人教高中生物必修1教案：5.1降低化学反应活化能的酶 1 2课时.doc

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1、第五章第五章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用 第一节第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶第二课时 酶的特性教学内容教师活动来源:学科网 ZXXK学生活动情境创设 回顾酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，从物质本质来 看它是有机物，不同于无机催化剂，但是它们又有共性，就是 都具有催化功能，那么它们的功能是不是完全一样呢？ 回顾：过氧化氢在不同的条件下的分解。 问：过氧化氢（H2O2）在 Fe3的催化下，可分解成 H2O 和 O2，动物新鲜肝脏中含有的过氧化氢酶也能催化这个反应。 如果现在我们想弄清楚 Fe3与过氧化氢酶，哪一种催化剂的催 化效率高，那么，我们应该如何设

2、计这个实验？ 答：要比较 Fe3和过氧化氢酶的催化效率，设计实验中的 其他条件应该相同，如两支试管中过氧化氢溶液的量应该相同， Fe3和动物肝脏也应尽可能同时加入两支试管中。 问：上一节我们已经做过实验，试管 3 和试管 4 的现象有 何不同？从这个实验你可以得出什么结论？ 答：试管 4（加了过氧化氢酶）放出的氧气比试管 3（加 了无机催化剂）多了许多，过氧化氢酶的催化能力强） 过氧化氢酶的催化效率和 Fe3相比，要高很多。事实上， 酶的催化效率一般是无机催化剂的 1071013倍。上述实验说 明了酶的一个特性高效性。 酶还具有什么特性呢？让我们继续通过实验来探索。让学 生根据自己的选择的材料

3、来 进行。学生思考 回答来源:学_科_网Z_X_X_K酶的特性问：淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催化下能水 解为麦芽糖和葡萄糖，蔗糖在酶的催化下能水解为葡萄糖和果 糖。麦芽糖、果糖、葡萄糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐 林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。现在给你淀粉 酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解，应该如何设计这个 实验？你又怎么能知道淀粉酶催化了糖的水解呢？（可引导学 生复习 P17实验） 答：设计一个对照实验，分别取两支试管，加入等量的淀 粉和蔗糖，然后加入同样的淀粉酶，放在同样的环境（60 ） 。实验过程总结如下表：淀粉溶液（1 号试 管）蔗糖溶液（2 号试管）实验原

4、理淀粉酶能让淀粉水淀粉酶不能让蔗糖水解成还原性糖，还 原性糖与斐林试剂 反应生成砖红色沉 淀解，所以与斐林试剂 不能反应生成砖红色 沉淀一来源:学+科+网Z+X+X+K来源:学科网 ZXXK试管各加入 2 mL 淀粉溶液试管各加入 5 mL 蔗糖 溶液二加入淀粉酶 2 滴，振荡，放在 60 的左右， 反应约 5 min实验 步骤三加斐林试剂振荡水浴加热煮沸实验现象蓝色棕色砖红 色沉淀无变化结 论问：哪支试管加入斐林试剂后再加热会出现砖红色的沉淀？答：在加入淀粉的试管中。 问：出现砖红色沉淀的原因是什么？ 答：装有淀粉溶液的试管中出现了还原性糖。 问：装有蔗糖溶液的试管中有何现象？ 答：没有出现

5、砖红色的沉淀。 问：实验得出的结论是什么？ 答：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。 上述实验说明了酶具有的又一个特性专一性。 问：根据酶的专一性，催化蔗糖的水解，应该是哪一种酶？答：蔗糖酶。 （用实验来验证上述实验现象） 从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件，比 如淀粉酶要在 60 左右最好，那么我们能不能在低于或高于 这个温度下进行这个实验呢？ 答：在最适温度下，酶的活性最高，低于或高于最适温度时酶 的活性都降低。 问：能不能设计一个这样的实验，来证明温度会影响酶的活性？答：把淀粉酶放在不同的温度下进行实验。 设计实验如下表：淀粉溶液（1 号试管）淀粉溶液 （2 号试管）淀

6、粉溶液 （3 号试管）实验原理淀粉酶能让淀粉水解成还原性糖，还原性糖 与斐林试剂反应生成砖红色沉淀酶只有在合 适的温度时候它的催化效率才最大一试管各加入 2 mL 淀粉溶液二加入淀粉酶 2 滴，振荡，加 热至 60 左 右，反应约 5 min加入淀粉酶 2 滴，振荡， 保持 20 左 右，反应约 5 min加入淀粉酶 2 滴，振荡， 加热至 100 左右，反 应约 5 min实 验 步 骤三加斐林试剂振荡水浴加热煮沸实验现象无变化蓝色棕色 砖红色沉 淀无变化结 论只有在一定温度下酶的催化效率最好介绍右图（P 85图 53）图 511 温度对酶促反应速度有很大影响，如图 511 所示，每种酶 都

7、有自己的最适温度。在最适温度的两侧，反应速度都比较低， 所以我们看到的是一个钟形的曲线。大部分酶在较高的温度下 （如 60 以上）时，会因为酶的分子结构遭到破坏而失去活 性。根据这个道理， 我们在使用加酶洗衣粉时，用哪种水（如凉水、沸水、温水） 浸泡好呢？ 答：温水。 酶的催化效率还能受 pH 的影响，展示图介绍，科学实验 证实，不同的 pH 条件下测同一种酶的活性，并且根据所得到 的数据绘制成曲线图 512。图 512 问：pH 与酶的活性有什么关系呢？ 答：在最适的 pH 下，酶的活性最高。 设计实验来验证不同的 pH 下，酶的活性不同：1 号试管2 号试管3 号试管实验原理过氧化氢酶能使

8、过氧化氢快速分解一试管各加入 2 mL 体积分数为 3%的过氧化氢 溶液二pH 为 2 左右pH 为 7 左右pH 为 12 左 右实 验 步 骤三分别加入过氧化氢酶溶液 2 滴实验现象 （用卫生香 来检验）反应不剧烈， 几乎无变化复燃反应不剧烈， 几乎无变化结 论不同的 pH 下过氧化氢酶的催化效率不同教师精讲 酶的专一性是普遍存在的，生物体内有些酶能够催化某些 分子结构相近的矿物质，如二肽酶，可以催化任何两种氨基酸 组成的二肽水解。所以，确切地说，酶的专一性是指一种酶只 能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。 酶的催化效率的高低与温度有关，它影响酶的活性，进而 影响酶的催化效率。 酶的催

9、化效率还与 pH 等条件有关。因为在过酸、过碱的 条件下，都会使酶的分子结构遭到破坏而失去恬性。 旁栏思考题旁栏思考题 绝大多数酶是蛋白质，强酸、强碱、高温等剧烈条件都会影响 到蛋白质的结构，所以酶比较“娇气”。酶的特性：高效性：与无机催化剂相比酶的催化效率很高。 （酶降低 化学反应活化能的作用更显著） 实验：探究过氧化氢在不同条件下的分解（注 意实验设计及原则）专一性：一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应。如： 蛋白酶只能催化蛋白质分解成为多肽，麦芽糖酶只能催化麦芽 糖，将麦芽糖水解成为葡萄糖，而对其他的糖则不起催化作用。实验设计：酶相同，底物不同。酶不同，底物相同。探究淀粉酶只能分解淀粉

10、而不能分解蔗糖。 （注意此实验不 能用碘液检验只能用斐林试剂检验现象） 作用条件温和：酶的催化需要适宜的温度和 PH。不同的酶最适温度不同。人体内的酶最适温度为 37，a-淀 粉酶最适温度为 60。低温抑制酶的活性， 高温使酶变性失活（空间结构被破坏） ，温度恢复时酶活性不 能恢复。 实验：验证温度对酶活性的影响（3 组，如果用淀粉溶液和唾 液淀粉酶做实验只能用碘液检验） 探究酶催化所需的最适温度。需设置一系列的梯度温度。 （加 酶洗衣粉的实验） 不同的酶最适 PH 不同。唾液淀粉酶为 6.8，胃蛋白酶为 2，胰 蛋白酶为 89。 （肠液为碱性） 过酸，过碱使酶变性失活。 验证 PH 对酶活性

11、的影响（3 组，如果用淀粉溶液和唾液淀粉 酶做实验只能用斐林试剂检验） 探究酶催化所需的最适温度。需设置一系列的梯度 PH。 （3）影响化学反应速率的其他因素：底物足够 酶 的量（浓度）是有限的 酶和底物都是有限 的教学反思：第二小节练习第二小节练习 基础题 1.B。 2.B。 3.提示：这个模型中 A 代表某类酶，B 代表反应底物，C 和 D 代表反应产物。这个模型 的含义是：酶 A 与底物 B 专一性结合，催化反应的发生，产生了产物 C 和 D。这个模 型揭示了酶的专一性。 拓展题 1.（1）A 点：随着反应底物浓度的增加，反应速率加快。B 点：反应速率在此时达到 最高。C 点：反应速率不再随反应 底物浓度的增加而升高，维持在相 对稳定的水平。 （2）如果 A 点时温度升高 10 ， 曲线上升的幅度变小。因为图中原 曲线表示在最适温度下催化速率随 底物浓度的变化。温度高于或低于 最适温度，反应速率都会变慢。 （3）该曲线表明，B 点的反应底 物的浓度足够大，是酶的数量限制 了反应速率的提高，这时加入少量 的酶，会使反应速率加快（图略） 。