高中生物 51 《降低化学反应活化能的酶》教案 新人教版必修1Word下载.docx
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[实验]比较过氧化氢在不同条件下的分解。
1、实验原理:
2H2O22H2O+O22H2O22H2O+O2
2、实验步骤及现象
试管号
3%的过氧化氢溶液
控制变量
点燃的卫生香检测
实验处理
气泡多少
1
2mL
2
2mL
90℃左右水浴加热
很少
3
滴加3.5%FeCl3溶液2滴
较多
燃烧但不猛烈
4
滴加20%肝脏研磨液2滴
很多
燃烧猛烈
3、讨论
⑴——⑷见教材P79。
⑸这个实验为什么要选用新鲜的肝脏?
为什么要将肝脏制成研磨液?
⑹滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时,可否共用一个吸管?
为什么?
4、实验结论
5、实验过程的理论分析
⑴在做该实验时让学生感悟酶作为催化剂的突出特点——高效。
20%的新鲜肝脏研磨液1滴
3.5%的FeCl3溶液1滴
生物催化剂:
过氧化氢酶所含酶的相对数量:
无机催化剂:
Fe3+
Fe3+的相对数量:
25万
⑵控制变量:
讲解教材P79相关内容,让学生了解实验设计的原则。
⑶进行实验:
自变量
因变量
无关变量
对照组
实验组
2号:
90℃水浴加热
3号:
加入3.5%FeCl32滴
4号:
加入20%肝脏研磨液2滴
H2O2分解速度用产生气泡的数目多少表示
加入试剂的量;
实验室的温度;
FeCl3和肝脏研磨液的新鲜程度。
1号试管
2、3、4号试管
[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称为活化能。
用无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。
如H2O2的分解,20℃无催化剂时需活化能75kJ/mol;
用铂作催化剂时,只需活化能54kJ/mol;
用H2O2酶时,活化能下降到29kJ/mol以下。
(结合教材P80图讲解)
正是由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和条件下快速进行。
二、总结
细胞代谢离不开酶的原因。
三、作业布置
预习下节课所讲内容。
四、板书设计
第5章细胞的能量供应和利用
第1节降低化学反应活化能的酶
一、酶在细胞代谢中的作用
1、细胞代谢:
细胞内的全部化学反应。
2、酶的作用:
降低活化能更显著、催化效率更高。
第2课时
[导言]酶到到底是什么物质呢?
19世纪以前,人们还不知道为何物。
19世纪以后,随着对酿酒中发酵过程的深入研究,才逐渐揭开了酶的“面纱”。
一、酶的本质
[资料分析]教师设置下列问题,让学生带着问题去阅读教材P81——82相关内容。
1、巴斯德和李比希的观点分别是什么?
2、巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义?
各有什么局限性?
3、科学发展过程中出现争论是正常的。
试分析巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么,这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用?
4、巴斯德和李比希之间的争论被哪位科学家的研究成果平息了?
5、简述毕希纳实验的过程?
6、从毕希纳的实验可以得出什么结论?
7、要证明酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样还需要对实验如何改进?
8、萨姆纳提取到了脲酶,他是如何证明它的化学成分的?
9、萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质,并因此荣获诺贝尔化学奖。
你认为他成功的主要原因是什么?
10、请给酶下一个较完整的定义?
11、结合酶本质的探索历程谈谈你对马克思说的:
“在科学上没有平坦的大道,只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人,才有希望达到光辉的顶点”这句话的理解。
学生讨论回答:
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。
教材P82练习
二、酶的本质
1、酶本质的发现过程:
巴斯德李比希
毕希纳
萨姆纳
切赫·
奥特曼
2、酶的本质:
第3课时
导言:
酶作为催化剂,与无机催化剂相比有什么不同呢?
通过教材P78实验,我们已经知道加肝脏研磨液的4号试管放出的O2远多于加FeCl3溶液的3号试管。
从而说明了酶具有高效性。
一、酶具有高效性
酶的催化效率大约是无机催化剂的1017——1013倍(思考:
这对细胞有什么意义?
)
二、酶具有专一性
补充“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验。
1、实验原理
a.淀粉→麦芽糖
(非还原性糖)
蔗糖→葡萄糖+果糖还原性糖
b.还原性糖+斐林试剂→砖红色氧化亚铜沉淀
c.用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后,再用斐林试剂鉴定,根据是否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用,从而探索酶的专一性。
2、实验步骤
序号
实验操作内容
试管1
试管2
注入可溶性淀粉溶液
2ml
注入蔗糖溶液
注入淀粉酶溶液
将试管放在60℃水中
5分钟
5
加入斐林试剂
6
放热水于大烧杯中加热煮沸
1分钟
7
观察实验现象
3、实验结论
4、酶的专一性,每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
二、酶的作用条件较温和
[探究]影响酶活性的条件。
淀粉→麦芽糖和葡萄糖→砖红色沉淀
↓碘液↓碘液
紫蓝色复合物不形成紫蓝色复合物
2、步骤
试管3
试管1′
试管2′
试管3′
注入新鲜淀粉酶溶液
1ml
放置温度
60℃
100℃
0℃
保温时间
混合
滴碘液
1滴
8
注入等量的新鲜淀粉溶液
1mL
1mL
注入等量的不同PH的溶液
1mL蒸馏水
1mLNaOH
1mLHCl
注入等量的可溶性淀粉溶液
放60℃热水中相等时间
加等量斐林试剂并摇匀
放热水中用酒精灯加热煮沸
4、分析教材
⑴组织学生讨论完成教材P84相关问题。
⑵教师结合教材P85相关图讲解。
①在一定温度范围内,酶活性随温度升高而增强,其中酶的活性最高时的温度,即为该种酶的最适温度。
若超过最适温度,酶的活性逐渐下降,甚至丧失。
(低温使酶的活性明显降低,但酶的空间结构保持稳定,在适宜的温度下酶的活性可以恢复。
②每种酶只能在一定限度的PH范围内表现出活性,其中酶活性最强的PH即为该酶的最适PH。
(过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活)
四、总结
酶具有高效性、专一性,并且需要适宜的条件。
五、作业布置
教材P86练习
六、板书设计
酶具有高效性
酶的特性酶具有专一性
酶的作用条件温和
2019-2020年高中生物5.1基因突变和基因重组课后练习新人教版必修2
1.下图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因,已知谷氨酸的密码子是GAA,由此分析正确的是( )
A.控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基发生替换都会引起贫血症
B.②过程是以脱氧核苷酸为原料,由ATP供能,在酶的作用下完成的
C.转运缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基可能是CAU
D.人发生此贫血症的根本原因在于蛋白质中的一个谷氨酸被缬氨酸取代
解析:
根据题意可知,引起人类镰刀型细胞贫血症的根本原因是DNA上某位置的碱基对T—A替换为A—T,并不是任一位置的碱基替换都会引起贫血症;
直接原因是蛋白质中的一个谷氨酸被缬氨酸取代。
②过程表示转录,它是以α链为模板,以核糖核苷酸为原料,由ATP供能,在酶的作用下完成的。
缬氨酸的密码子为GUA,则tRNA一端裸露的三个碱基可能是CAU。
答案:
C
2.以下关于生物变异的叙述,正确的是( )
A.基因突变都会遗传给后代
B.基因碱基序列发生改变,一定导致性状改变
C.基因突变不会改变DNA上基因的数目和种类
D.生殖细胞形成过程中能够发生基因重组
如果基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中,一般不会遗传给后代,如果发生在生殖细胞的形成过程中,则容易通过配子遗传给后代。
基因突变产生了等位基因,基因在DNA上的位置没有改变,DNA上基因的数目没有改变,但种类可能改变。
基因重组发生在有性生殖的减数分裂过程中,即发生在生殖细胞的形成过程中。
D
3.下列有关遗传与变异的说法,正确的是( )
A.基因型为Dd的豌豆,产生雌、雄两种配子的数量比接近1∶1
B.自由组合定律的实质是所有等位基因分离,非等位基因自由组合
C.孟德尔成功的原因是从研究豌豆的全部相对性状综合分析入手
D.DNA中脱氧核苷酸的种类和数量发生改变,不一定引起基因突变
基因型为Dd的豌豆,产生雌配子或雄配子的类型比接近1∶1。
自由组合定律的实质是所有等位基因分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。
孟德尔成功的原因是从研究豌豆一对相对性状分析入手。
DNA中某些片段上脱氧核苷酸的种类和数量发生改变,引起的才是基因突变。
4.下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化,对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子)( )
—ATGGGCCTGCTGA……GAGTTCTAA—
1 4 7 10 13100 103 106
A.第6位的C被替换为T
B.第9位与第10位之间插入1个T
C.第100、101、102位被替换为TTT
D.第103至105位被替换为1个T
B
5.自然界中,一种生物某一基因及其三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下:
正常基因:
精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸
突变基因1:
突变基因2:
精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸
突变基因3:
精氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 酪氨酸 丙氨酸
根据上述氨基酸序列,可确定这三种突变基因DNA分子的改变情况是( )
A.突变基因1和2为一个碱基的替换,突变基因3为一个碱基的增添
B.突变基因2和3为一个碱基的替换,突变基因1为一个碱基的增添
C.突变基因1为一个碱基的替换,突变基因2和3为一个碱基的增添
D.突变基因2为一个碱基的替换,突变基因1和3为一个碱基的增添
由于遗传密码的简并性,基因中一个碱基被替换,mRNA上只有一个密码子改变,肽链中只有一个氨基酸可能会发生改变;
若基因中一个碱基增添或缺失,mRNA上因为密码子阅读的连续性,突变位置后的密码子全部发生改变,肽链中的氨基酸种类也发生改变。
A
6.右图基因A与a1、a2、a3之间的关系不能表明( )
A.基因突变是不定向的
B.等位基因的出现是基因突变的结果
C.正常基因与致病基因可通过突变而转化
D.基因的遗传将遵循自由组合定律
题图中虽然有几对复等位基因,但具体到某一个体来讲,只是位于一对同源染色体上的等位基因,而自由组合研究的是位于两对同源染色体上的两对等位基因的遗传规律。
7.右图为高等动物的细胞分裂示意图。
图中不可能反映的是( )
A.发生了基因突变
B.发生了染色单体互换
C.该细胞为次级卵母细胞
D.该细胞为次级精母细胞
题中所给图因无同源染色体,故为减数第二次分裂的后期图,又因为细胞质均等分裂,故此细胞为次级精母细胞或第一极体。
姐妹染色单体形成的两条染色体上的基因若不相同,有两种原因,一是基因突变,二是染色单体的交叉互换。
8.下列关于基因突变和基因重组的叙述,正确的是( )
①基因突变常常发生在DNA复制时 ②基因突变是DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换 ③基因突变的随机性仅表现在生物个体发育的胚胎时期 ④基因重组是生物变异的根本来源,基因重组也可以产生新的基因
A.①③B.①②
C.②④D.②③
基因突变是DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换,而引起基因结构的改变,在DNA复制时,双螺旋结构解开,容易发生基因突变。
基因突变具有随机性,可以发生在个体发育的任何时期,同一DNA分子的不同部位,不同的DNA分子上。
基因突变能产生新的基因,是生物变异的根本来源,基因重组不能产生新的基因。
9.用人工诱变方法使黄色短杆菌的质粒上的某基因模板链中的脱氧核苷酸序列发生如下变化:
CCGCTAACG→CCGCGAACG,(可能相关的密码子为:
脯氨酸—CCG、CCA;
甘氨酸—GGC、GGU;
天冬氨酸—GAU、GAC;
丙氨酸—GCA、GCU、GCC、GCG;
半胱氨酸—UGU、UGC)那么黄色短杆菌将发生的变化和结果是( )
A.基因突变,性状改变
B.基因突变,性状没有改变
C.基因和性状均没有改变
D.基因没变,性状改变
由题意知,脱氧核苷酸序列中的一个碱基T变成了碱基G,故发生了基因突变,由此碱基转录成的密码子由正常的GAU变为GCU,从而引起所决定的氨基酸由天冬氨酸变成丙氨酸,故性状也发生了改变。
10.大肠杆菌的某基因有180个碱基对,由于受到X射线的辐射少了一个碱基对。
此时,由它控制合成的蛋白质与原来的蛋白质比较,不可能出现的情况是( )
A.59个氨基酸,且氨基酸的排列顺序没有改变
B.59个氨基酸,且氨基酸的排列顺序有改变
C.60个氨基酸,但氨基酸的排列顺序有改变
D.少于59个氨基酸,且氨基酸的排列顺序有改变
基因中缺失了一个碱基对,其控制合成的蛋白质中氨基酸的数目,一定比原来的要减少,氨基酸的顺序可能发生变化,也可能不发生变化。
11.下列关于基因重组的说法,不正确的是( )
A.生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组
B.减数分裂四分体时期,由于同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换,可导致基因重组
C.减数分裂过程中,非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组
D.一般情况下,花药内可发生基因重组,而根尖则不能
同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的局部交换才会导致基因重组。
12.有性生殖生物的后代性状差异,主要来自基因重组,下列过程中哪些可以发生基因重组?
( )
亲代:
AaBb ×
AaBb
配子:
AB Ab aB ab AB Ab aB ab
子代:
A_B_ A_bb aaB_ aabb
A.①②B.①③C.②③D.③
基因重组发生在通过减数分裂形成配子的过程中,主要包括两种类型:
一种是在四分体时期,同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换,一种是在减Ⅰ后期,非同源染色体上非等位基因的自由组合。
所以应为①②,而不是配子的随机组合③。
13.右上图甲表示人类镰刀型细胞贫血症的病因,图乙是一个家族中该病的遗传系谱图(控制基因为B与b),请据图回答下列问题(已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG)。
甲
乙
(1)图中①过程发生的时间是 。
(2)α链碱基组成为 ,β链碱基组成为 。
(3)镰刀型细胞贫血症的致病基因位于 染色体上,属于 性遗传病。
(4)Ⅱ8的基因型是 ,Ⅱ6和Ⅱ7再生一个患病男孩的概率为 。
要保证Ⅱ9结婚后子代不患此病,从理论上说其配偶的基因型必须为 。
(5)若图中正常基因片段中CTT突变为CTC,由此控制的生物性状是否可能发生改变?
为什么?
。
(1)细胞分裂间期
(2)CAT GUA (3)常 隐 (4)BB或Bb 1/8 BB (5)不会,因为翻译形成的氨基酸没变,所以生物性状不变
14.由于基因突变,导致蛋白质中的一个赖氨酸发生了改变。
根据以下图、表回答问题。
第一个
字母
第二个字母
第三个
U
G
异亮氨酸
甲硫氨酸
苏氨酸
天冬酰胺
赖氨酸
丝氨酸
精氨酸
(1)图中Ⅰ过程发生的场所是 ,Ⅱ过程叫 。
(2)除赖氨酸以外,图解中X是密码子表中哪一种氨基酸的可能性最小?
。
原因是 。
(3)若图中X是甲硫氨酸,且②链与⑤链只有一个碱基不同,那么⑤链不同于②链上的那个碱基是 。
(1)Ⅰ为翻译过程,发生在核糖体上,Ⅱ是以DNA为模板合成RNA的过程,属于基因表达的转录过程。
(2)赖氨酸密码子为AAA或AAG,与表中各种氨基酸上的密码子比较,丝氨酸的密码子AGU或AGC和赖氨酸的密码子相差最大。
(3)甲硫氨酸的密码子为AUG,应该是由密码子AAG突变而来,说明⑤链是由②链上的TTC变为TAC。
(1)核糖体 转录
(2)丝氨酸 要同时突变两对碱基 (3)A(T)
15.随着除草剂的广泛使用,杂草逐渐出现了抗药性。
下表是苋菜抗“莠去净”(一种除草剂)品系的pbs基因和对除草剂敏感品系的正常基因的部分碱基序列,以及相应蛋白质中的部分氨基酸序列。
抗除草
剂品系
GCT
CGT
丙氨酸
TTC
AAC
亮氨酸
敏感品系
AGT
氨基酸位置
227
228
229
230
请分析回答问题。
(1)抗除草剂品系的出现,是由于正常的敏感品系发生了基因突变,导致 。
(2)从部分DNA碱基的变化,可推知密码子的变化是 。
(3)若抗除草剂品系基因控制合成蛋白质的mRNA成分如下表,则mRNA中含有 个尿嘧啶,控制蛋白质合成的基因中腺嘌呤和鸟嘌呤共有 个,mRNA形成场所是 。
成分
腺嘌呤
鸟嘌呤
尿嘧啶
胞嘧啶
含量
x%
y%
z%
10%
数量
1700
1600
其他关系
x+y=30
(1)抗除草剂品系的出现,是基因突变导致基因所控制合成的蛋白质发生改变的缘故,即第228位上的氨基酸的替换(或丝氨酸被丙氨酸替换)。
(2)DNA转录形成了mRNA,根据部分DNA碱基的变化,可以推知密码子的变化。
(3)根据mRNA中碱基数量关系知A+G=3300,U=6600,C=1100,所以控制蛋白质合成的基因中A+G=mRNA中的所有碱基之和=11000。
(1)第228位上的氨基酸的替换(或丝氨酸被丙氨酸替换)
(2)UCA→GCA
(3)6600 11000 细胞核
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