151降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

1、第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一、教學(xué)目標(biāo)知識方面：說明酶在細(xì)胞代謝中的作用、本質(zhì)和特性。能力方面：進(jìn)行有關(guān)的實驗和探究，學(xué)會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設(shè)置對照組和重復(fù)實驗。情感態(tài)度價值觀：通過閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷地探索和爭論中前進(jìn)的。1、教學(xué)重點(diǎn)：酶的作用、本質(zhì)和特性。解決方法：利用學(xué)生對無機(jī)催化劑的知識基礎(chǔ)切入，引入酶的學(xué)習(xí)。通過實驗、資料分析得出酶的本質(zhì)和三大特性。2、教學(xué)難點(diǎn)：酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理?？刂谱兞康目茖W(xué)方法。解決方法：通過比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗，感悟酶作為催化劑特點(diǎn)，及控制變量的方法。

2、利用教材上形象，直觀的圖解和文學(xué)說明，讓學(xué)生明確催化劑可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。三、課時安排：3課時四、教學(xué)方法：直觀教學(xué)、講解、啟發(fā)、實驗法。五、教具準(zhǔn)備：課件六、學(xué)生活動1、導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，找出需了解的知識點(diǎn)，細(xì)胞代謝的定義，酶的本質(zhì)，酶的特性等。2、完成教材中的實驗。七、教學(xué)程序第1課時問題探討介紹教材P78斯帕蘭扎尼的實驗，討論下列問題：這個實驗要解決什么問題？是什么物質(zhì)使肉塊消失了？對細(xì)胞來說，能量的獲得和利用都必須通過化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。細(xì)胞中代謝過程離不開降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶。學(xué)生回憶：化學(xué)反應(yīng)中無機(jī)催化劑的概念？無機(jī)催化劑的作用、特點(diǎn)和

3、條件是什么？學(xué)生思考：細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境是一個常溫常壓下的狀態(tài)，在這種環(huán)境下化學(xué)反應(yīng)卻能高效有序地發(fā)生，應(yīng)該有適合的生物催化劑酶。一、酶在細(xì)胞代謝中的作用。實驗比較過氧化氫在不同條件下的分解。1、實驗原理：2H2O22H2OO2 2H2O22H2OO22、實驗步驟及現(xiàn)象試管號3%的過氧化氫溶液控制變量點(diǎn)燃的衛(wèi)生香檢測實驗處理氣泡多少12mL22 mL90左右水浴加熱很少32 mL滴加3.5%FeCl3溶液2滴較多燃燒但不猛烈42 mL滴加20%肝臟研磨液2滴很多燃燒猛烈3、討論見教材P79。這個實驗為什么要選用新鮮的肝臟？為什么要將肝臟制成研磨液？滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時，可否共用一個吸管？為什

4、么？4、實驗結(jié)論5、實驗過程的理論分析在做該實驗時讓學(xué)生感悟酶作為催化劑的突出特點(diǎn)高效。20%的新鮮肝臟研磨液1滴3.5%的FeCl3溶液1滴生物催化劑：過氧化氫酶所含酶的相對數(shù)量：1無機(jī)催化劑：Fe3+Fe3+的相對數(shù)量：25萬控制變量：講解教材P79相關(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生了解實驗設(shè)計的原則。進(jìn)行實驗：自變量因變量無關(guān)變量對照組實驗組2號：90水浴加熱3號：加入3.5% FeCl32滴4號：加入20%肝臟研磨液2滴H2O2分解速度用產(chǎn)生氣泡的數(shù)目多少表示加入試劑的量；實驗室的溫度；FeCl3和肝臟研磨液的新鮮程度。1號試管2、3、4號試管活化能分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量

5、稱為活化能。用無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。如H2O2的分解，20無催化劑時需活化能75kJ/mol ；用鉑作催化劑時，只需活化能54kJ/mol；用H2O2酶時，活化能下降到29 kJ/mol以下。（結(jié)合教材P80圖講解）正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速進(jìn)行。二、總結(jié)細(xì)胞代謝離不開酶的原因。三、作業(yè)布置預(yù)習(xí)下節(jié)課所講內(nèi)容。四、板書設(shè)計第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一、酶在細(xì)胞代謝中的作用1、細(xì)胞代謝：細(xì)胞內(nèi)的全部化學(xué)反應(yīng)。2、酶的作用：降低活化能更顯著、催化效率更高。第2課時導(dǎo)言酶到到底是什么物質(zhì)呢？19世紀(jì)以前，人

6、們還不知道為何物。19世紀(jì)以后，隨著對釀酒中發(fā)酵過程的深入研究，才逐漸揭開了酶的“面紗”。一、酶的本質(zhì)資料分析教師設(shè)置下列問題，讓學(xué)生帶著問題去閱讀教材P8182相關(guān)內(nèi)容。1、巴斯德和李比希的觀點(diǎn)分別是什么？2、巴斯德和李比希的觀點(diǎn)各有什么積極意義？各有什么局限性？3、科學(xué)發(fā)展過程中出現(xiàn)爭論是正常的。試分析巴斯德和李比希之間出現(xiàn)爭論的原因是什么，這一爭論對后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？4、巴斯德和李比希之間的爭論被哪位科學(xué)家的研究成果平息了？5、簡述畢希納實驗的過程？6、從畢希納的實驗可以得出什么結(jié)論？7、要證明酵母細(xì)胞的提取液和活酵母細(xì)胞的作用一樣還需要對實驗如何改進(jìn)？8、薩姆納提取

7、到了脲酶，他是如何證明它的化學(xué)成分的？9、薩姆納歷時9年才證明脲酶是蛋白質(zhì)，并因此榮獲諾貝爾化學(xué)獎。你認(rèn)為他成功的主要原因是什么？10、請給酶下一個較完整的定義？11、結(jié)合酶本質(zhì)的探索歷程談?wù)勀銓︸R克思說的：“在科學(xué)上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達(dá)到光輝的頂點(diǎn)”這句話的理解。學(xué)生討論回答：二、總結(jié)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。三、作業(yè)布置教材P82練習(xí)四、板書設(shè)計二、酶的本質(zhì)1、酶本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過程：巴斯德 李比希 畢希納 薩姆納 切赫·奧特曼2、酶的本質(zhì)：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。第3課時

8、導(dǎo)言：酶作為催化劑，與無機(jī)催化劑相比有什么不同呢？通過教材P78實驗，我們已經(jīng)知道加肝臟研磨液的4號試管放出的O2遠(yuǎn)多于加FeCl3溶液的3號試管。從而說明了酶具有高效性。一、酶具有高效性酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的10171013倍（思考：這對細(xì)胞有什么意義？）二、酶具有專一性補(bǔ)充“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用”實驗。1、實驗原理a.淀粉麥芽糖（非還原性糖）蔗糖葡萄糖果糖 還原性糖（非還原性糖）b.還原性糖斐林試劑磚紅色氧化亞銅沉淀c.用淀粉酶分別催化淀粉和蔗糖后，再用斐林試劑鑒定，根據(jù)是否有磚紅色沉淀來判斷淀粉酶是否對二者都有催化作用，從而探索酶的專一性。2、實驗步驟序號實驗操作內(nèi)容

9、試管1試管21注入可溶性淀粉溶液2ml2注入蔗糖溶液2ml3注入淀粉酶溶液2ml2ml4將試管放在60水中5分鐘5分鐘5加入斐林試劑2ml2ml6放熱水于大燒杯中加熱煮沸1分鐘1分鐘7觀察實驗現(xiàn)象3、實驗結(jié)論4、酶的專一性，每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。二、酶的作用條件較溫和探究影響酶活性的條件。1、實驗原理淀粉麥芽糖和葡萄糖磚紅色沉淀碘液 碘液紫藍(lán)色復(fù)合物 不形成紫藍(lán)色復(fù)合物2、步驟序號實驗操作內(nèi)容試管1試管2試管3試管1試管2試管31注入可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml2注入新鮮淀粉酶溶液1ml1ml1ml3放置溫度6010006010004保溫時間5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5分

10、鐘5混合試管1試管2試管36保溫時間5分鐘5分鐘5分鐘7滴碘液1滴1滴1滴8觀察實驗現(xiàn)象序號實驗操作內(nèi)容試管1試管2試管31注入等量的新鮮淀粉溶液1mL1 mL1 mL2注入等量的不同PH的溶液1 mL蒸餾水1 mL NaOH1 mL HCl3注入等量的可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL4放60熱水中相等時間5分鐘5分鐘5分鐘5加等量斐林試劑并搖勻2 mL2 mL2 mL6放熱水中用酒精燈加熱煮沸1分鐘1分鐘1分鐘7觀察實驗現(xiàn)象3、實驗結(jié)論4、分析教材組織學(xué)生討論完成教材P84相關(guān)問題。教師結(jié)合教材P85相關(guān)圖講解。 在一定溫度范圍內(nèi)，酶活性隨溫度升高而增強(qiáng)，其中酶的活性最高時的溫度，即為該種酶的最適溫度。若超過最適溫度，酶的活性逐漸下降，甚至喪失。（低溫使酶的活性明顯降低，但酶的空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性可以