降低化学反应活化能的酶导学案.docx
- 文档编号:8062638
- 上传时间:2023-01-28
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:82.62KB
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(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
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。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 降低 化学反应 活化能 酶导学案