5.1降低化学反应活化能的酶学案2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1

51降低化学反应活化能的酶 22细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域 课标要求 2.2.1说明绝大多数酶是一类催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如PH和温度 等)的影响。 1分析实验“过氧化氢在不同条件下的分解”，佩明自变量、因变量、对照实验、实验组、 对照组等实验基本理论，培养科学探究素养；分析实验得出结论，培养科学思维。 学习目标 2阐明酶的作用原理及特性、概念，培养生命观念（物质与能量观、结构与功能观）。 3设计实验探究酶活性的影响因素，培养科学探究、科学思维素养。 4构建酶促反应的相关曲线，培养科学思维（模型与建模）。 5.分析酶的发现历史、酶的应用，培养社会责任、科学思维。 重点：1、2、3、4 重点与难点 难点：1、3、5 问题探讨 1783年，意大利科学家斯帕兰札尼设计了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金届笼内，然后让鹰把小笼子 吞下去。过一段时间他把小笼子取出来发现笼内的肉块消失了。 1.斯帕兰札尼为什么要将肉块放入金属笼内，再让鹰吞下？金属笼子有什么作用呢？ 2.肉块去哪儿了？是什么物质使肉块消失了？ 3.怎样才能证明你的推测？ 一、酶在细胞代谢中的作用 1.探究酶在细胞代谢中的作用 (1)问题：①常见有机化学反应一殷在什么条件下进行？ ②细胞内外的环境 ③细胞代谢是什么？ ④过氧化氢是细胞代谢过程中产生的一种对细胞有害的物质，必须及时被分解为氧气和水，细胞才能不被毒 害。过氧化氢在什么条件可以分解？ ⑤综合以上四个小问题，对于实验“探究酶在细胞代谢中的作用”或“比较过氧化氢酶在不同条件下的分解” 你能提出什么问题？ (2)假设：对于你提出的问题做出假设？ (3)演绎推理（实验设计及预期结果、结论） ①实验设计：你认为需要设计几组实验？每组实验应该怎么做？ ②演绎推理：出现什么现象能够说明酶具有催化作用？什么现象能够说明酶的催化效率高？ (4)实验 降低化学反应活化能的酶1/4 试管编号 步骤 2 3 H02浓度 剂量 二 反应条件 常温 90℃ 常温FeCls 常温肝脏研磨液 剂量 气泡产生情况 现象 卫生香燃烧程度 (5)结论： 1与2对照一 。1与3对照一 1与4对照一 。3与4对照· (6)交流讨论： ①与1号试管相比，2号试管出现什么现象？这一现象说明什么？在细胞中，能通过加热来提高反应速率吗？ ②3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？ 2.实验理论 (1)实验中的变量是指 自变量是指 本实验中自变量是 0 (2)因变量是指 本实验中因变量是 通过什么指标测量的？ (3)无关变量是指 。本实验中的无关变量有 ①这个实验为什么要选择新鲜的肝脏？为什么要研磨？ ②滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个滴管？为什么？、 (4)对照实验是指 本实验中对照组是 实验组是 3.酶的作用原理 (1)活化能： 饼 活化态 (2)同样是促进化学反应的进行，加热、无机催化剂和酶的作用原理相同吗？ A 无催化 B (3)酶为什么比无机催化剂的催化效率更高？ 晦佛化 初态 【例】右图表示有酶催化和无催化剂情况下所需的活化能 反应物A D ①AC段表示 终态产物P BC段表示 反应过程 AB段表示 ②若将酶变为无机催化剂，B在纵轴上如何移动？ 二、酶的本质 1.完成教材第79-80页资料“关于酶本质的探索”，分析回答资料后的讨论问题(1)，(4) 降低化学反应活化能的酶2/4 2若你是科学家萨姆纳的助手，你会如何设计实验协助萨姆纳证明他在刀豆种子中得到的结晶是蛋白质？ 3写出酶的定义： ●酶定义的分析 化学本质 蛋白质 RNA 合成原料 合成场所 生理功能 作用原理 来源与作用场所 来自细胞，可以在细胞 也可在细胞 发挥作用 三、酶的特性（一）酶具有高效性 1酶的高效性的含义是什么？原理是什么？ 2简要写出证明酶具有高效性的实验思路？ 3建立“酶具有高效性”的数学模型 (二)酶具有专一性 1酶的专一性的含义是什么？酶具有专一性的意义是什么？ 2.酶具有专一性的验证实验：（淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用） (1)完善以下实验设计思路： 试管编号 1 2 可溶性淀粉溶液 2mL - 蔗糖溶液 2mL 新鲜的淀粉酶溶液 60℃水浴保温5min 的斐林试剂 沸水浴煮沸1mn 实脸现象 (1)1号试管有砖红色沉淀生成，2号试管不出现砖红色沉淀，说明什么？你能从该实验得到什么结论？ (2)上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？ 3.请尝试建立“酶具有专一性”的数学模型 降低化学反应活化能的酶3/4 (三)酶的作用条件比较温和 1.酶的作用条件具有温和性的含义和原因？酶制剂应在什么条件下保存？ 2.实验：温度、pH对酶活性