2022年高中生物《ATP和酶》教案1 蘇教版必修1

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1、2022年高中生物《ATP和酶》教案1 蘇教版必修1 探究一:溫度對酶作用速率的影響 實驗假設(shè) 溫度影響酶作用速率。具體來說,在其他條件不變的情況下,一定范圍內(nèi)增加溫度,酶作用速率升高;超過一定的溫度范圍以后,再增加溫度,酶作用速率下降,高溫導(dǎo)致酶失去活性。 實驗器材 冰箱,燒杯,試管,量筒,溫度計,酒精燈,淀粉溶液,稀釋的唾液、碘液等。 實驗步驟 ①取8支試管,分別標(biāo)記為1、2、3、4、5、6、7、8;用量筒各量取2 mL的可溶性淀粉溶液,分別加入上述8支試管;對上述8個試管分別進行0 ℃、17 ℃、27 ℃、37 ℃、47 ℃、57 ℃、67 ℃、100 ℃的溫度控制5分

2、鐘;同時,取另一組8支試管,用量筒量取2 mL稀釋的唾液也進行同樣的溫度控制處理。 ②取出上述兩組試管,將稀釋的唾液分別加入到對應(yīng)溫度的試管中,再水浴保持相應(yīng)溫度5分鐘。 ③取出試管,加入碘液2~3滴,觀察顏色變化,用“+”表示顏色變化的深淺。 實驗數(shù)據(jù)與分析 試 管 號 實 驗 數(shù) 據(jù) 1 2 3 4 5 6 7 8 加入I2后顏色變化 +++ ++ + - + +++ +++ +++ 數(shù)據(jù)分析(酶作用速率) - + ++ +++ ++ - - - 關(guān)于實驗數(shù)據(jù)的分析說明:實驗中,加入碘液后顏色變化越明顯,直接表明

3、淀粉被水解的越少,間接證明酶在該溫度條件下的催化活性越低,酶作用速率降低;反之,則相反。 教師提出下列問題,學(xué)生進行實驗或討論: (1)假如實驗中將步驟③換成加入斐林試劑,后水浴加熱會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果? 學(xué)生探究結(jié)果:在試管4中出現(xiàn)的磚紅色沉淀最明顯,而1、7、8試管幾乎無沉淀。 (2)假如進行重復(fù)實驗,在步驟②之后,將實驗中的試管1、7、8再置于37 ℃的條件下水浴5分鐘,有何現(xiàn)象? 學(xué)生探究結(jié)果:試管1中加入碘液無顏色變化(不顯藍色);而7、8試管加入碘液顯藍色。 (3)上述實驗說明了什么? 生 說明了在0 ℃時,酶的活性會受到抑制,但在一定范圍內(nèi)溫度升高其活性會增加,說明這

4、種低溫導(dǎo)致的酶活性的降低是可以被恢復(fù)的;而在57 ℃、67 ℃、100 ℃時,酶的活性會受到抑制,并且隨著溫度的降低,其活性不再變化,說明高溫導(dǎo)致的這種活性的降低是不可以被恢復(fù)的。 (4)能否根據(jù)數(shù)學(xué)的函數(shù)思想,繪出唾液淀粉酶作用速率與溫度之間關(guān)系的函數(shù)示意圖?你能否對該函數(shù)圖進行解釋? 學(xué)生自主完成(見右圖): 學(xué)生解釋:說明酶的催化需要適宜的溫度范圍;并且特定的酶具有一個特定的最適宜溫度;在最適溫度范圍內(nèi),隨著溫度的升高,酶作用速率增加;超過最適溫度范圍后,隨著溫度的升高,酶作用速率降低,最終失去活性;低溫對酶活性的抑制是可以被恢復(fù)的,而高溫導(dǎo)致酶的活性喪失是不可以被恢復(fù)的。為什

5、么呢? 師 高溫導(dǎo)致了酶的空間結(jié)構(gòu)的破壞,而這種破壞是不可以被恢復(fù)的,因而酶的活性中心失去其催化活性;低溫僅抑制了酶的活性中心的催化能力,并沒有破壞酶的空間結(jié)構(gòu),所以這種酶活性的降低是可以被恢復(fù)的。 (5)有些細菌生活在火山噴發(fā)口,也有一些生物生活在溫泉之中,你如何來解釋這種現(xiàn)象呢? 小組討論、代表發(fā)言:生活在這些環(huán)境中的生物,其體內(nèi)的酶與人體內(nèi)的酶的種類是不同的,所以所需要的最適溫度與人的也不同。 (6)人體內(nèi)有許多種類的酶,這些不同的酶所需要的最適溫度都相同嗎? 師 人體不同的酶所需要的最適溫度是有所不同的,但大多是37 ℃左右。具體情況,可以查閱相關(guān)資料。 探究二:pH對

6、酶作用速率的影響 教學(xué)建議:可以參考探究一的實驗設(shè)計思路,設(shè)計出一組呈梯度的pH環(huán)境,以研究不同的pH對酶作用速率的影響。 師 能否根據(jù)數(shù)學(xué)的函數(shù)思想,繪出H2O2酶作用速率與pH之間關(guān)系的函數(shù)示意圖?你能否對該函數(shù)圖進行解釋? 學(xué)生自主完成(見下圖): 生 說明酶的催化需要適宜的pH范圍;并且特定的酶具有一個特定的最適宜pH;在最適pH范圍內(nèi),隨著pH的升高,酶作用速率增加;超過最適pH范圍后,隨著pH的升高,酶作用速率降低,并最終導(dǎo)致酶失去活性;過酸與過堿對酶活性的破壞都不可以被恢復(fù)。 師 你能否畫出不同的酶作用速率與pH之間的關(guān)系示意圖?并舉出相應(yīng)的例子。 學(xué)生自主

7、完成(見下圖): 如人體內(nèi)的胃蛋白酶需要的最適pH范圍是1.5~2.2之間,而胰蛋白酶需要的最適的pH范圍是8.0~9.0。 探究三:酶濃度對酶作用速率的影響 實驗假設(shè) 酶濃度影響酶作用速率。具體來說,在其他條件不變的情況下,一定范圍內(nèi)增加酶濃度,酶作用速率升高;超過一定的濃度范圍以后,再增加酶濃度,酶作用速率不變。 實驗器材 燒杯、試管、量筒、干酵母菌、過氧化氫、蒸餾水等。 實驗步驟 ①取一定量的酵母菌配制成酵母菌溶液,用容量瓶(或量筒與燒杯)將上述鮮酵母菌溶液分別配制成稀釋10倍、100倍、100倍、1 000倍的酵母菌稀釋液;另取4支試管,分別標(biāo)記為1、2、3、4

8、,用量筒各量取3 mL的過氧化氫溶液,分別加入上述4支試管。 ②將酵母菌稀釋液分別加入上述4支試管,觀察試管中氣泡逸出的速率與氣泡的大小。 實驗數(shù)據(jù)與分析 試 管 號 實 驗 數(shù) 據(jù) 1 2 3 4 加入酵母菌稀釋液后氣泡逸出的速率 ++++ +++ ++ + 數(shù)據(jù)分析(酶作用的速率) ++++ +++ ++ + 關(guān)于實驗數(shù)據(jù)的分析說明:實驗中,加入酵母菌稀釋液后氣泡逸出的速率越快、氣泡越大,直接表明過氧化氫被分解得越多,間接證明酶作用的速率越大。 師 能否根據(jù)數(shù)學(xué)的函數(shù)思想,繪出H2O2酶作用速率與酶濃度之間關(guān)系的函數(shù)示意圖?你能否

9、對該函數(shù)圖進行解釋? 學(xué)生自主完成(見下圖): 生 具體來說,在底物濃度一定,其他條件不變的情況下,一定范圍內(nèi)增加酶濃度,酶作用速率升高;酶的濃度超過一定的范圍以后,再增加酶濃度,酶作用速率不變。這主要與反應(yīng)容器中底物濃度的限制、產(chǎn)物濃度的抑制等因素有關(guān)。 探究四:底物濃度對酶作用速率的影響 教學(xué)建議:可以參考探究三的實驗設(shè)計思路,設(shè)計出一組呈濃度梯度的過氧化氫溶液環(huán)境,以研究不同的底物濃度對酶作用速率的影響。 學(xué)生探究:進行相關(guān)的實驗并進行數(shù)據(jù)分析。并畫出底物濃度與酶作用速率關(guān)系的函數(shù)圖。 生 在其他條件不變的情況下,一定范圍內(nèi)增加底物濃度,酶作用速率升高;超過一

10、定的溫度范圍以后,再增加底物濃度,酶作用速率不變。這主要與反應(yīng)容器中酶濃度的限制、產(chǎn)物濃度的抑制等因素有關(guān)。 師 那么,反應(yīng)產(chǎn)物的濃度對實驗中酶作用的速率有何影響呢? 教師活動:引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)平衡的角度來分析問題。 生 反應(yīng)產(chǎn)物對實驗中酶作用的速率具有抑制作用,隨著反應(yīng)產(chǎn)物濃度的增加,抑制作用越明顯。 課堂小結(jié) 酶促反應(yīng)的速率受到多種因素共同影響;單單考慮一種因素而忽略另一種因素都是不可取的;研究其中一種因素的作用,要注意控制變量。 引導(dǎo)學(xué)生閱讀“放眼社會”的“酶與疾病”,讓學(xué)生了解酶和疾病的關(guān)系,如先天性酶缺陷病、酶的活性變化而導(dǎo)致疾病的產(chǎn)生、酶在診斷和治療疾病中的應(yīng)用,更

11、重要的是理解酶是生物體內(nèi)進行新陳代謝的重要物質(zhì)。教師還可鼓勵學(xué)生收集社會生活中,尤其是醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)中有關(guān)酶的應(yīng)用的例子。 用作輔助消化劑的多酶片,含有淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶和脂肪酶等,盡管胃內(nèi)酸度較高,不適合大多數(shù)酶發(fā)揮作用,但人們可以將某些酶制劑做成腸溶劑型,如糖衣片和膠囊等,讓酶到達腸內(nèi)后再被釋放出來發(fā)揮作用,從而治療消化不良和食欲不振等癥。 學(xué)生活動:閱讀“酶與疾病”,并利用網(wǎng)絡(luò)、圖書館、報刊等途徑,通過資料收集與整理、實地走訪與考察等多種方法,寫出一篇有關(guān)“酶與疾病”的調(diào)查報告。  板書設(shè)計 3.酶促反應(yīng) 4.影響酶促反應(yīng)的因素 (1)溫度 (2)pH (3

12、)酶的濃度 (4)底物濃度  活動與探究 “探究胃蛋白酶進入小腸后是否能發(fā)揮活性”的活動建議: 探究原理: 酶的活性受pH的影響,在過酸或過堿的環(huán)境下酶的活性都會喪失。在活性范圍內(nèi),酶的活性隨著pH的變化而有所變化。由于人體的胃蛋白酶由胃腺細胞分泌產(chǎn)生,并在胃中催化蛋白質(zhì)分解的反應(yīng),然后隨食糜進入小腸,這時pH由2.0變成7.8,對胃蛋白酶的活性產(chǎn)生了影響。    實驗材料: 胃蛋白酶溶液,精肉塊,鹽酸,NaOH,pH試紙等。 實驗步驟: (1)配制pH=2.0和pH=7.8的液體; (2)在兩試管中分別加入等量pH=2.0和pH=7.8的液體; (3)加入兩塊相同形狀的等重量的精肉塊; (4)向兩試管中同時滴入胃蛋白酶溶液; (5)定時觀察,記錄; (6)分析得出結(jié)論。

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