第5章第1节降低化学反应活化能的酶导学案.docx

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第5章第1节降低化学反应活化能的酶导学案

导学案：

第1节降低化学反应活化能的酶

【学习目标】

1.知识与技能：

①细胞代谢的概念；

②酶在细胞代谢中的作用；

③酶的本质及特性。

2.过程与方法：

①通过自主学习，培养推理、比较、分析、归纳总结的能力；

②通过有关的实验和探究，培养实验操作能力、合作学习能力、探究能力；

③通过在有关的实验、资料分析、合作作用中问题讨论中，学会思考、解决问题，培养语言表达能力，以及分享信息的能力。

3.情感态度和价值观：

①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观察、实验、探索和争论中前进的，认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神和态度；

②通过小组间的讨论、合作与交流，培养学生的合作、团结互助精神；

③通过让学生了解酶的发现过程，使学生体会实验在生物学研究中的作用和地位；通过讨论酶在生产、生活中的应用，使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系。

【重点难点】

1.重点：

①酶在细胞代谢中的作用；

②酶的本质及特性；

③实验验证酶的特性。

2.难点：

①酶在细胞代谢中的作用；

②实验验证酶的特性。

预习案

【学法指导】

1.预读教材指导：

①用5分钟的时间，阅读教材78页的“问题探讨”，讨论完成相应的问题。

②阅读教材78页“酶的作用和本质”部分第一段文字，用红笔勾划出概念“细胞代谢”。

③用10分钟的时间，阅读教材78=80页的“酶在细胞代谢中的作用”，先了解“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的实验原理、目的要求、材料用具和方法步骤，并讨论完成相应的问题，归纳总结得出实验结论，并了解“对照实验”、“自变量”、“因变量”及“无关变量”的概念，知道如何控制变量的科学研究方法，并要在实验课中认真操作实验，加深理解。

在教材80页用红笔勾划出概念“活化能”以及酶与无机催化剂相比的不同点。

④用10分钟的时间，阅读教材80页的“酶的本质”，分析资料“关于酶本质的探索”，讨论完成相应的问题。

⑤用15分钟的时间，阅读教材83-85“酶的特性”部分，用红笔勾划出什么是酶、酶的本质以及酶的特性（高效性、专一性、作用条件较温和）；进行探究活动“影响酶活性的条件”，小组讨论分析并表达交流从而认识哪些条件会影响酶的活性，并在实验课中认真操作实验，加深理解。

2.方法技巧指导：

①跟随老师的问题，积极思考，将原有的知识应用到新知识的学习中，完成知识的迁移。

②小组内合理分工，协调实验操作、记录和汇报，培养观察、分析、判断的思维能力和实验操作能力，培养科学探究精神和合作精神。

③结合书本的文字叙述、图片和老师展示的动画，提高分析、归纳能力。

【教材助读】

1.消化：

消化是机体通过消化管的运动和消化腺分泌物的酶解作用，使大块的、分子结构复杂的食物，分解为能被吸收的、分子结构简单的小分子化学物质的过程。

其中，通过咀嚼等物理作用，把食物由大块变成小块的过程称为物理性消化；通过消化酶的作用，把大分子变成细胞可吸收的小分子的过程称为化学消化。

2.对照实验：

实验中用以阐明某因素对一个对象的影响时，除了对实验所研究因素不同外，其他因素都保持一致，并把试验结果进行比较，这种试验就叫做对照试验。

对照实验分为实验组（接受实验变量处理的对象组）和对照组（不接受实验变量处理的对象组）。

对照实验有变量且只有一个，按对照的内容和形式上的不同，通常有以下对照类型：

①空白对照：

指不做任何实验处理的对象组。

例如，在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中，加入生物组织样液的一组为实验组，不加的为对照组（空白对照）。

②自身对照：

指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组。

如“植物细胞质壁分离和复原”实验，就是典型的自身对照。

自身对照，方法简便，关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异，实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。

③条件对照：

指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。

如“动物激素饲喂小动物”实验中，饲喂甲状腺激素的一组为实验组、饲喂甲状腺抑制剂的一组为条件对照组、不饲喂药剂的一组为空白对照组。

④相互对照：

指不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照。

如“植物的向性”实验中，5个实验组所采用的都是相互对照，较好的平衡和抵消了无关变量的影响，使实验结果更具有说服力。

3.酶催化作用的特点：

生物体内的各种化学反应，几乎都是由酶催化的，该反应叫酶促反应，反应中被酶作用的物质叫做底物，经反应生成的物质叫做产物。

酶与无机催化剂催化作用的区别为：

①相同点：

改变化学反应速率，本身不被消耗；只能催化热力学允许进行的反应；加快化学反应速率，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点；降低活化能，使速率加快。

②不同点：

高效性（指催化效率很高，使得反应速率很快）；专一性（酶只作用于一种或几种相关的化合物的反应）；多样性（生物体内具有种类繁多的酶）；易变性（多数酶是蛋白质，在高温、强酸、强碱等条件下会变性失活；反应条件的温和性（酶促反应在常温、常压、生理pH条件下进行）；酶的催化活性受到调节、控制；有些酶的催化活性与辅因子有关。

4.影响酶作用的因素：

酶的催化活性强弱以单位时间内底物减少量或产物生成量来表示。

研究某一因素对酶促反应速率的影响时，应在保持其他因素不变的情况下，单独改变研究的因素。

影响酶促反应的因素常有：

酶的浓度（在底物足够，其他条件固定的条件下，反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应的速率与酶浓度成正比）、底物浓度（在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比；在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速率也随之加快，但不显著；当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率几乎不再改变）、pH值（酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性，超过这个范围就会变性失活。

在一定条件下，酶活性最大时的pH称为这种酶的最适pH）、温度（在一定温度范围内反应速率随温度的升高而加快，但当温度升高到一定限度时，反应速率随着温度的升高而下降。

在一定条件下，酶活性最大时的温度称为这种酶的最适温度）、抑制剂（抑制酶活性）、激活剂（提高酶活性）等。

【预习自测】

1.细胞中每时每刻都进行着许多的__________，统称为细胞代谢，是细胞_________的基础，但代谢过程中也会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢，但它并不影响细胞正常的生命活动，

这是因为细胞合成了一种__________酶，能将过氧化氢及时分解为O2和H2O。

2.实验过程中_____________的因素称为变量。

其中_____________的变量称为自变量，随着__________的变化而变化的变量称为因变量。

除自变量外，实验过程中可能还存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。

除了____________以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。

对照实验一般要设置对照组和实验组，在对照实验中，除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持______。

在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，自变量是________________________，因变量是______________________________，无关变量是________________________，在对照实验中应始终保持______，在该实验中，______号试管是对照组，____________号试管是实验组。

3.分子从_____转变为容易发生化学反应的______状态所需要的能量称为活化能。

通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，证明酶具有______能力，同时也证明酶具有______的特性。

其催化作用的机理是________________________，使细胞代谢在______条件下快速进行。

4.1857年，法国微生物学家巴斯德认为：

没有_____________的参与，糖类是不可能变成酒精的。

德国化学家李比希认为：

引起发酵的物质是________________并裂解后释放出来的。

毕希纳把从酵母细胞中提取出的引起发酵的物质叫_______。

1926年，美国的萨姆纳第一个提取出______，并证明了脲酶是_________，其作用是分解______。

20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数______也具有生物催化功能。

5.酶是_________产生的具有__________作用的有机物,其中绝大多数酶是__________，极少数是______。

酶具有______性（酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍）和______性（每一种酶只能催化____________化学反应，酶的作用条件较______（在______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______。

在______、______或______条件下酶会变性失活，而在______条件下酶的活性降低，但不会______。

探究案

【合作探究】

一、斯帕兰札尼实验分析：

1.实验现象：

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。

2.思考与讨论：

①这个实验要解决什么问题？

____________________________________________________________________。

②是什么物质使肉块消失了？

__________________________________。

③怎样才能证明你的推测？

____________________________________________________________________。

二、细胞代谢的概念：

细胞中每时每刻都进行着许多的__________，统称为细胞代谢，是细胞_________的基础，但代谢过程中也会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢，但它并不影响细胞正常的生命活动，这是因为细胞合成了一种__________酶，能将过氧化氢及时分解为O2和H2O。

三、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

①实验原理：

新鲜肝脏中含有较多的____________酶。

经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中

__________酶分子数的25万倍。

Fe3+和过氧化氢酶都可以催化过氧化氢分解为O2和H2O。

②目的要求：

③材料用具：

④方法步骤：

a.取4支洁净的试管，分别编上序号1、2、3、4，向各试管内分别加入2mL__________溶液，按序号依次方式在试管架上。

b.将2号试管放在90℃左右的水浴中加热，观察气泡冒出的情况，并与___号试管作比较。

c.向3号试管内滴入2滴FeCl3溶液，向4号试管内滴入肝脏研磨液，仔细观察哪支试管产生的__________。

d.2～3min后，将点燃的卫生香分别放入3号和4号试管内液面的上方，观察哪支试管中的____________________。

⑤思考与讨论：

a.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？

_________________________________________________________________________。

b.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？

______________________________________。

c.3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？

________________________