴,用自来水冲凉
第五步
加入两滴碘液，震荡观察。
实验现象
________
________
________
结论
淀粉酶在60℃时催化淀粉水解,在100℃和0℃时都不能发挥催化作用。酶的催化作用需要适宜的温度,温度过高或过低都会影响酶的活性。
实验操作
试管编号
变量分析
1
2
3
加入过氧化氢酶溶液
2滴
2滴
2滴
无关变量
控制pH
1 mLPH=7的缓冲液或蒸馏水
1mL物质的量浓度为0.01mL/l的盐酸溶液
1mL物质的量浓度0.01mL/l的NaOH溶液
自变量
加入3%的________
2 mL
2 mL
2 mL
无关变量
实验现象
有大量气泡产生
无气泡产生
无气泡产生
因变量
实验结论
酶的活性有适宜的pH范围， 都影响酶的活性
第5章 第1节降低化学反应活化能的酶 第一课时
制作人：
【教学目标】
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和特性。
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。
【教学重点】酶的作用、本质
【教学难点】酶能降低化学反应的活化能
【课前小练】
【学习过程】
问题探讨:1773年,意大利科学家斯帕兰札尼(L. Spallanzani,1729—1799)做了一个巧妙的实验:将肉块放入小巧的金属笼内,然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后他把小笼子取出来,发现笼内的肉块消失了。
1.为什么要将肉块放在金属笼内?小金属笼可以避免胃对肉块的物理性消化。
2.是什么物质使肉块消失了?是胃内的化学物质将肉块分解了。
3.怎样才能证明你的推测?收集胃内的化学物质,看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。
一、酶的作用和本质
1.斯巴兰札尼的实验说明：食物在胃中的消化，靠的是胃液中的化学物质。
2.施旺证明有这种物质的存在，它就是胃蛋白酶。
3.细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多 ，统称为细胞代谢。
（一）酶在细胞代谢中的作用
1.实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验原理
（1）H2O2―→_______+_____
（2）新鲜肝脏中有较多的____________。实验中每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的______倍。
实验设计及现象分析
讨论：
1.与1号试管相比,2号试管出现什么不同的现象?这一现象说明什么?
2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率
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?
说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率
4.3号试管与4号试管相比,哪支试管中的反应速率快?这说明什么?为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要?
4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应,这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行只有酶能够满足这样的要求,所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要
实验的注意事项：
(1)肝脏倘若不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶分子的数量减少且活性降低，故宜用新鲜肝脏。
(2)实验中使用肝脏的“研磨”液，可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。
(3)滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管，因为酶的催化效率具有高效性，少量酶带入FeCl3溶液后就会影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误的判断
2.控制变量和设计对照实验
(1)变量：实验中可以变化的因素。
(2)自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量。如上述实验中的单一变量
是 。
(3)因变量：随_________改变而变化的变量。如上述实验中
就是因变量。
(4)无关变量：除_______外，实验过程中还存在的一些对实验结果__________的可变因素。
如上述实验中 等就是无关变量。
(5)对照实验：除作自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验。
(6)对照实验原则
①对照原则,如上述实验中， 是对照组， 是实验组。
本实验的对照组未做任何处理，这样的对照组叫做空白对照组。
②单一变量原则：在对照实验中，除了要研究的自变量外，其他变量（无关变量）都应当保持相同且适宜。
③平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。
④科学性原则：在设计实验时必须有充分的科学依据，即实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验方法的选择要恰当，整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理、有关的生物学知识及其他学科领域的基本知识。
3.酶的作用原理
（1）活化能：分子从______转变为容易发生化学反应的_________所需要的能量。
（2）反应物达到反应所需的活跃状态一般有两个途径：外界供给能量，如实验中第二组进行 处理，使过氧化氢分子得到能量；或降低反应所需活化能，如第三、四组，分别加了 、 。
（3）酶的作用原理：同无机催化剂相比，酶 的作用更显著，因而催化效率更高。使细胞代谢能在________条件下_快速有序地_进行。
（二）酶的本质
1.探索历程
2.酶的概念：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。
3.酶的本质与作用
【课堂练习】
1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用,可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述,正确的是
A.酶不能脱离生物体起作用 B.酶只有释放到细胞外才起作用
C.所有的酶都是蛋白质 D.酶是具有催化作用的有机物
2.酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比,酶具有的特点是
A.能为反应物提供能量 B.能降低化学反应的活化能
C.能在温和条件下催化化学反应 D.催化化学反应更高效
3.在本节“探究·实践”中,有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管,向其中分别加入2mL过氧化氢溶液后,再向5号试管内加入2滴煮沸过的肝脏研磨液,向6号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目的是：本小节“探究·实践”涉及的自变量是温度和催化剂两个变量，1号试管起到对照作用。2号试管与1号试管的区别在于温度,3号试管和4号试管与1号试管的区别在于比1号试管多了催化剂。3号试管与4号试管之间也可以起相互对照作用。加2滴煮沸过的肝脏研磨液的5号试管,可以与加入新鲜的肝脏研磨液的4号试管作对照;同理,加入2滴蒸馏水的6号试管可以作为3号试管和4号试管的对照组。
【课后作业布置】 第五章第一节学案第二课时
生物学案
第5章 第1节降低化学反应活化能的酶 第二课时
制作人：
【教学目标】
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
【教学重点】酶的特性
【教学难点】探究实验中控制变量的科学方法
【课前小练】
1.酶的概念：酶是 产生的具有_ 作用的_ ，其中
。
2.同无机催化剂相比，酶__________的作用更显著，因而催化效率更高。使细胞代谢能在________条件下快速有序地进行。
【学习过程】
二、酶的特性
(一)酶具有高效性：催化效率是无机催化剂的107～1013倍。
1.实验：验证酶的高效性------------验证方法：对照实验
①设计方案
②实验过程：比较过氧化氢在不同条件下的分解
2.酶的高效性曲线
由曲线可知：
①只有曲线a与曲线 相比较才可说明酶具有高效性，a、c曲线的比较只可说明酶具有 。
②酶只能缩短达到化学平衡的时间，不改变化学反应的平衡点。因此，酶 (填“能”或“不能”)改变最终生成物的量。
③酶只能催化已存在的化学反应。
(二)酶具有专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
1.实验：验证酶的专一性------------验证方法：对照实验
(1)实验设计思路：
实验组:底物+相应酶液→检测→底物被分解
对照组:另一种底物+与实验组相同的酶液→检测→底物不被分解
(2)实验步骤：
注：
①该实验只能用斐林试剂检测，不能用碘液检测，是因为碘液无法检测出蔗糖是否被分解。
②无机催化剂没有专一性，无机催化剂催化的化学反应范围比较广。例如,酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。
2.酶的专一性的物理模型和曲线图
(三)酶的作用条件较温和
1.酶活性：酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。
（1）酶活性可以用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。
（2）酶催化效率高低的检测指标：
①单位时间内产物(或生成物)的生成量。②单位时间内反应物(或底物)的减少量。
2.实验：温度对酶活性的影响---------探究方法:“梯度法”，相互对照实验。
探究实验：用淀粉酶探究温度对酶活性的影响
（1）反应原理：
（2）鉴定原理：滴加碘液，根据淀粉遇碘_变蓝_来判断酶的活性。
（3）设计思路：设计实验时需设置一系列不同温度的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论。酶促反应所需时间最短的一组对应的温度最接近最适温度。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测定的最适温度就越精确。
（4）实验步骤及结论：
实验装置图
(5)温度对酶活性的影响曲线分析
每种酶的作用均有最适温度，此温度下，酶活性 。低温会抑制酶活性，酶分子空间结构 （填“发生”或“不发生”)变化，高温 （填“会”或“不会”）破坏酶分子空间结构。酶经高温处理后，活性不可恢复。
(6)一般来说,动物体内的酶最适温度在35~40℃，如人体内酶的最适温度为37℃左右;植物体内的酶最适温度在40~50℃;细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大有的酶最适温度可高达70℃。
【误区警示】
(1)在探究温度对酶活性影响的实验中，应先将酶和底物调到预设的温度，再将酶与底物混合，否则酶会在达到相应温度之前，先将底物分解，导致实验失败。
(2)实验用的淀粉酶最适温度不同，若用唾液淀粉酶进行实验，则应将60℃水浴改为37℃水浴。
(3)由于过氧化氢在加热的条件下自身会加快分解，因此在探究温度对酶活性的影响实验中，不能选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解。
(4)探究温度对酶活性影响实验中不能用斐林试剂鉴定，因为使用斐林试剂时要水浴加热，会改变实验的自变量。
3.pH对酶活性的影响用-------探究方法：“梯度法”,相互对照实验。
用过氧化氢酶探究PH对酶的活性影响。
①反应原理：
②鉴定原理：通过观察气泡产生情况来检验________产生量的多少。
（3）设计思路：设计实验时需设置一系列不同pH的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论。酶促反应所需时间最短的一组对应的温度(或pH)最接近最适pH。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测定的最适温度pH就越精确。
（4）实验步骤及结论：
(5)PH对酶活性的影响曲线分析
过酸、过碱均 （填“会”或“不会”）破坏酶分子空间结构。
不同酶其最适PH不同，不同消化液的pH不一样。唾液的pH为6.2~7.4,胃液的pH为0.9~1.5,小肠液的pH为7.6。
总结： 、 或 ，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会
。因此，酶制剂的保存适宜在 、 条件下保存。
【误区警示】
(1)在探究pH对酶活性影响的实验中，应先控制酶的pH，再将酶与底物混合，而不能颠倒，否则尚未调节pH，反应即已结束，导致实验失败。
(2)探究PH对酶活性的影响实验中，不能选用淀粉酶催化淀粉分解。因为酸性条件下淀粉会发生水解。
4.细胞中的各类化学反应之所以能有序进行,还与酶在细胞中的分布有关。
5.反应物浓度和酶浓度的影响
丙图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量限制，酶促反应速率不再增加。
丁图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正相关。
注意：
(1)酶促反应速率不同于酶活性。
①温度和pH都能影响酶的空间结构，改变酶的活性来影响酶促反应速率的。
②底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
(2)人在发烧时，不想吃东西，其原因是温度过高导致消化酶的活性降低。
(3)唾液淀粉酶随着食物进入胃内，不能继续将淀粉分解为麦芽糖。原因是唾液淀粉酶的最适PH在7左右，而胃液的PH在2左右，在胃中唾液淀粉酶失活并以蛋白质的形式被胃蛋白酶水解。
(4)溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作用。
(5)酶用于工业生产的优越性和实例
①具有高效性,在常温、常压下就可以进行。
②节能、环保,不会破坏环境。
③实例:用纤维素酶和果胶酶水解植物细胞的细胞壁,生产果汁。
【随堂练习】
1.嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶对肌肉组织中的有机物进行分解,使肉类制品口感鲜嫩。由此可推测嫩肉粉中能起分解作用的酶是( )
A.纤维素酶 B.淀粉酶 C.脂肪酶 D.蛋白酶
2.能够促使唾液淀粉酶水解的酶是( )
A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.麦芽糖酶
3.将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85℃水中热烫处理2min,可较好地保持甜味。这是因为加热会( )
A.提高淀粉酶的活性 B.改变可溶性糖分子的结构
C.破坏淀粉酶的活性 D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性
4.右上图表示的是某类酶作用的模型。
尝试用文字描述这个模型。这个模型能解释酶的什么特性?
5.下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。
(1)请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。
A点:随着反应底物浓度的增加,反应速率加快。B点:反应速率在此时达到最高。C点:反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高,维持在相对稳定的水平。
(2)如果从A点开始温度升高10℃,曲线会发生什么变化?为什么?请画出变化后的曲线。
如果A点时温度升高10℃,曲线上升的幅度变小。因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度,反应速率都会变慢。
(3)如果在B点时向反应混合物中加入少量同样的酶,曲线会发生什么变化?为什么?请画出相应的曲线。
该曲线表明,B点的反应底物的浓度足够大,是酶的数量限制了反应速率的提高,这时加入少量的酶,会使反应速率加快。
【课后作业布置】
《师说》练习册第五章第一节练习题 班 级
姓 名
项目
离子和小分子物质
大分子和颗粒性物质
被动运输
主动运输
胞吞
胞吐
自由扩散
协助扩散
运输方向
浓度→ 浓度
浓度→ 浓度
浓度→ 浓度
细胞外→细胞内
细胞内→细胞外
运输动力
试管
1号
2号
3号
4号
方法步骤
2ml过氧化氢
2ml过氧化氢
2ml过氧化氢
2ml过氧化氢
—
90℃水浴加热
2滴FeCl3
2滴肝脏研磨液
气泡产生情况
卫生香燃烧
结论
(1)加热、FeCl3、过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。
(2)与无机催化剂FeCl3相比,过氧化氢酶的催化效率高得多。
科学家
实验推论或结论
巴斯德之前
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
法国 巴斯德
发酵与活细胞有关,发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。
德国 李比希
引起发酵的是细胞中的某些物质,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
德国 毕希纳
酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样。他将引起发酵的物质称为酿酶
美国 萨姆纳
从刀豆中提取脲酶结晶，并证明其本质是 蛋白质
切赫和奥特曼
发现少数 RNA 也具有生物催化功能
化学本质
绝大多数是
少数是
合成原料
合成场所
核糖体
主要在细胞核 (真核生物)
来源
一般来说，生物体内 细胞都能产生酶
作用场所
细胞 内、外或 生物体 外均可发挥作用
生理功能
具有生物 作用
作用原理
化学反应的活化能
与无机催化剂
相同的性质
①降低化学反应的活化能，提高反应速率，但不改变化学反应的方向和平衡点；②反应前后，酶的性质和数量不变
班 级
姓 名
项目
实验组
对照组
材料
等量的同一种底物
试剂
与底物相对应的“酶溶液”(如生物材料研磨液)
等量的“无机催化剂”
现象
反应速率很快，或反应用时短
反应速率缓慢，或反应用时长
结论
酶具有高效性
序号
项目
试管1
试管2
1
注入可溶性淀粉溶液
2 ml
－
2
注入蔗糖溶液
－
2 ml
3
注入新鲜的淀粉酶溶液
2 ml
2 ml
4
60℃保温5min
5
加入2ml斐林试剂轻轻振荡
6
水浴加热：将两支试管的下半部放进盛有热水的大烧杯中，用酒精灯加热，煮沸1min
7
记录实验结果
________
________
试管1
试管2
试管3
试管4
试管5
试管6
第一步
2mL淀粉溶液
+
+
+
1mL淀粉酶溶液
+
+
+
第二步
分别保温5min
冰浴
水浴，60℃
沸水浴
第三步
将试管2中的溶液倒入试管1中混合
将试管4中的溶液倒入试管3中混合
将试管6中的溶液倒入试管5中混合
第四步
分别保温2min
冰浴
水浴，60℃
沸水浴,用自来水冲凉
第五步
加入两滴碘液，震荡观察。
实验现象
________
________
________
结论
淀粉酶在60℃时催化淀粉水解,在100℃和0℃时都不能发挥催化作用。酶的催化作用需要适宜的温度,温度过高或过低都会影响酶的活性。
实验操作
试管编号
变量分析
1
2
3
加入过氧化氢酶溶液
2滴
2滴
2滴
无关变量
控制pH
1 mLPH=7的缓冲液或蒸馏水
1mL物质的量浓度为0.01mL/l的盐酸溶液
1mL物质的量浓度0.01mL/l的NaOH溶液
自变量
加入3%的________
2 mL
2 mL
2 mL
无关变量
实验现象
有大量气泡产生
无气泡产生
无气泡产生
因变量
实验结论
酶的活性有适宜的pH范围， 都影响酶的活性
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