科学·技术·社会　酶为生活添姿彩教案评析

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 （第一课时）

一、酶的作用和本质

【学习目标】

1．能说出酶在细胞代谢中的作用以及酶的化学本质

2．能够通过进行有关的实验和探究，证明酶的作用和本质，并学会在实验设计中控制自变量，

观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。

3．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。

【学习重难点】

一、学习重点：酶的作用、本质

二、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

【使用说明】①阅读课本P78-82页，依据学习目标进行预习，完成以下自主学习内容。 ②用红笔做好疑难标记，以备讨论。

【自主学习】

一、酶的作用

1．

细胞中每时每刻都进行着许多___________，统称为细胞代谢。

2．

分子从常态转变为________________________的活跃状态所需要的__________称为活化能。

同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更_______,因而__________更高，这样细胞代谢就能在__________条件下快速进行。

3、酶的作用：____________ ____ 4、自变量指____________ ____ 因变量指____________ ____ 无关变量指____________ ____ 5、对照实验指____________ ___ 二、酶的本质

1．酶本质的探索

①巴斯德之前，许多化学家认为发酵是纯____ ______,与___________无关。

②1857年巴斯德提出发酵是由于____________________的存在，即有__________的参与才能引起发酵；而德国化学家李比希却坚持认为引起发酵的是_______________________,但这些物质只有在酵母细胞_____________后才能发挥作用。两种观点争执不下。

③德国化学家毕希纳发现不含酵母细胞的__________与活酵母是一样的，都能引起发酵，他将引起发酵的物质称为_____________, ④最早从刀豆种子提取出脲酶的是美国科学家____________,他用多种方法证明了酶是

___________. ⑤20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数___________也有生物催化功能。

总结：通过分析酶的探索历程，你有何体会？

2．酶的本质

酶是___________产生的，具有_____________________作用的一类有机物，其中决大多数

的酶是__________,少数是__________. 【合作探究】

1、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

实验原理

方试管编号

1 2 3 4

法H2O2溶液

步

骤

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。

③观察指标气泡的多少，可以反映谁的变化？

④该实验可得出什么结论？

2、加热、无机催化剂、酶都可以加快化学反应速率，原理是否相同？

3、酶一定在细胞内起作用吗？为什么？

4、你能鉴定一种酶是否是蛋白质吗？实验原理是？

【典例分析】

为验证光是植物生长发育的必要条件，设计如下实验：选择生长状况一致的小麦幼苗200株，随机均分为实验组和对照组，分别处理并预期结果。下面是关于实验组或对照组的处理方法和预期结果的几种组合，其中正确的是（ ）

①实验组 ②对照组 ③黑暗中培养 ④在光下培养 ⑤生长良好

⑥生长不良

A．②③⑤ B．①③⑥ C．①④⑤ D．②④⑥

答案：B、自变量为有无光照，实验组有人为改变的自变量处理即遮光处理。

【效果测评】

1．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

2、下列关于蛋白质和酶的叙述中，错误的一项是 （ ）

A、蛋白质的结构多样性决定功能多样性

B、组成酶的基本单位是氨基酸

C、肽酶能使蛋白质分解为多肽

D、相同种类、数目的氨基酸，组成的蛋白质可能不同

3、种子在萌发时，贮藏营养物质会发生水解作用，水解的产物可以为种子萌发提供能量，则活性最高的酶应该是下列哪些酶：

（1）脂肪酶

（2）淀粉酶（3）蛋白酶（4）纤维素酶（5）过氧化氢酶（6）果胶酶

A、（1）（2）（3）

B、（4）（5）（6）

C、（1）（3）（5）

D、（2）（4）（6）

4、根据酶在生物体内存在的部位，可分为胞内酶和胞外酶，下列属于胞外酶的是（

）

A、呼吸酶

B、光合酶

C、消化酶

D、DNA解旋酶

5、在下列关于酶和激素的叙述中，正确的是：（ ）

A、激素和酶一样化学本质都是蛋白质

B、能产生激素的细胞不一定能产生酶

C、激素和酶一样都在细胞外发挥功能

D、能产生酶的细胞不一定产生激素

6、有关酶的正确叙述是

（

）

①是有分泌功能细胞产生的

②有的从食物获得，有的在体内转化而来

③凡是活细胞，都能产生酶

④酶大都是蛋白质

⑤有的酶是蛋白质，有的酶是胆固醇

⑥酶在代谢过程中有多种功能

⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用

⑧酶只是起催化作用。

A．①②⑤

B．②③⑦

C．③④⑧

D．④⑤⑥

7、已知2H2O22H2OO2，可以通过观察反应过程中的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。

实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5%FeCl3溶液，0.01%牛过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。

（1）实验步骤：

①__________________________________________________________________________。

②__________________________________________________________________________。

③__________________________________________________________________________。

（2）实验结果预测及结论：

整个实验中不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是：________________。由此可得出的结论是____________________________________。

【知识链接】

1、补充：什么是对照组什么是实验组？

对照组：自然状态下或已知影响因素所造成结果的一组

实验组：在实验过程中有自变量处理的对象组为实验组。

在中学中大多数实验需要设置对照实验，但也有例外。可不用对照。如检测细胞中的有机物。

2、绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA

学后反思：

存在的疑惑：

第1节 降低化学反应活化能的酶 （第二课时）

一、酶的特性

【学习目标】

1．能说出酶在细胞代谢中不同于无机催化剂的特性。

2．能够通过进行有关的实验和探究，证明酶的高效性和专一性，并学会在实验设计中控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。

3．能够设计实验，探究影响酶活性的因素。

【学习重难点】

一、学习重点：酶的特性

二、学习难点：1．控制变量的科学方法

2．探究性实验的基本流程

【使用说明】①阅读课本P83-85页，依据学习目标进行预习，完成以下自主学习内容。 ②用红笔做好疑难标记，以备讨论。

【自主学习】

一、酶的特性

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

。

质量分数20％的新质量分数为3.5％的

鲜肝脏研磨液1滴

氯化铁溶液1滴

过氧化氢酶所含酶Fe3＋的相对数量：25

的相对数量：1 万

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

。每

一种酶只能催化

或

化学反应。所以脂肪酶只能作用于

，蔗糖酶只能

作用于

。

3．酶的作用条件较

，如需要适宜的

和

等条件。若过酸、

过碱、或温度过高会使酶的

遭的破坏。使酶永久失活。低温只能使

酶

，却不能改变酶的

。所以酶试剂适合

保存。

二、探究性实验的基本流程：

提出问题→ →设计实验→ →分析结果→得出结论→ →进一步探究

【合作探究】

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？

胃蛋白酶进入小肠后还能起作用吗？其原因是什么？

2、研究影响酶活性的条件

提出问题：

探究温度对酶活性的影响

作出假设：

材料用具：质量分数为3%的可溶性淀粉、质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液、试管、量筒、烧杯、滴管、试管夹、酒精灯、三角架、石棉网、温度计、火柴、热水、冰水、碘液。

实验步骤：（结合知识链接，完成实验设计）

（1）

（2）

（3）

3、

总结影响酶促反应．．．．的因素，并绘制影响因素对酶促反应影响曲线。

注意横纵坐标的含义，以及相应曲线的起点、终点、转折点等。

【典例分析】右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t2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

答案：B解析：在最适宜的温度下，酶的活性最高。温度偏高或偏低,酶活性都会明显降低。当反应温度t2调到最适温度时，酶活性上升。温度过高，还会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，0左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复，酶适于在低温下保存，故C，D错误。

【效果测评】

1．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

2．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

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．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。

装置

A B C D E F 水浴温度（T℃）

10 20 30 40 50 60

凝乳时间（min）

不凝固

7. 4 1.5 4 不凝固

通过多次实验，并记录不同温度下凝乳所需要的时间，结果如上表：

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

5．如图纵坐标表示酶促反应速度，横坐标表示底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速度关系的是( )

6.如图是某种有机物加入催化剂后，置于0 ℃到80 ℃环境中，有机物的分解总量与温度的关系图。根据该图判断，如果把这些物质置于80 ℃至0 ℃的环境中处理，其有机物分解总量与温度的关系图（图5-1-4）应为( )

7．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2 37℃

碘

液

变蓝

2 淀粉糊、唾液

各2 0℃

碘

液

变蓝

3 淀粉糊、唾液

各2 37℃

碘

液

不变蓝

4 淀粉糊、煮沸过的唾液

各2 37℃

碘

液

变蓝

5 淀粉糊、加有2-3滴2%盐酸的唾液

各2 37℃

碘

液

变蓝

6 蛋白质、唾液

各2 37℃

碘

液

无变化

（1）上述试管实验结果分别是：

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。

8．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

【知识链接】

实验设计的三步曲：

1、

取材、分组、编号。

2、

对实验组和对照组进行处理。（应遵循控制变量、设立对照、等量原则）

3、

处理一段实验，观察实验现象记录数据并得出结论。

学后反思：

存在的疑惑：