2019-2020年高中生物 第五章第1节 降低化学反应活化能的酶学案1 新人教版必修1.doc

2019-2020年高中生物 第五章第1节 降低化学反应活化能的酶学案1 新人教版必修1教学目标：1说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。2通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。3进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。4简述ATP的化学组成和特点。5写出ATP的分子简式。6解释ATP在能量代谢中的作用。教学重点和难点：学习重点：1、酶的作用、本质和特性2、ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。3、ATP与ADP的相互转化。学习难点：1酶降低化学反应活化能的原理 2控制变量的科学方法温故知新：如图是某物质通过细胞膜示意图，请回答：(1)这种物质的运输方式是 ，因为 。(2)A代表 ，B代表 。 (3)一般情况下，细胞中A物质的浓度比外界溶液中A物质的浓度 。自主学习与要点讲解：一、斯帕兰札尼对鹰的消化作用的研究根据问题探讨中斯帕兰札尼实验的内容，思考以下问题：1、为何要将肉块放在笼子里？2、是什么物质使肉块消失了？3、在实验室里能否也让肉分解？如果可以，需要怎样的条件？二、酶的作用和本质（一）、酶的作用：实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验目的通过比较H2O2在不同条件下分解的速率，了解过氧化氢酶的作用和意义实验原理方法步骤试管编号1234H2O2溶液2mL2mL2mL2mL单一变量实验现象（气泡多少）1、本实验中自变量是_，因变量是_，无关变量有_。2本实验的对照组是_号试管，实验组是_号试管。问题：1.加热、无机催化剂、酶都可以加快化学反应速度，原理各是什么？（二）、酶的本质通过课本81页的资料分析，得出酶的本质：酶是活细胞中产生的具有_作用的_，绝大多数是_，少数是RNA。三、酶的特性质量分数20的新鲜肝脏研磨液1滴质量分数为3.5的氯化铁溶液1滴过氧化氢酶所含酶的相对数量：1Fe3的相对数量：25万1.结合“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验结论和右侧表格中的数据分析，酶具有_。2.淀粉酶只能催化淀粉分解，而不能催化蛋白质分解.说明酶具有_3探究不同温度对酶活性的影响（课本83页）。实验原理：_材料器具：_实验步骤：（1）_ （2）_ （3）_ （4）_ 结果预测与分析:问题：1、唾液淀粉酶随食物进入胃内，能否继续将淀粉分解为麦芽糖？其原因是什么？2、胃蛋白酶进入小肠后还能起作用吗？例1.下表是为了认识酶作用的特性，以20%的过氧化氢溶液为反应底物的一组实验方法步 骤方法观察结果1常温下自然分解氧气泡少而小2常温下加铁离子氧气泡稍多而小3常温下加入鲜肝提取液氧气泡极多而大4加入煮沸后冷却的鲜肝提取液同自然分解一样及结果，通过分析实验不能得出的结论是 A.酶的催化效率有高效性 B.酶的催化条件有温和性C.酶的催化对象有专一性 D.高温会使酶失去活性例2.下列关于生物体内酶的叙述中正确的是 ( )是由分泌功能的细胞产生的 有的从食物中获得,有的在体内转化而来 凡是活细胞都能产生酶 绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA 有的酶是蛋白质,有的酶是固醇 酶在代谢中有多种功能 在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 酶只是起催化作用A B C D例3.在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将 （ ）A不断上升 B没有变化 C先升后降 D先降后升例4.人在发高烧时曾常常不思饮食，其根本原因是( )A.消化道内食物尚未消化 B.发烧使胃肠蠕动减弱C.体内的食物残渣排出受阻 D.高烧使酶的活性减弱例5.下列有关酶的研究，按时间先后顺序，正确的是（ ）。斯巴兰札尼证明鸟胃里有化学变化 施旺从胃液中提取出胃蛋白酶 人们认为鸟胃里无化学变化 科学家指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质 科学家认为，酶是活细胞里产生的具有催化作用的有机物，少数酶是RNAA B C D例6.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H2O2溶液；再向A管滴入2滴3.5FeCl3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。3号试管内加入的物质是 。设计2号试管作为对照的具体目的是 。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。四、 ATP的生理功能：生物体所需能量的直接来源。思考：生物体所需能量的最终来源、主要能源物质分别是什么？五、ATP的分子简式1A、T、P分别代表的含义是什么？2、代表的含义是什么？1mol ATP分子储存的能量是多少？六、ATP与ADP的相互转化ATP酶能量1Pi4231请写出ATP与ADP的相互转化关系式。2.下图为ATP与ADP的相互转化的示意图，回答问题：（1）写出图中标号名称：1_；2_； 3_； 4_。（2）当反应从下向上进行时，能量是从哪里来的？_。这些能量有什么作用？_。（3）当反应从上向下进行时，能量是从哪里来的？_。这些能量有什么作用？_。3ATP与ADP的相互转化关系式能看作是可逆反应吗？为什么？4植物体、动物体细胞内，ATP的形成场所分别有哪些？5ATP在细胞内能大量贮存吗？七、ATP的利用：为什么把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”？例7.对“ATP ADPPi能量”的叙述中，正确的一项是（ ）。A反应向左进行和向右进行时所需要的酶都是一样的B反应向右进行时释放能量，向左进行时贮存能量C整个反应是一个动态平衡的过程D植物细胞和动物细胞发生这个反应的生理过程一样例8.对人体细胞内关于ATP的描述，正确的是（ ）AATP主要在线粒体生成 B.它含有三个高能磷酸键C是生物的主要能源物质 D.细胞内储有大量的ATP，以供生理活动需要例9.下列物质水解后所释放出的能量可直接用于肌肉收缩的是A、肝糖元 B肌糖元 C葡萄糖 D三磷酸腺苷例10.ATP之所以能作为能量的直接来源，是因为（ ）。AATP在细胞内含量较多 BATP中高能磷酸键储存能量多且很不稳定CATP中高能磷酸键很稳定 DATP是细胞内唯一的可以释放能量的化合物例11.绿色植物细胞的下列结构和部位中，不能产生ATP的是（ ）。A叶绿体 B线粒体 C核糖体 D细胞质基质拓展延伸：1、除下列哪种因素外，都可破坏酶的分子结构，从而使酶失去活性 （ ）A强碱 B强酸C高温 D低温2在过氧化氢酶和Fe3+的催化效率的实验中，把肝脏制成研磨液的目的是 （ ） A有利于氧化氢酶的释放 B保护过氧化氢酶C提高过氧化氢酶的活性D以上说法都不对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对细胞来说，能量的获得和利用都必须通过 （ ）A化学反应 B细胞代谢 C细胞活动 D细胞氧化5生物催化剂与无机催化剂都具有的特点是 （ ）A高效性 B专一性 C需要适宜温度和pH D能促进化学反应进行6图5-1实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响。先将酶和乳汁分别放入两支试管，然后将两支试管放入同一水浴（温度用T表示）中持续15min，再将酶和乳汁倒入同一试管中混合，保温并记录凝乳所需要的时间。通过多次实验，并记录不同温度下凝乳所需要的时间，结果如下表：装置ABCDEF水浴温度（T）102030405060凝乳时间（min）不凝固7.41.54不凝固据此实验，回答：酶和乳汁分别水浴加热到一定温度后再混合加热，其原因是（ ）A确保实验是在设计的温度下进行B进行对照C确保反应物的体积相等D缩短实验时间7、ATP在细胞中能够释放能量和储存能量，从其化学结构看原因是腺苷很容易吸收能量和储存能量第三个高能磷酸键很容易断裂和再形成第三个磷酸基团很容易从ATP上脱离（即第二个高能磷酸键断裂），使ATP转变成ADP，同时释放能量ADP可以在酶的作用下迅速与一分子磷酸结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键，使ADP转变成ATPA. B. C. D.8、下列过程能使ADP含量增加的是（ ） A、消化道内蛋白质的消化 B、线粒体内的H与02结合 C、血红蛋白变为氧合血红蛋白过程 D、细胞分裂时纺锤丝的收缩9下表是有关酶的实验，据表填写有关的内容：试管编号加入物质量(mL)温度试剂现象1淀粉糊、清水各237碘 液变蓝2淀粉糊、唾液各20碘 液变蓝3淀粉糊、唾液各237碘 液不变蓝4淀粉糊、煮沸过的唾液各237碘 液变蓝5淀粉糊、加有2-3滴2%盐酸的唾液各237碘 液变蓝6蛋白质、唾液各237碘 液无变化（1）实验结果分析：1号试管_。 2号试管_。3号试管_。 4号试管_。5号试管_。 6号试管_。（2）从上述实验可以得知，酶的催化作用具有_特点，另外酶的活性还受_、_的影响。10新采摘的玉米果穗具有甜味，但放一段时间后甜味便降低，如果采摘后放在沸水中浸泡一段时间后再保存，甜味要保留较长一段时间。请回答：（1）放一段时间后甜味降低的原因是_。（2）沸水浸泡一段时间后再保存，甜味可保留较长时间的原因是_。（3）通过上述实验，可证明_。11取甲、乙两支洁净的试管，分别加入3毫升糨糊，然后，在甲试管内加入2毫升新鲜的小麦淀粉酶滤液，在乙试管加入2毫升清水。振荡两试管，将其浸浴在35左右的温水中，5分钟后同时取出两试管，冷却后，用本尼迪克试剂（遇可溶性还原糖有显色反应）检验方法进行检验。请回答： （1）两试管的现象是：甲_；乙_。（2）试分析，在pH值相同的情况下，酶促反应所需时间主要与哪些因素有关？_。_。_。（3）乙试管在实验中起_作用，甲、乙两试管内对应各物质的量要求相同的目的是_。（4）若要观察高温对酶活性的影响，可另设计试管丙，丙试管内的成分应和_试管的相同，并将此试管放入_水浴中，此试管内最后的颜色变化是_。（5）若要验证酶的专一性，可另设计试管丁和甲对照，丁试管应先后加入_（选择填空）；若要验证pH值对酶活性的影响，可另设计试管戊与甲对照，则戊试管先后加入物质的顺序是DBEF，该操作顺序是否合理？_为什么？_。A少许的蛋白清 B小麦淀粉酶滤液C适量的浓硝酸（可与蛋白质产生黄色反应以检验蛋白质的存在与否；酶的含量极少，其颜色反应可忽略） D3毫升糨糊 E适量的NaOH或HClF用本尼迪克试剂检验方法进行检验12、下图是人和动物体内能量的释放、转移和利用的文字图解。请据图分析回答：肌肉收缩神经传导和生物电合成代谢吸收和分泌可转移的能量热能（散失）CO2+H2O能源物质ATPADP+Pi （1）人和动物在新陈代谢方面不同于植物的一个显著特点是 。 （2）几种能源物质共同的化学元素有 。 （3）在自然界能直接利用无机物合成能源物质的生物，在生态系统中的成分是 。 （4）进行过程的实质是 ，进行的主要场所是 。 （5）以热能形式散失的能量，并不都是能量的浪费。举一例说明人体以热能形式散失的能量对维持人体生理活动的重要作用 。 （6）进行过程，为生命活动直接提供能量的反应式是 。13将萤火虫尾部的发光器割下，其中含有荧光素，取等量分别放入甲、乙两试管中，加少量水混合，又看到淡黄色荧光，过一段时间后，荧光消失。之后在甲试管中放2ml某溶液，乙试管中放入2ml葡萄糖溶液，结果甲试管发光了。请问：（1）甲试管中放入的某溶液是 溶液，这说明荧光是 能转化而成的。（2）荧光素发光是由于某溶液中物质发生了 反应，其表示式为 （3）设定乙试管的目的是 ，由此证明某物质是 。编号：16答案温故知新：(1)主动运输 需消耗能量 (2)小分子或离子 载体 (3)大 自主学习与要点讲解：例1-例5 CCBDB例6：(1)酶的高效性（过氧化氢酶和Fe3+催化效率的高低)(2)H2O2 溶液放置时间过长而分解(3) 2mL焦性没食子酸溶液，2滴H2O2溶液，2mL马铃薯块茎提取液 排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验结果的影响 3例7-例11 BADBC1-8DACBDACD9、（1）1号试管变成蓝色、2号试管变成蓝色、3号试管不变蓝、4号试管变蓝、5号试管变蓝、6号试管无变化。（2）专一性；温度；酸碱度。10（1）可溶性糖分解；（2）高温使水解可溶性糖的酶失去活性；（3）酶的催化作用受到温度的影响，高温可使酶失去生理活性。11（1）甲试管有显色反应；乙试管无显色反应（2）糨糊量小麦淀粉酶滤液量水浴的温度（3）对照；为了排除各项量的不同对结果的影响，便于结果分析（4）甲；沸；无显色反应（5）ABC；不合理；因为加入小麦淀粉酶可能会与淀粉发生作用，从而影响实验结果。12、（1）人和动物必须直接或间接地以绿色植物为食。（2）C、H、O（3）生产者。（4）分解有机物，释放能量 线粒体。（5）维持体温恒定。（6）13、（1）ATP化学（2）水解 （3）对照生命活动的直接能源答案和提示（一）问题探讨1.这个实验要解决的问题是：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化？2.是胃内的化学物质将肉块分解了。3.提示：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。（二）实验1.2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.不能。3.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。4.4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。（三）资料分析1.巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的；李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的，但是认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的。2.提示：巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。3.毕希纳的实验说明，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。4.萨姆纳历时9年用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。（四）旁栏思考题绝大多数酶是蛋白质，强酸、强碱、高温等剧烈条件都会影响到蛋白质的结构，所以酶比较“娇气”。（五）第一小节练习基础题1.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。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。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。萨姆纳：酶是蛋白质。2.提示：（1）细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要高效率地进行，酶的催化效率比无机催化剂高得多。（2）细胞内的化学反应需要在常温、常压、酸碱度适中等温和条件下进行，无机催化剂常常需要辅助以高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件才能有较高的催化效率。3.D。拓展题1.提示：可用第2章中学过的鉴定蛋白质的方法。在萨姆纳之前，之所以很难鉴定酶的本质，主要是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。2.提示：（1）如四膜虫的rRNA前体具有催化活性。（2）目前已有发现具催化活性的DNA的报道。（六）第二小节练习基础题1.B。 2.B。3.提示：这个模型中A代表某类酶，B代表反应底物，C和D代表反应产物。这个模型的含义是：酶A与底物B专一性结合，催化反应的发生，产生了产物C和D。这个模型揭示了酶的专一性。拓展题1.（1）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）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（图略）。