高中生物《降低化学反应活化能的酶》教案20 新人教版必修1Word下载.docx
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对于一个生物体来说要进行的生理活动非常之多，构成生物体的每一个细胞内的物质需要不断地合成与分解，不断地处于自我更新的状态，而这种自我更新的过程完全依赖于细胞内发生的生物化学反应，每一个化学反应都伴随着能量的变化。
细胞中全部有序的化学变化的总称就叫细胞代谢。
细胞生存的条件是很温和的，那么细胞内数量如此巨大的生物化学反应如何在常温、常压、水溶液环境、pH接近中性的条件下，迅速高效地进行呢？
在化学反应中有没有提高化学反应的方法呢？
过氧化氢在不同条件下的分解
实验前介绍：
动植物在代谢中产生的过氧化氢，对机体是有毒的。
机体通过过氧化氢酶，催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。
铁离子也可催化这一反应。
2H2O2H2O＋O2
如何获得过氧化氢酶？
新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶，所以新鲜肝脏研磨液含有较多的过氧化氢酶。
按以下实验步骤来进行实验：
试管编号
1
2
3
4
实验原理
过氧化氢在高温或Fe3＋或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气
第一步
每支试管各加入2mL3%的H2O2溶液
第二步
90℃热水浴
用滴管加2滴
3.5%FeCl3溶液
用滴管加2滴质量分数为20%肝脏研磨液
观
察
观察气泡冒出情况，并记录
现象
无
较多
很多
将点燃的卫生香
放在液面上
没变化
火头变亮
复燃
原
因
没有生
成氧气
生成了少量氧气
生成了大量氧气
结
论
酶的催化效率比无机催化剂的催化作用更显著
对上述实验进行分析，对照实验的特点。
上述实验分成了1、2、3、4号四支试管，哪些是四支试管共同的条件？
两两比较不同的条件有几个？
共同点：
都在试管中加入2mLH2O2溶液，都在相同的压力下进行。
不同点：
1和2：
只有温度不同；
1和3：
3多了2滴FeCl3溶液；
1和4：
4多了2滴肝脏研磨液；
3和4：
加入的催化剂不同。
1号试管没有加任何试剂，它起的作用是什么？
它起的是对照的作用。
结论：
进行该实验的其他因素相同，而只有其中某一因素不同，观察其对实验结果的影响。
如果结果不同，那么影响该结果的就是这一不同的因素。
在上述实验3试管和4试管只有加入的催化剂不同，那么该实验的结果3放的氧气少，4放出氧气多就是因为加入到4号催化剂的催化效率比加入到3号的高。
即酶具有高效性。
2和4试管现象基本相同，能否在生物体中也利用2的方法来解毒？
不能。
加热到这样的温度会造成生物的细胞死亡。
能否用同一滴管给3和4试管加FeCl3溶液和肝脏研磨液？
共用滴管会让肝脏研磨液（或FeCl3溶液）残留在滴管内，难以判断出过氧化氢的分解是哪种滴加液的作用，影响实验结果的准确。
为何酶的催化效率会比无机催化剂更高呢？
酶降低了活化能。
活化能就是分子从常态转化变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
活化能越大，反应就越不容易进行，反之就容易进行。
［教师精讲］
在生物体中，生物体内的化学反应每时每刻进行着。
以人为例：
据估计人体细胞内每分钟大约要发生几百万次的化学反应，这么多的化学反应能在人体中顺利而迅速地完成，完全是靠酶的催化作用。
它和无机催化剂相比，具有更高的催化效率。
酶在细胞内的物质变化过程中起着重要作用，这个作用是其他物质无法代替的。
它降低了化学反应中的活化能，而自身却没有发生变化，所以是一种催化剂。
它是细胞内产生的，所以它也是细胞中具有高效催化效率的生物催化剂。
它的作用就是降低活化能。
［评价反馈］
1.选用新鲜肝脏来比较过氧化氢在不同的条件下分解的实验，是因为新鲜的肝脏中
A.含Fe离子多
B.含酶的种类多
C.温度高
D.过氧化氢酶多且活性高
2.在医院常用双氧水作为身体出现小伤口的消毒用药，能观察到什么现象吗？
试解释该现象。
参考答案：
1.D
2.能看到伤口有气泡产生。
原因是人体细胞中产生的酶将双氧水分解成了水和氧气。
［课堂小结］
［布置作业］
1.查资料：
催化剂之所以能加快化学反应，它的作用原理是什么？
2.预习P81的资料分析，说出酶的研究过程。
从这些过程中你得到了什么启示？
［课后拓展］
1.酶—底物复合物的形成及诱导契合假说
酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。
这一过程为酶－底物结合的诱导契合假说。
2.酶促反应的机制
（1）邻近效应与定向排列：
两种或数种底物分子在酶活性中心聚集、特异结合，使活性中心的底物浓度增加；
底物受催化攻击部位对准活性中心的催化基团，可增加催化效率。
（2）多元催化：
一种酶常兼有酸、碱双重催化作用，发生多个功能基团的协同作用，提高酶的催化效率。
（3）表面效应：
酶的活性中心提供的疏水环境可排除水分子对各功能基团的干扰性吸引或排斥，防止底物与酶之间形成水化膜，利于酶与底物结合。
第二课时
酶的本质
教师收集有关酶研究的资料，比如酶工程、酶的分类等。
学生整理酶本质探索的基本过程，了解这些科学家所作的重要贡献和基本观点。
现在已经知道细胞内的生理活动之所以如此有序地快速进行，酶的作用无可替代，但是19世纪以前，人们对这些所知甚少，人们对酶的认识是科学家不懈努力的结果。
巴斯德和李比希观点的比较
巴斯德
李比希
1822～1895（法国）
1803～1873（德国）
微生物学家、通过显微镜观察
化学家，通过对化学变化的研究
发现发酵的过程中有酵母菌存在
认为糖类变成酒精就是一个化学反应
没有活细胞
结论：
在这个变化过程中，只有细胞
糖类不可能变成酒精
死亡之后放出了某些物质起了作用
从巴斯德研究的领域来看，他得出结论的出发点主要是什么？
巴斯德是微生物学家，他主要强调生物体或细胞的整体作用。
从李比希研究的领域来看，它得出结论的出发点主要是什么？
李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。
他们的争论被哪位科学家的研究成果平息了？
毕希纳。
请分析毕希纳研究的过程（学生活动）。
实验：
酵母细胞研磨加水搅拌加压过滤含酵母细胞的提取液加入葡萄糖。
现象：
冒出气泡。
酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样。
酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。
你认为毕希纳只凭上面的实验能不能说明酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样？
那还应做怎样的实验？
对照实验。
将酵母菌分成两等份，一半直接加入葡萄糖，另一半通过研磨、过滤等过程来进行，观察结果是否一样。
有人说毕希那的研究成果与前人无关，你同意这样的观点吗？
不同意。
正是由于巴斯德、李比希的研究确定了争论的焦点，使得毕希纳的研究更加具有针对性。
虽然已经确定了酶在物质变化中的作用，但酶到底是什么物质仍然是困扰大家的问题。
要研究酶是什么物质，首先要得到纯度较高的酶，然后才能作出鉴定。
美国科学家萨姆纳在研究酶究竟是什么过程中作出了杰出贡献。
萨姆纳的研究过程
萨姆纳研究哪种酶？
是如何确定的？
脲酶。
借助其他科学家的研究，知道刀豆种子中脲酶的含量比较高。
脲酶提取出了，根据你学过的知识如何证明它就是脲酶，不是细胞中其他的有机物呢？
在这个实验中首先可以证明是不是蛋白质。
用双缩脲试剂这个特有反应来鉴定。
然后根据脲酶的特性：
尿素氨＋二氧化碳，来判定它不是脲酶。
1926年萨姆纳的重要科学研究成果让人们知道脲酶就是蛋白质，后来其他科学家也提取了其他种类的酶，也证明是蛋白质，所以在以后一段较长的时间，人们都认为酶就是蛋白质。
科学家得出的结论应用的什么方法？
概括法。
你能说出当时概括得出这个结论的基本思路吗？
脲酶是蛋白质，胰蛋白酶也是蛋白质，胃蛋白酶也是蛋白质。
人们发现的酶都是蛋白质，所以酶就是蛋白质。
这样的结论到了20世纪80年代美国科学家的重要发现出现了什么变化？
美国科学家切赫和奥特曼发现了一种酶，它也有催化功能，但是它是RNA。
这样酶的定义就有了发展。
即：
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少量的是RNA。
酶作为生物催化剂，人们对它的认识经历了较长的时间，从酶究竟是在活细胞中能起作用还是释放出来起作用一直争论到到底是什么物质，每次争论的结果都让人们对酶的认识更深入一步，更加准确，所以可以说酶的本质的发现过程也正是人们认识自然的一个真实写照。
1.细胞内合成酶的主要的场所是
A.细胞质
B.线粒体
C.核糖体
D.内质网
2.分析上题中能不能说合成酶的场所是核糖体？
1.C
2.不能。
因为还有少量的酶是RNA，它的合成场所就不在核糖体。
通过对酶本质的发现过程的学习，我们知道酶的本质就是具有催化作用的有机物。
酶的本质的发现过程也说明了一个问题，这个科学结论的得出是科学家不断探索、不断进行实验，最终揭示出来的。
它是许多科学家共同努力的结果。
1.P82一基础题1、2、3。
2.预习酶的特性的内容。
分小组来设计实验验证酶的专一性和酶要起作用需要温和条件。
通过对酶的研究，证实绝大多数的酶都是蛋白质。
酶按照化学组成可分成两类：
单纯酶和结合酶，单纯酶就是只有氨基酸组成，不含其他成分。
例如：
脲酶、胃蛋白酶等。
结合酶就是除了蛋白质之外，还含有对热稳定的非蛋白质的小分子物质（如金属离子，也可以是小分子有机物），前者称为酶蛋白，后者称为辅酶。
只有两者结合才具有活力。
如转氨酶、乳酸脱氢酶都属于此类酶。
●板书设计
gkxx
2019-2020年高中生物必修2复习提纲-新课标人教版必修2
第一章遗传因子的发现
[要点整合]一、孟德尔的豌豆杂交实验
（一）
1．选材：
豌豆传粉、受粉纯种
性状易区分且稳定稳定遗传
2．过程：
人工异花传粉一对相对性状正交
P（亲本）高茎DD×
矮茎dd互交反交
F1（子一代）高茎Dd纯合子、杂合子
F2（子二代）自交
高茎DD：
高茎Dd：
矮茎dd性状分离比为3：
基因型比为1：
2：
1
3．解释：
①性状由遗传因子决定。
（区分大小写）②遗传因子成对存在。
③配子只含每对遗传因子中的一个。
④配子的结合是随机的。
4．验证：
测交（F1）Dd×
dd
高1：
1矮F1是否产生两种比例为1:
1的配子
5．分离定律：
在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子存在，不相融合；
在形成配子时，成对的遗传因子，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
二、孟德尔的豌豆杂交实验
（二）
1．黄圆YYRR×
绿皱yyrr
黄圆YyRr
黄圆Y_R_：
黄皱Y_rr：
绿圆yyR_：
绿皱yyrr亲本类型（黄圆、绿皱）
9：
3：
1重组类型（绿圆、黄皱）
2．自由组合定律：
控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；
在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此，决定不同性状的遗传因子。
相关概念
1、显性性状与隐性性状
显性性状：
具有相对性状的两个亲本杂交，F1的性状。
隐性性状：
具有相对性状的两个亲本杂交，F1的性状。
性状分离：
在杂种后代中的现象。
2、显性基因与隐性基因
显性基因：
控制性状的基因。
隐性基因：
基因：
控制性状的遗传因子（DNA分子上的片段）
等位基因：
决定1对相对性状的两个基因（位于一对同源染色体上的位置上）。
3、纯合子与杂合子
纯合子：
由基因的配子结合成的合子发育成的个体（稳定的遗传，后代性状分离）：
显性纯合子（如AA的个体）
隐性纯合子（如aa的个体）
杂合子：
由基因的配子结合成的合子发育成的个体（稳定的遗传，后代性状分离）
4、表现型与基因型
表现型：
指生物个体实际表现出来的。
基因型：
与表现型有关的。
关系：
基因型＋环境→表现型
5、杂交与自交
杂交：
基因型的生物体间相互交配的过程。
自交：
测交：
让F1与杂交。
（可用来测定F1的基因型，属于杂交）
第二章基因与染色体的关系
体现在
[知识网络]
依据：
基因与染色体行为的平行关系减数分裂与受精作用
基因在染色体上证据：
果蝇杂交（白眼）伴性遗传：
色盲与抗VD佝偻病
现代解释：
遗传因子为一对同源染色体上的一对等位基因
[要点整合]一、减数分裂和受精作用
1．概念：
进行生殖的生物，在产生细胞时进行的染色体数目的细胞分裂。
在减数分裂过程中，染色体只复制次，而细胞分裂次。
减数分裂的结果是，细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的。
（注：
体细胞主要通过分裂产生，染色体复制次，细胞分裂次，新产生的细胞中的染色体数目与体细胞。
）
●减数第一次分裂
间期：
染色体复制（包括复制和的合成）。
前期：
同源染色体两两配对（称），形成。
四分体中的之间常常发生对等片段的交叉互换。
中期：
同源染色体成对排列在赤道板上。
后期：
同源染色体（等位基因）；
非同源染色体（非等位基因）。
末期：
分裂，形成2个子细胞。
●减数第二次分裂（无同源染色体）
染色体排列散乱。
每条染色体的都排列在细胞中央的赤道板上。
姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。
并分别移向细胞两极。
分裂，每个细胞形成2个子细胞，最终共形成个子细胞。
注：
减数分裂过程中染色体数目减半发生在，原因是
。
所以减数第二次分裂过程中无同源染色体。
染色体同源染色体联会成着丝点分裂
精原复制初级四分体（交叉互换）次级单体分开精变形精
细胞精母分离（自由组合）精母细胞子
精子的形成
卵细胞的形成
不同点
形成部位
（哺乳动物）
过 程
变形期
细胞质分裂
均等
2次不均等分裂
子细胞数
个精子
个卵细胞+3个极体
相同点
精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的
3．同源染色体：
AaBb①形状（着丝点位置）和大小（长度）相同，分别来自父方与母方的；
③区别：
同源与非同源染色体；
姐妹与非姐妹染色单体
④交叉互换
4．减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律：
5．判断分裂图象
奇数减Ⅱ或生殖细胞散乱中央分极
染色体不有丝
有配对前中后
偶数同源染色体有减Ⅰ期期期
无减Ⅱ
6．减数分裂形成子细胞种类：
假设某生物的体细胞中含n对同源染色体，则它的精（卵）原细胞进行减数分裂可形成种精子（卵细胞）；
它的1个精原细胞进行减数分裂形成种精子。
它的1个卵原细胞进行减数分裂形成种卵细胞。
7．受精作用的特点和意义：
特点：
受精作用是和相互识别、融合成为受精卵的过程。
精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合，使受精卵中染色体的数目又恢复到体细胞的数目，其中有一半来自精子，另一半来自卵细胞。
意义：
减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中，对于生物的和具有重要的作用。
[反馈练兵]例：
判断下列细胞正在进行什么分裂，处在什么时期？
二、基因在染色体上
1．内容：
基因在染色体上（染色体是基因的载体）
2．依据：
基因与染色体行为存在着明显的关系。
①在杂交中保持完整和独立性；
②成对存在；
③一个来自父方，一个来自母方；
④形成配子时自由组合。
3．证据：
摩尔根果蝇的限性遗传
红眼XWXWX白眼XwY
XWY红眼XWXw
红眼XWXW：
红眼XWXw：
红眼XWY：
白眼XwY
①一条染色体上有个基因；
②基因在染色体上呈排列。
4．现代解释孟德尔遗传定律：
①分离定律：
等位基因随同源染色体的分开独立地遗传给后代。
②自由组合定律：
非同源染色体上的非等位基因自由组合。
三、伴性遗传
遗传病的遗传方式
遗传特点
实例
常染色体隐性遗传病
隔代遗传，患者为隐性纯合体
白化病、苯丙酮尿症、
常染色体显性遗传病
代代相传，正常人为隐性纯合体
多/并指、软骨发育不全
伴X染色体隐性遗传病
隔代遗传，交叉遗传，患者男性多于女性
色盲、血友病
伴X染色体显性遗传病
代代相传，交叉遗传，患者女性多于男性
抗VD佝偻病
伴Y染色体遗传病
传男不传女，只有男性患者没有女性患者
人类中的毛耳
口诀：
无中生有为隐性，隐性遗传看女病，女病父必病、母病儿全病为伴性。
有中生无为显性，显性遗传看男病，父病女必病、儿病母必病为伴性。
第三章基因的本质
肺炎双球菌转化实验
证据
噬菌体侵染细菌实验基因是有遗传效应的DNA片段；
基因的是控制生物性状的最基本单位；
稳定的双螺旋DNA的结构本质其中四种脱氧核苷酸的排列顺
序代表遗传信息。
半保留复制DNA的复制
[要点整合]一、DNA是主要的遗传物质
1．肺炎双球菌转化实验：
⑴体内转化：
1928年英国的格里菲思
①活R，无毒活小鼠
②活S，有毒小鼠死小鼠；
分离出活S
③加热杀死的S，无毒活小鼠
④活R+加热杀死的S，无毒死小鼠；
转化因子是什么？
⑵体外转化：
1944年美国的艾弗里和同事
多糖或蛋白质R型
活SDNA+R型培养基R型+S型
DNA水解物R型
转化因子是DNA。
是遗传物质，等不是遗传物质。
DNA具有连续性，是遗传物质。
2．噬菌体侵染细菌实验：
1952年赫尔希和蔡斯（同位素标记法）
32P标记DNA
35S标记蛋白质
3．烟草花叶病毒实验：
在只有RNA的病毒中，是遗传物质。
细胞生物
（真核、原核）
非细胞生物
（病毒）
核酸
DNA和RNA
DNA
RNA
遗传物质
二、DNA的分子结构
1．DNA的组成元素：
2．DNA的基本单位：
核苷酸（种）
3．DNA的结构：
①由条的脱氧核苷酸链盘旋成结构。
②外侧：
和交替连接构成基本骨架。
内侧：
由键相连的组成。
③碱基配对有一定规律：
A＝T；
G≡C。
（原则）
4．DNA的特点：
①：
脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变
②：
碱基对的排列顺序是的。
[排列种数：
（n为碱基对对数）]
③：
每个DNA都有自己特定的碱基对排列顺序
5．DNA的功能：
携带（DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息）。
6．与DNA有关的计算：
①A=T、G=C
②在双链DNA分子中，两条互补链中的比例互为倒数关系；
③在整个DNA分子中，嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和；
④整个DNA分子中，与分子内每一条链上的该比例相同。
三、DNA的复制
1、概念：
以亲代DNA分子条链为模板，合成子代DNA的过程。
2、时间：
3、场所：
主要在
4、过程：
①解旋②合成子链③复旋：
子、母链盘绕形成子代DNA分子
5、特点：
、
6、原则：
原则
7、条件:
①模板：
亲代DNA分子的条链
②原料：
③能量：
ATP
④酶：
解旋酶、聚合酶等
8、DNA能精确复制的原因：
①独特的结构为复制提供了精确的模板;
②原则保证复制能够准确进行。
9、意义：
DNA分子复制，使遗传信息从亲代传递给子代，从而确保了遗传信息的连续性。
10、与DNA复制有关的计算：
复制出DNA数=（n为复制次数）
含亲代链的DNA数
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