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5-1 降低化学反应活化能的酶 教案


第5章

第1节

降低化学反应活化能的酶

【教学目标】 知识目标 1.解释酶的概念。 2.说明酶在细胞代谢中的作用、本质与特性。 能力目标 1.举例说明酶的专一性和高效性,逐步形成运用所学知识解释日常生活中实际问题的能力。 2.探究影响酶活性的条件。依据实验目的控制自变量、观察和测量因变量,设计比较可行的实验方案。

情感目标 描述酶的发现过程,认同像酶发现过程那样,科学是在不断地观察、实验、探索和争论中前进的观点。 【教学重点】 1.解释酶的概念。 2.说明酶在细胞代谢中的作用、本质与特性。 【教学难点】探究影响酶活性的条件。 【课时安排】 3 课时 【教学过程】 教学环节 师生活动 细胞的生命活动离不开能量,而能量的输入和利用都必须经过复杂的化学反应。提出细胞 创设情景, 代谢的概念:细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。细胞代谢离不开酶, 导入新课 酶在细胞代谢中究竟起什么作用? 学生阅读课本 P78-79 实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解” ,对实验结果进行预测和 分析,并得出结论。 1 号与 2 号对照:2 号试管内产生气泡更多、更快,说明加热可促进过氧化氢分解。 1 号与 3 号对照:3 号试管内产生气泡更多、更快,说明 FeCl3 可催化过氧化氢分解。 1 号与 4 号对照:4 号试管内产生气泡更多、更快,说明过氧化氢酶可催化过氧化氢分解。 3 号与 4 号对照:4 号试管内产生气泡更多、更快,说明酶的催化效率高于 FeCl3。 结论:酶能在温和条件下高效地催化过氧化氢分解。 实验结论是否可信,取决于实验设计地是否严谨。历史上人们曾对遗传物质产生了激烈的 争论,当时大多数科学家认为蛋白质是遗传物质,只有少数科学家认为 DNA 是遗传物质。一 位科学家花了 8 年的时间对 DNA 进行提纯,最终得到了纯度为 99.8%的 DNA,只混有 0.02%的 蛋白质,他根据实验结果提出:DNA 是遗传物质。虽然这一结论得到了一部分人的认可,但 仍有少数科学家提出了质疑。为什么? 如何保证实验设计的严谨、可靠呢?学生阅读课本 P79“控制变量” ,结合“比较过氧化氢 在不同条件下的分解”举例说明几种变量。 ◆自变量:反应条件 ◆因变量:过氧化氢分解速率 ◆无关变量:过氧化氢的量、FeCl3 与肝脏研磨液的量、反应时间?? 对照实验应遵循以下原则: 1.单一变量原则 2.等量原则 酶的作用 原理 酶为什么能催化过氧化氢分解呢?学生阅读课本 P80 内容,说出活化能的概念及酶作用的 原理。 师生共同讨论以下问题: 1、分子总是不停地做无规则运动,假设一部分过氧化氢分子运动速率是 10 次/秒,另一部
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酶的作用

控制变量

分过氧化氢分子运动速率是 80 次/秒,哪一组过氧化氢分子更容易分解? 2、如果说运动 10 次/秒的分子处于“常态” ,那么运动 80 次/秒的分子处于什么状态? 3、加热为什么能促进过氧化氢分子分解?尝试解释活化能? 4、催化剂能为分子提供能量吗?它是如何加快化学反应速率的? 5、为什么酶的催化效率更高? 结合柱状图和动画解释酶的作用原理。 组织学生阅读课本 P81—82 内容,回答以下问题: 1、关于发酵,巴斯德和李比希的观点有何不同? 2、毕希纳的实验结果证明哪种观点是对的? 3、萨姆纳历时 9 年才证明脲酶是蛋白质,他成功的主要原因是什么? 4、请给酶下一个完整的定义,概括其来源、作用与化学本质。 酶的定义: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,少数酶 是 RNA。 一、阅读课本 P83-84“探究影响酶活性的条件”, 设计实验, 探究温度、pH 对酶活性的影响。 1、写出实验方案 2、预测实验结果 20 世纪 60 年代以前,医院里用的葡萄糖是用盐酸催化淀粉水解的方法来生产的,生产过 程需要在 245kPa 的高压和 140-150℃的高温下进行,并且需要耐酸的设备。60 年代以后改用 酶法生产。酶可以在常温、常压下发挥作用,对设备的要求大大降低。 提出问题:温度、pH 对酶的活性有何影响?组织学生对几个实验方案进行分析、评价,指 出其在控制变量上是否有不合理之处,以及如何改进。 结论: 温度和 pH 都能影响酶的活性, 只有在一定的温度或 pH 下, 酶的活性才能达到最高, 分别称之为最适温度,或最适 pH。偏离了最适温度或最适 pH,酶的活性都会下降。组织学 生观察课本 P85 图 5-3 和 5-4。 讨论:探究温度对酶活性的影响时,pH 应如何控制?探究 pH 对酶活性的影响时,温度应 如何控制?为什么?(学生从变量的角度进行分析、解释) 思考:低温、高温、强酸、强碱条件下酶的活性都很低,但是没酶的影响是相同的吗?组 织学生阅读课本 P85 小字,分析相关实验的结果,并进行解释。 过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。低温时,酶的活性 很低,但酶的空间结构稳定,在适宜的温度下酶的活性可以升高。 结合酶的特性分析以下问题: (1)小明刚放学回家,就看见奶奶拿着一袋洗衣粉往洗衣盆中倒了许多,然后拿着一暖瓶开 水倒入盆中,盆中立刻起了许多泡沫。 “您这是干吗?” “我给你洗洗你那个羊毛衫。” 小明一看水盆旁边放着“雕牌加酶洗衣粉”。 如果你是小明,你觉得奶奶的做法对吗? (2)唾液淀粉酶随唾液流入胃,是否还有活性?胃蛋白酶随食糜进入小肠,是否还有活性? 作业(二) 二、能利用 H2O2 和肝脏研磨液探究温度对酶活性的影响吗?为什么? 三、 探究温度对酶活性的影响时, 能利用斐林试剂检测淀粉是否水解为葡萄糖吗?为什么? 组织学生阅读课本 P83 内容,说出酶的高效性、专一性极其意义。教师强调以下几点: 1、酶的高效性是相对于无机催化剂而言的,其催化效率高出 107-1013 倍。 2、酶的专一性可举例说明,如蛋白质在蛋白酶的作用下水解成多肽,多肽在肽酶的作用下水 解成氨基酸。淀粉在淀粉酶的作用下水解成麦芽糖,麦芽糖在麦芽糖酶的作用下水解成葡萄 糖。
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酶的本质

作业(一)

酶的作用 条件较温 和

酶的高效 性和专一 性

课堂练习

课本 P86、82 练习。

【板书设计】 第 5 章 第 1 节 降低化学反应活化能的酶 一、酶的作用 二、酶的本质 三、酶的特性 1.高效性 2.专一性 3.作用条件较温和 【教学反思】 1.分析变量后,要明确对照实验的基本原则:单一变量原则和等量原则。 2.关于酶本质的探索,一定要求学生仔细阅读分析,概括出酶的概念。 3.酶的特性要求学生先设计实验,在分析实验方案、指出不足,充分掌握变量的控制。 4.作业(二)可要求学生写在书上。

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