降低化学反应活化能的酶导学案.docx
《降低化学反应活化能的酶导学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《降低化学反应活化能的酶导学案.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
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
台山市第一中学杨英
一、问题探讨
1773年，斯帕兰札尼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。
讨论1：
这个实验要解决什么问题？
。
讨论2：
是什么物质使肉块消失了？
。
讨论3：
怎样才能证明你的推测？
。
二、酶的发现及酶的本质
阅读教材P81资料分析，讨论。
讨论4：
巴斯德的观点是什么？
。
讨论5：
李比希的观点又是什么？
。
讨论6：
从毕希纳的实验可以得出什么结论？
。
萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔奖。
后来还发现少数RNA也具有生物催化功能。
讨论7：
你能给酶下一个较完整的定义吗？
。
讨论8：
给你一份某种酶的结晶，你能设计实验鉴定它是不是蛋白质吗？
。
三、酶的催化作用
是细胞生命活动的基础。
（一）相关概念
1．酶促反应：
酶所催化的化学反应称为酶促反应。
2．底物：
在酶促反应中被酶催化的物质。
3．产物：
经酶催化所产生的物质。
4．酶的活性：
酶所具有的催化能力。
5．酶的失活（酶失活）：
酶失去催化能力。
6．活化能：
。
（二）酶具有催化作用
★实验：
比较过氧化氢在不同条件下的分解
1．实验原理：
过氧化氢在加热、化学催化剂Fe3+,生物催化剂酶的作用下，可以分解为水和氧气。
2．材料用具：
略
3．实验步骤：
试
管
号
3%的
过氧化
氢溶液
控制变量
点燃的卫生香检测
实验处理
气泡
多少
1
2mL
2
2mL
90℃左右水浴加热
很少
3
2mL
滴加3.5%FeCl3溶液2滴
较多
燃烧但不猛烈
4
2mL
滴加20%肝脏研磨液2滴
很多
燃烧猛烈
讨论9：
与1号试管相比,2号试管出现了什么不同的现象？
这一现象说明什么？
。
讨论10：
为什么加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率?
加热起了什么作用?
。
讨论11：
在细胞内能通过加热来提高反应速率吗？
。
讨论12：
3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？
。
讨论13：
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进行至关重要？
。
四、酶的特性
（一）特性：
（1）高效性
（2）专一性（3）作用条件较温和（需适宜的温度、pH）
（二）如何证明酶具有高效性和专一性？
★实验1、验证酶具有高效性
思路：
实验组：
底物＋生物催化剂（酶）→底物分解速率（产物形成速率）
对照组：
底物＋无机催化剂→底物分解速率（产物形成速率）
实验中：
自变量：
因变量：
无关变量：
。
★实例：
比较过氧化氢酶与Fe3+的催化效率
1．原理：
过氧化氢在化学催化剂Fe3+,生物催化剂酶的作用下，可以分解为水
和氧气
2．材料用具：
略
3．实验步骤：
试
管
号
3%的
过氧化
氢溶液
控制变量
点燃的卫生香检测
实验处理
气泡
多少
1
2mL
滴加3.5%FeCl3溶液2滴
较多
燃烧但不猛烈
2
2mL
滴加20%肝脏研磨液2滴
很多
燃烧猛烈
4．结论：
。
5．分析讨论：
①实验的自变量：
②因变量：
③参考指标：
。
★实验2：
证明酶具有专一性
思路：
实验组：
底物＋相应酶液→底物分解
对照组：
相同底物＋另一种酶液→底物不分解
或：
实验组：
底物＋相应酶液→底物分解
对照组：
另一底物＋相同酶液→底物不分解
实验中：
自变量：
因变量：
无关变量：
★实例：
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用
1．原理：
淀粉和蔗糖不具还原性，与斐林试剂不发生反应。
用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性。
2．材料用具：
略
3．实验步骤：
操作序号
项目
1号试管
2号试管
1
注入3%的可溶性淀粉溶液
2mL
/
2
注入3%的蔗糖溶液
/
2mL
3
注入新鲜淀粉酶溶液，并振荡
2mL
2mL
4
60℃温水保温
5min
5min
5
注入斐林试剂，并振荡
2mL
2mL
6
水溶加热
1min
1min
7
现象
砖红色沉淀
无砖红色沉淀
4．结论：
。
5．分析讨论：
（1）为什么要将试管浸到60℃的温水保温？
。
（2）为什么用斐林试剂而不用碘液？
。
6、思考：
（1）如何绘制酶专一性的图？
（2）酶在反应前后有没有发生质和量的变化？
。
（3）每一种酶都能催化所有化学反应吗？
。
（4）酶能改变化学反应平衡吗？
。
★五、影响酶促反应的因素
（一）酶的活性：
影响酶活性的因素一定会影响酶促反应的速率。
1．表示方法：
以单位时间内底物的减少量或产物的生成量来表示。
2．影响因素：
（1）温度：
图示含义：
。
（改变了酶的空间结构）
（2）pH：
结论：
温度、、改变酶的空间结构，使酶失活变性。
（二）底物浓度（三）酶浓度
★六、探究温度（pH）对酶活性的影响
思路：
自变量：
因变量：
无关变量：
实例1：
探究温度对淀粉酶活性的影响。
1．实验原理：
（1）淀粉遇碘后，形成蓝色的复合物。
（2）淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖，麦芽糖和葡萄糖遇碘后不
显色。
注：
市售a-淀粉酶的最适温度约600C
2．方法步骤：
（1）取3支试管，编上号（A、B、C），然后分别注入2mL可溶性淀粉溶液；
（2）另取3支试管，编上号（a、b、c），然后分别注入1mL新鲜淀粉酶溶液；
（3）将装有淀粉溶液和酶溶液的试管分成3组，分别放入沸水、
热水（约600C）和冰块中，维持各自的温度5min；
（4）分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，维持各自的温度5min；
（5）在3支试管中各滴入1-2滴碘液，摇匀后观察这3支试管中溶液颜色变化并记录；
思考题1、为什么用不同温度处理淀粉溶液或酶溶液，这是为什么？
。
思考题2、在试管A、B、C中分别能观察到什么现象？
。
思考题3、通过上述实验，你能得出什么结论？
。
思考题4、在上述实验中，自变量是。
无关变量是。
实例2：
探究PH值对酶活性的影响
（一）实验原理：
思考题5、请依据下面所列实验操作步骤，写出该实验的实验原理。
。
（二）操作步骤：
用表格显示实验步骤：
（注意操作顺序不能错）
序号
加入试剂或处理方法
试管
1
2
3
1
注入新鲜的淀粉酶溶液
1mL
1mL
1mL
2
注入蒸馏水
1mL
/
/
3
注入氢氧化钠溶液
/
1mL
/
4
注入盐酸
/
/
1mL
5
注入可溶性淀粉溶液
2mL
2mL
2mL
6
600C水浴保温5min
7
加入斐林试剂，边加边振荡
2mL
2mL
2mL
8
水浴加热煮沸1min
9
观察3支试管中溶液颜色变化变记录
思考题6、请在上表中填入你所观察到的实验现象。
。
思考题7、通过上述实验，你能得出什么结论？
。
思考题8、在上述实验中，自变量是；
无关变量是。
思考题9、探究温度对酶活性的影响实验中是否可以用斐林试剂来检验实验
果？
为什么？
。
七、练习：
1．同一个体内的各类活细胞所含酶的（）
A、种类有差异，数量相同B、种类有差异，数量不同
C、种类无差异，数量相同D、种类无差异，数量不同
2．关于酶生理功能的叙述，下列哪一项是正确的（）
A、生物体内的化学反应提供能量
B、能加快生物体内的生化反应速度
C、酶是一种高效、专一的无机催化剂
D、能促进生物体内营养物质的运输
3．在唾液淀粉酶水解淀粉的实验中，将唾液稀释10倍，与用唾液原液的实验效果基本相同，这表明酶具有（）
A、专一性 B、多样性 C、高效性 D、稳定性
4．进入冬眠的动物体，代谢极为缓慢，最根本的原因是（）
A、体内酶活性降低 B、气温低 C、进食少 D、消耗能量少
5．下列条件中，不能使酶失活的是（）
A、高温B、低温C、强酸D、强碱
6．下图纵轴为生成物量，横轴为反应时间，其中能正确表示酶浓度增加，而其他条件不变时，生成物量变化的曲线图是（图中虚线表示酶浓度增加后的变化曲线）（ ）
7．下列关于酶的正确叙述是：
（）
A．活细胞产生的，在细胞内起作用B．酶与激素的作用相同
C．酶的产生受遗传物质控制D．在催化过程中不断被消耗
8．探索温度对酶活性影响的实验，需进行如下步骤的的操作：
①取3支试管，编号并注入2mL淀粉溶液
②向各试管注入1mLα－淀粉酶溶液
③向各试管滴1滴碘液
④将3支试管分别放在60℃热水、沸水和冰块中维持温度5min
要观察到正确的实验现象，其合理的实验顺序应为（）
A．①→②→③→④B．①→③→②→④
C．①→②→④→③D．①→④→②→③
10．下列关于酶的叙述中正确的一项是（）。
①酶是活细胞产生的；
②酶都有消化功能；
③酶的本质是蛋白质，蛋白质都是酶；
④酶能够降低化学反应活化能，具有专一性、高效性；
⑤酶促反应与外界条件无关；
⑥淀粉酶能促进淀粉水解；
⑦酶只有在生物体内才起催化作用
A.①②③B.①②④⑤C.①②④⑥D.①③⑥
11．下图是人体内某化学反应的图解，其中英文字母代表物质，数字表示反应前、中、后过程，请据图说明：
（1）图中代表酶的是____________。
（2）从图1和图2可以反映出酶具有___________性。
（3）如果D代表二肽，那么E和F能发生的化学反应是___________。
（4）如果D代表蔗糖，那么A为，E和F则是____________和______________
答案：
一、
讨论1：
鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化。
讨论2：
胃内的化学物质将肉块消化了。
讨论3：
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、
讨论4：
造酒中的发酵是由于酵母细胞的存在，如果没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。
讨论5：
认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。
讨论6：
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。
讨论7：
酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物，其中绝大数是蛋白质，少数是RNA。
讨论8：
可用鉴定蛋白质的方法。
三、细胞代谢
（一）分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量
（二）讨论9：
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。
讨论10：
加热使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。
讨论11：
不能。
体内的生化反应需在常温、常压下高效率地进行。
我们生病发热时医生总是想方设法首先降温。
讨论12：
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。
讨论13：
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。
四
（二）实验1：
催化剂种类 底物分解速率或产生生成速率 试剂的量、反应温度、pH等4、酶的催化具有高效性 5、催化剂种类
产物生成速率 单位时间内产生的气泡的数量 实验2：
不同底物或酶液底物是否被分解或有无产物生成试剂的量、反应温度、pH等4、酶的催化具有专一性5
（1）是淀粉酶在60℃左右时，催化效率最高
（2）温度在这个实验设计中是无关变量，在60℃的温水中保温可排除温度对实验结果的干扰。
6
（1）略
（2）没有（3）不能，酶具有专一性
（4）不能，加快反应速率先达平衡点
五
（一）
（1）在较低温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐渐增强，达到最适温度时，酶的活性最高，但高于最适温度后酶的催化能力会迅速下降，最后完全失去催化能力。
（2）过高过酸过碱
六、温度梯度酶活性（底物分解速率或产物生成速率）底物浓度与量、酶的浓度与量等
实例1
思考题1：
防止混合时，由于两种溶液的温度不同而使混合后温度发生变化，反应温度不是操作者所要控制的温度，影响实验结果
思考题2：
试管A、B、C的现象分别是：
不变蓝、变蓝、变蓝
思考题3：
温度会影响酶的活性
思考题4：
自变量是不同的温度无关变量是可溶性淀粉溶液、新鲜淀粉酶溶液、碘液的量
思考题5：
淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖，麦芽糖和葡萄糖是还原性糖，遇斐林试剂煮沸的情况下会有砖红色沉淀。
思考题6：
有砖红色沉淀没有砖红色沉淀没有砖红色沉淀
思考题7：
溶液PH值会影响酶的活性
思考题8：
不同的PH值可溶性淀粉溶液、新鲜淀粉酶溶液、斐林试剂的量以及用于调节PH的蒸馏水、氢氧化钠溶液、盐酸的量。
思考题9：
不能；因为如用斐林试剂来检验实验结果，需加热煮沸，会使低温试管中也出现砖红色沉淀，从而影响实验结果、结论。
升级会员 