高一生物必修1学案.docx
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高一生物必修1学案
5.1.1降低化学反应活化能的酶
一、酶的作用和本质
教学目标:
1.知识目标
(1)细胞代谢的概念
(2)酶的作用和本质
(3)提高学生观察、分析、判断的思维能力。
(4)通过让学生了解酶的发现过程,使学生体会实验在生物学研究中的作用和地位;通过讨论酶在生产、生活中的应用,使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系;体会科学、技术、社会之间相互促进的关系,进而体会研究生命科学价值。
(5)在实验能力提高的基础上,提高学生运用预言表达的能力和分享信息、分享实验成果的能力。
2.情感态度与价值观
(6)通过学习生物学家研究酶的本质的过程,激励学生学习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。
(7)通过实验探究影响酶活性的条件,培养学生的探索精神、创新精神和合作精神。
教学重点:
(1)比较过氧化氢酶在不同条件下分解速率快慢的实验,并引导学生得出结论——酶的高效催化作用(酶的作用)。
(2)酶的本质。
教学难点:
(1)酶的活化能降低的原理。
(2)实验中控制变量的科学方法。
教学过程:
情景创设人不吃饭行吗?
食物进入人体内发生了怎样的变化?
这些问题在现在来说都已经十分清楚了。
这些变化过程在其他生物中有没有呢?
早在二百多年前科学家就对此进行了探索。
实验介绍:
1773年意大利科学家斯帕兰札尼将肉块放在小巧的金属笼子中,然后让鹰吞下,过了一段时间,将笼子取出,肉块不见了。
提出问题:
1.为什么要将肉块放在笼子中?
___________________________________________________________________________
2.对肉起消化作用的是什么物质?
____________________________________________________________________________
细胞代谢的概念:
_________________________________________________________统称为细胞代谢。
对于一个生物体来说要进行的生理活动非常之多,构成生物体的每一个细胞内的物质需要不断地合成与分解,不断地处于自我更新的状态,而这种自我更新的过程完全依赖于细胞内发生的生物化学反应,每一个化学反应都伴随着能量的变化。
一、酶在细胞代谢中的作用
实验:
比较过氧化氢在不同条件下的分解
播放实验过程
实验相关信息:
实验过程中________________________称为变量,其中称为______________________自变量,上述实验中_________________和__________________________都属于自变量,随着自便量的变化而变化的变量称为________________,上述实验中__________________________________就是因变量。
出自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量。
对照实验是指___________________________________________________。
思考:
1.上述实验分成了1、2、3、4号四支试管,比较其共同条件和不同条件;
2.1号试管没有加任何试剂,它起的作用是什么?
_____________________。
3.2号和4号试管现象基本相同,能否在生物体中页利用2号的方法解毒?
____________________。
讨论回答课本79页1-4题后写出本实验结论:
_____________________________________。
活化能:
______________________________________________________________________。
与无机催化剂相比,酶催化效率更高的原因是_______________________________________。
二、酶的本质
关于酶本质的探索:
巴斯德之前
发酵是纯化学反应,与生命活动无关
李比希
巴斯德
毕希纳
萨姆纳
酶的本质:
________________________________________________________________。
记忆节节清:
一、酶在细胞代谢中的作用
细胞代谢:
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。
活化能:
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。
催化剂的作用机理:
降低化学反应所需要的活化能。
酶:
同无机催化剂相比,酶降低化学反应的活化能作用更显著,因而催化效率更高。
二、酶的本质:
活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数是蛋白质,少数为RNA。
习题巩固:
1.下例关于酶的叙述不正确的是()
A.酶是具有催化能力的蛋白质或RNA
B.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
C.食物的消化过程需要酶催化,而细胞内的其他化学反应不许要酶催化
D.绝大多数的酶是蛋白质,少数酶是RNA
2.酶的基本组成单位是()
A.氨基酸B.核糖核苷酸C.葡萄糖D.A或B
3.不能催化过氧化氢生成H2O和O2的是()
A.FeCl3中的Fe3+B.FeCl3中的Cl—
C.肝脏中的过氧化氢酶D.马铃薯苗中的过氧化氢酶
4.同一个体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
5.下列关于生物体内酶的叙述中正确的是()
是由分泌功能的细胞产生的
有的从食物中获得,有的在体内转化而来
凡是活细胞都能产生酶
绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA
有的酶是蛋白质,有的酶是固醇
酶在代谢中有多种功能
在新陈代谢和生殖发育中起调控作用
酶只是起催化作用
A.
B.
C.
D.
6.关于酶的叙述中,正确的是()
A.酶只有在生物体内才能起催化作用B.酶都有消化作用
C.调节新陈代谢的物质不一定是酶D.酶都是在核糖体上合成的
7.为了研究酶的有关特性,取两支洁净的试管并编号为A、B,各注入2mL体积分数3%的H2O2溶液;再向A管滴入2滴3.5%FeCl3溶掖,向B管滴入2滴质量分数20%的肝脏研磨液;堵住管口,轻轻振荡;用点燃但无火焰的卫生香检验;观察并记录结果。
(1)本实验的主要目的是探索
(2)如果两支试管的现象均不明显,从实验材料分析,原因可能是。
(3)过氧化氢酶也能催化H2O2的分解,产生的O2能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀。
为了鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化氢酶,设计了如右图所示实验。
参照上图所给信息,回答下列问题。
①3号试管内加入的物质是。
②设计2号试管作为对照的具体目的是。
③如果2号试管未产生颜色反应,则出现橙红色沉淀的是第号试管。
知识拓展:
造福人类的酶工程
酶工程是指在盛有酶的容器——酶反应器中,利用酶的生物催化作用,生产出人类所需要产品的一门科学技术。
作为生物工程重要支柱之一的酶工程,可以说是造福人类,成果喜人。
蔗糖几乎全部是通过加工甘蔗或甜菜得到的。
但是,甘蔗和甜菜的种植范围有限,因此,蔗糖的产量也受到了影响。
能不能利用淀粉来生产类似蔗糖的物质呢?
科学家利用a-淀粉酶等多种酶的催化作用,在酶反应器中将淀粉转化成和蔗糖具有同样甜度的高果糖浆(果糖含量高达70%-90%的糖浆)。
现在,一些发达国家高果糖浆的年产量已经达到几百万吨,高果糖浆在许多饮料制造中已经逐渐替代了蔗糖。
胰岛素是胰脏中胰岛细胞分泌的一种激素,是由两条肽链组成的一种蛋白质:
一条由21个氨基酸组成,称为A链;另一条由30个氨基酸组成,称为B链。
胰岛素是治疗糖尿病的一种常用药物。
由于糖尿病患者很多,胰岛素的需要量很大,所以许多糖尿病患者使用的曾是猪的胰岛素。
但是,猪胰岛素与人胰岛素在化学结构上有一处差别:
猪胰岛素B链上最后一个氨基酸是丙氨酸,人胰岛素B链上一个氨基酸是苏氨酸。
因此,用猪胰岛素治疗人的糖尿病,容易使一些患者产生不良反应。
近些年来,科学家们采用酶工程的方法,利用专一性极高的酶,切下并移去猪胰岛素B链上的那个丙氨酸,然后接上一个苏氨酸。
这样,猪的胰岛素就魔术般地变成人的胰岛素了。
现在,科学家们正在研究如何修饰酶的化学结果,以便改善酶的性能;利用基因工程大量地生产酶,甚至设计酶的基因,以便人工合成出自然界中没有的酶来。
5.1.2酶的特性
教学目标:
1、知识目标
(1)理解酶在细胞代谢中的特性;
(2)理解影响酶活性的条件;
2、能力目标:
(1)通过观察演示实验,掌握酶的高效性、专一性;
(2)通过观察演示实验,掌握酶的活性受温度、PH值的影响;
3、情感目标:
通过观察演示实验,感受科学的严谨性。
教学重点:
酶的特性;
教学难点:
酶的作用条件。
教学过程:
一、回顾知识
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,少数是RNA等。
二、以“本节聚焦”发问,引起学生的思考和注意。
1.酶有哪些特性?
2.酶的活性受哪些条件的影响?
三、讲述——酶催化作用的特点
生物体内的各种化学反应,几乎都是由酶催化的。
酶所催化的反应叫酶促反应。
酶促反应中被酶作用的物质叫做底物。
经反应生成的物质叫做产物。
酶作为生物催化剂,与一般催化剂有相同之处,也有其自身的特点。
1.观察表格中的数据:
质量分数20%的新鲜肝脏研磨液1滴
质量分数为3.5%的氯化铁溶液1滴
过氧化氢酶所含酶的相对数量:
1
Fe3+的相对数量:
25万
2.回顾“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验结论:
氯化铁中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢的分解速率,但是过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。
结论:
酶具有___________________。
3.举例:
淀粉酶只能催化淀粉分解,而不能催化蛋白质分解。
结论:
酶具有___________________。
四、演示实验——酶的作用条件较温和
许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应。
酶起催化作用需要怎样的条件呢?
1.探究不同温度对酶活性的影响(演示实验)。
结果分析:
。
2.探究不同PH值对酶活性的影响(演示实验)。
结果分析:
。
记忆节节清:
酶的特性
高效性:
如酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍,这说明酶的高效性
专一性:
每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的反应,如淀粉酶只能催化分解淀粉。
需要适宜的条件:
高温、低温及强酸强碱都影响酶的活性,高温、强酸、强碱破坏酶的结构,低温显著降低酶的活性,但能使酶的空间结构保持稳定,所以酶制剂适于在低温(0~4℃)保存。
习题巩固:
1.加酶洗衣粉不能用沸水溶解,这说明了酶的作用()
A.适用低温下催化B.具有高效性
C.需适宜的温度D.具有专一性
2.人的血液中碳酸酐酶的1个分子,每分钟可催化1900万个碳酸分子,这说明酶具有()
A.多样性B.专一性
C.可控性D.高效性
3.下列有关酶的叙述正确的是()
A.都是活细胞产生的,在细胞内起作用
B.酶的产生受遗传物质控制,也可从食物中获取
C.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
D.酶在催化过程中不断被消耗
4.下列说法正确的是()
A.酶就是蛋白质
B.由于酶比无机催化剂具有更高的催化速率,所以反应前后本身的数量也减少的多
C.酶的活性与PH、温度等因素有关
D.酶不能脱离生物体起作用
5.催化脂肪酶水解的酶是()
A.肽酶B.蛋白酶
C.脂肪酶D.淀粉酶
6.唾液淀粉酶进入胃后就失去其催化作用,主要原因是()
A.酸碱度不适宜
B.胃蛋白酶抑制了唾液淀粉酶的作用
C.胃中没有淀粉
D.唾液淀粉酶被分解
7.研究表明:
一分子过氧化氢酶能在1分钟内是5×105个过氧化氢分子分解成氧和水,相当于Fe3+催化速度的109倍,但是对糖的水解却不起作用,这个事实说明酶分别具有()
A.多样性,稳定性B.高效性,多样性
C.高效性,专一性D.高效性,稳定性
8.下图中,横轴均表示酶的反应条件,纵轴为酶促反应速度,能正确反映温度和PH值与酶促反应速度的关系是()
A.甲和丙B.甲和乙
C.都是丙D.都是丁
甲乙
丙丁
9.10℃(X)、40℃(Y)、80℃(Z)条件下,人唾液淀粉酶的活性是()
A.X>Y>ZB.Z>Y>X
C.X>Z>YD.Y>X>Z
10.以下四组是影响酶活力的主要因素,正确的是()
A.某些化合物的浓度、PH、温度
B.光照、温度、PH
C.某些化合物的浓度、压力、PH
D.温度、压力、PH
11.分别用0℃和100℃的温度处理淀粉酶后,酶都没有活性,但()
A.经过0℃处理的酶的活性能够恢复
B.经过0℃处理的酶空间结构遭到破坏
C.经过100℃处理的酶的活性能够恢复
D.经过100℃处理的酶被水解成了氨基酸
12.能正确说明酶不同于一般催化剂的催化特性之一的是()
A.酶都是蛋白质
B.酶是活细胞产生的,只能在生物体内发挥催化作用
C.酶的活性随着温度升高而不断提高
D.每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应
5.2细胞的能量通货——ATP
教学目标:
1、知识目标
(1)简述ATP的化学组成和特点。
(2)写出ATP的分子简式。
(3)解释ATP在能量代谢中的作用。
2、能力目标
养成实事求是的科学态度,养成勇于探索、不断探索的精神与合作精神。
3、情感态度目标
(1)培养学生思维能力、语言表达能力。
(2)培养学生运用学到的生物学知识解决某些实际问题的能力。
教学重点:
(1)ATP化学组成特点及在能量代谢中的作用。
(2)ATP和ADP的相互转化。
教学难点:
ATP和ADP的相互转化过程中的能量来源和去路。
教学过程:
一、联系生活
我们的日常生活每天都需要必要的开销,这些消费要通过我们手里的流通货币实现。
但是如果我们总是拿大额面值的钞票进行交易就会很麻烦,比如我们不必在买一根冰棒、一串糖葫芦或一管牙膏时拿出百元大钞,相反如果我们把百元大钞换成100张一元小票,进行交易就方便。
细胞利用能量也是如此,细胞中的“百元大钞”相当于储存能量的有机物大分子,ATP分子就是那个可以在细胞内流通的“小票”即能量的通货。
知识联系:
______是细胞的主要能源物质,_______是生物体内储存能量的物质,_______是新陈代谢所需能量的直接来源,_______是几乎所有生命系统中能量的最终源头。
二、本节聚焦引起学生思考和注意
1、为什么说ATP是细胞的能量“通货”
2、ATP与ADP是怎样转化的?
这有什么意义?
3、细胞中哪些生命活动需要ATP提供能量?
三、ATP分子中具有高能磷酸键
1、ATP的结构简式:
ATP是_______的英文名称缩写。
ATP分子的结构式可以简写成______,A代表______,T代表____,P代表________,~代表____________。
思考:
ADP的结构简式是怎样?
2、ATP是高能磷酸化合物:
ATP水解时能放出能量高达30.54KJ/mol
四、ATP和ADP可以相互转化
问题:
从结构式简式来看,如果两个高能磷酸键只有一个断裂,猜想哪个键容易水解呢?
在酶的作用下,ATP中远离A那个高能磷酸键很容易水解,远离A的P变成游离的Pi,ATP变成ADP。
同时储存在高能磷酸键上的能量就被释放出来。
在一定的条件下,ADP也很容易重新形成ATP,将能量储存在ATP中。
(1)观察ATP/ADP循环图:
ATP与ADP的相互转换(反应式):
________________________。
对于细胞的正常生命活动来说,ATP与ADP这种相互转化,是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。
细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制,是生物界的共性。
(2)归纳总结其异同:
ATP与ADP之间的相互转化过程并不是可逆反应。
反应的场所、条件、反应式中的“能量”均不同。
(3)ATP的形成途径:
问题:
ADP转化成ATP的能量从哪里来?
阅读P89相关内容,讨论:
动植物的形成途径有哪些?
生物体内的ATP含量很低,所以ATP与ADP总是不断地进行着相互转化。
在动、植物细胞内能使ADP转化为ATP的途径有:
动物与人:
________________
绿色植物:
________________
补:
人和高等动物还可以来源于:
磷酸肌酸的转移
五、ATP的利用
细胞内吸能反应一般与________的反应相联系,由________提供能量;放能反应一般与________的反应相联系,释放的能量储存在_____中。
能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流动。
观察课本上的图片,写出ATP的用途
ATP的利用:
(1)_______________________________
(2)_______________________________
(3)_______________________________
(4)_______________________________
(5)_______________________________
记忆节节清:
一、ATP分子具有高能磷酸键:
三磷酸腺苷,简式:
A—P~P~P(A表示腺苷,P表示磷酸基团,T表示3个,~表示高能磷酸键)
人、动物的呼吸作用
绿色植物的呼吸作用和光合作用
二、ATP和ADP可以相互转化:
主动运输;用于生物发电、发光;肌肉收缩;用于生物合成;用于大脑思考
三、ATP的利用:
直接为各种生命活动提供能量
习题巩固:
1、下列化合物中,能作为细胞内能量“通货”的是()
A、磷酸肌酸B、ATPC、ADPD、葡萄糖
2、1分子ATP中含有的高能磷酸键和磷酸基团书分别为()
A、3和3B、3和2C、2和3D、2和2
3、ATP中大量的化学能储存在()
A、磷酸基内B、腺苷内
C、高能磷酸键内D、腺苷和磷酸基连接键内
4、生物体的储能物质、主要能源物质、直接能源物质依次是()
A、脂肪、糖类和ATPB、脂肪、蛋白质和ATP
C、脂肪、糖类和ADPD、糖类、脂肪和ATP
5、在“ATP
ADP+Pi+能量”的反应式中,下列说法正确的是()
A、物质和能量都是部可逆的,酶相同
B、物质和能量都是不可逆的,酶不同
C、物质可逆,能量不可逆的,酶不同
D、能量是不可逆的,物质是不可逆的,没相同
6、高等植物体内产生ATP的生理过程有()
A、光合作用,主动运输B、细胞呼吸,蒸腾作用
C、细胞呼吸,渗透作用D、光合作用、细胞呼吸
7、ADP转化为ATP需要()
A、Pi、酶、腺苷、能量B、Pi、能量
C、酶、腺苷、能量D、Pi、酶、能量
8、荧火虫发光所用的能量直接来自()
A、葡萄糖B、磷酸肌酸C、脂肪D、ATP
9、活细胞不能利用哪些能源来维持它们的代谢
A、太阳光B、热能C、ATPD、糖原
10、下列生命现象中不伴有ATP消耗的是()
A、神经冲动的传导 B、含羞草受到刺激小叶合拢
C、葡萄糖在小肠中被吸收 D、根尖生长点细胞有丝分裂
11、ATP转化为ADP可表示如下:
式中X代表()
A、H2OB、[H]C、PD、Pi
12、关于动物细胞中ATP的正确叙述()
A、ATP在动物体细胞中普遍存在,但含量不多
B、当它过分减少时,可由ADP在不依赖其他物质条件下直接形成
C、它含有三个高能磷酸键
D、ATP转变为ADP的反应是可逆的
13、以下是对生物体ATP的有关叙述,其中正确的一项是
A、ATP与ADP的相互转化,在活细胞中其循环是永无休止的
B、ATP与ADP是同一种物质的两种形态
C、生物体内的ATP含量很多,从而保证了生命活动所需能量的持续供应
D、ATP与ADP的相互转化,使生物体内的各项化学反应能在常温常压下快速而又顺利地进行
14、如果人体在一段时间内不进行体力和脑力劳动,并且体重不变,呼吸作用释放的能量主要转变成()
A、电能B、热能C、机械能D、渗透能
15、精子在长途跋涉寻找卵细胞的过程中,与反应式ATP
ADP+Pi+能量有关的叙述中,错误的是()
A、在整个过程中,反应式只向右进行不向左进行
B、在整个过程中,反应式既向右进行也向左进行
C、反应向左进行和向右进行时的酶不同
D、反应向左进行和向右进行的能量不同
16、1997年诺贝尔化学奖的一半授予了美国的保罗.博耶和英国的约翰.沃克,以表彰他们在研究三磷酸腺苷如何利用能量进行自身再生方面取得的成就。
“三磷酸腺苷”简称“腺三磷”,又叫ATP,是腺嘌呤的衍生物,含有三个相连的磷酸基,末端两个磷酸键分解时伴随有较大内能量变化,是生物体内能量转化的中心物质。
回答下列问题:
⑴ATP的分子简式是____________,其中A代表___,T代表___,P代表_____,____代表高能磷酸键。
⑵写出ADP和ATP相互转变的反应式:
_____________。
⑶在动物细胞中,ADP转变成ATP的能量主要来自____作用,通常需要分解_______,消耗____气;对于植物来说,ADP转变成ATP的能量还可来自_____作用。
在生物体内,ATP水解成ADP时,释放的能量直接用于__________。
5.3ATP的主要来源—细胞呼吸
教学目标:
1、知识目标:
比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同。
2、能力目标:
理解呼吸作用的原理及其在生产和生活中的应用。
3、情感目标:
学习科学方法,尊重实验事实养成科学严谨的态度,建立科学的价值观。
教学重点:
有氧呼吸的过程及原理
教学难点:
1、细胞呼吸的原理的本质
2、探究酵母菌细胞的呼吸方式。
教学过程:
复习提问:
1、写出ATP的结构简式(说出各部分名称,水解位置)
2、ATP中能量的主要来源(引入新内容。
板书课题)
问题探讨:
⒈呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点?
⒉呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那样剧烈吗?
⒊在无氧条件下,细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗?
学生讨论教师总结:
⒈都是物质的氧化分解过程;都能产生CO2等产物,并且都能释放能量。
⒉不能。
否则细胞中的化合物会迅速而彻底的氧化分解,能量会迅速全部释放出来,细胞的基本结构也会彻底破坏。
⒊能。
但在无氧的条件下释放的能量少。
一.细胞呼吸的概念和特点
学生阅读P91回答:
1.概念:
有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并且生成ATP的过程。
2.特点:
分解有机物释放能量
二.细胞呼吸的过程:
学生阅读然后回答:
有氧呼吸、无氧呼吸的含义、条件、场所、物质变化、能量变化分别是怎样的?
(一)有氧呼吸:
1.过程:
- 配套讲稿:
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