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高中生物酶的教案

发表时间:2021-09-03

高一生物教案:《探究影响酶活性的因素》教学设计。

一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,作为高中教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来,帮助高中教师在教学期间更好的掌握节奏。你知道怎么写具体的高中教案内容吗?下面是小编精心为您整理的“高一生物教案:《探究影响酶活性的因素》教学设计”,供大家借鉴和使用,希望大家分享!

高一生物教案:《探究影响酶活性的因素》教学设计

1 教学设计理念

本教学内容需2课时完成,第一课时学习酶的发现和酶的概念以及酶的特性;第二课时学生进行探究实验活动:探究影响酶活性的因素。本文主要介绍“探究影响酶活性的因素”的教学设计与实践。

由于在第一课时学生已经学习了酶的发现和酶的概念以及酶的特性,在此基础上,教师引导学生设计实验,提出预期,让学生分组进行实验探究,观察思考,进行讨论,由学生自己总结出结论影响酶活性的因素:酶最适宜的温度和pH值。这样的教学设计能体现学生自主、探究、合作的学习方式,有利于培养学生科学的思维方法和研究方法,提高学生的科学素养。

2 教学目标

2.1 知识目标 理解酶的特性。

2.2 能力目标 ①通过探究影响酶活性的因素,发展学生的科学探究能力;②培养学生观察、分析问题,解决问题的能力;③培养学生实验操作能力;④提高学生收集资料和语言表达能力。

2.3 情感目标 ①通过探究影响酶活性的因素,培养学生的探索精神、创新精神和合作精神;②培养学生实事求是和严谨的科学态度;③激发学生对生物科学的兴趣和热爱,培养学生理论联系实际。

3 课前准备

3.1 实验材料的准备 ①制作两种猪肝研磨液:新鲜猪肝研磨液和煮熟的新鲜猪肝研磨液;②实验前教师配制pH分别是2、5、7、9、13的缓冲溶液。

3.2 寻找资料 请同学上网或上图书馆找资料,内容为:酶与社会的联系,酶与人类生活的关系,酶的活性与动物体内环境的相对稳定有什么关系。

4 教学过程

4.1 设置探究情景,提出探究课题 教师设置探究情景:提出问题,把新鲜猪肝研磨液煮熟,过氧化氢酶是否还有活性?演示实验:把猪肝研磨液滴入过氧化氢溶液中,结果没有气泡的产生,说明把鲜肝液煮熟后即不能催化过氧化氢的分解。据此可知高温使过氧化氢酶失去活性,从而联想低温是否影响酶的活性,提出探究课题:设计一个探究温度影响过氧化氢酶活性的实验。从温度这一因素,进一步提出另一外探究课题:pH对酶活性的影响。

4.2 介绍科学探究的方法,引导学生设计探究实验方案 因为我校学生的实验动手能力差,平时课上又很少进行探究实验,所以教师明确地把科学探究的步骤告诉学生:提出问题→作出假设→设计实验→实验探究→阐述和交流实验结果与结论。有利于学生按照正确的研究的思路去分析和解决问题,使学生更好地学习科学方法。教师引导学生根据课题进行思考,对于温度影响酶的活性的课题,应设定哪几个温度?怎样将不同溶液的温度分别调到设定的数值?对于pH对酶活性的影响的课题,应设定哪几个pH?怎样排除pH和其他因素对实验结果的干扰?设计实验方案并绘制数据记录表。

教师应该介绍对照实验的方法,即研究某一因素(如温度)对某一特定反应(或事物)的影响时,要在其他因素相同的条件下进行,观察该因素的不同情况(如不同的温度)对特定反应(或事物)的影响,以便对实验结果进行科学的分析。

4.3 学生分组讨论、设计实验方案 学生在讨论、设计实验方案时,教师要进行指导。各小组完成设计方案后,教师组织全班进行交流。学生设计了表1、表2、表3的实验方案来探究酶的活性与温度的关系:

表1 探究酶的活性与温度的关系

编号

1

2

3

4

5

温度

0 ℃

室温

37 ℃

60 ℃

100 ℃

H2O2溶液

2 mL

2 mL

2 mL

2 mL

2 mL

猪肝研磨液

两滴

两滴

两滴

两滴

两滴

预期结果(气泡数目多少)

实验结果

表2 探究酶的活性与温度的关系

编号

1

2

3

温度

0 ℃

37 ℃

100 ℃

H2O2溶液

2 mL

2 mL

2 mL

猪肝研磨液

两滴

两滴

两滴

预期结果(气泡数目多少)

实验结果

表3 探究酶的活性与温度的关系

编号

1

2

3

温度

0 ℃

室温

100 ℃

H2O2溶液

2 mL

2 mL

2 mL

猪肝研磨液

两滴

两滴

两滴

预期结果(气泡数目多少)

实验结果

编者按:探究酶的活性与温度的关系时,使用过氧化氢溶液和猪肝研磨液做实验,不宜使用太高的温度,否则反应过于猛烈,易发生危险。

设计表1的学生他们的设计思路是室温为20 ℃,需要设计在37 ℃和60 ℃的条件下,观察过氧化氢酶的催化效果,已知高温使过氧化氢酶失去活性,设计100 ℃是使设计方案完整;设计表2、3两个方案的学生的设计思路是低温、常温和高温三种温度对酶活性的影响。学生讨论以上三种设计方案,相互进行评价,37 ℃可以得出酶最适宜的温度,实验方案三应补充37 ℃实验组。对于60 ℃,有的学生觉得不需要,有的学生觉得多这一组更能说明问题。其中有一组学生提出“探究pH影响酶的活性”的实验方案(表4):

表4 探究酶的活性与pH的关系

编号

1

2

3

pH

2

7

13

H2O2溶液

2 mL

2 mL

2 mL

猪肝研磨液

两滴

两滴

两滴

预期结果(气泡数目多少)

实验结果

全班学生讨论表4的设计方案,有些学生提出增加pH为5、9的实验组,有的学生提出方案中pH应为3、5、6、7、8、9、11、13。教师适当地指出这几种方案的不足和可行性。

当讨论实验预期结果时,由于学生们习惯于写实验结果,不明白实验结果可以预期,教师引导学生写出实验预期结果。通过讨后,各小组完善各自的实验方案。

4.4 实施实验方案,记录观察结果 学生分组进行实验,在学生进行实验操作过程中教师要求学生注意:①对不同温度、不同pH的实验组进行编号;②每组所加入的物质量必须相同,以减小实验误差;③及时将实验结果记录。

4.5 实验结果的交流、分析,得出本探究课题的结论 各小组对自己组的实验结果进行分析,得出相应结论:①在37 ℃的条件下,产生的气泡大,数量最多,说明过氧化氢酶的最适宜温度为37 ℃。②在pH为7的条件下,产生的气泡大,数量最多,说明过氧化氢酶的最适pH为7。③过酸、过碱、低温时,酶的活性受影响,低温使酶的活性降低,高温使酶失去活性;不同pH影响酶的活性。

全班学生并进行讨论和交流,分析实验中出现的问题和差异的原因:①有的小组发现当过氧化氢溶液处于90 ℃~100 ℃时(没有加入猪肝研磨液),试管内有极少量的气泡。这是因为加热促使过氧化氢分解。实验时应该把猪肝研磨液加热到90 ℃~100 ℃,过五分钟后加入过氧化氢溶液中。②有组学生的实验现象是在pH为9时产生的气泡数量最多,而且气泡多到溢出试管。通过分析,是他们滴加猪肝研磨液太多所致。没有按照每实验组所加入的物质量必须相同的方法。③比较实验结果和实验预期结果的差异,虽然之前有教材的引导,还有个别的学生写预期结果时全部都写有气泡的产生,或者干脆不写,等做好实验后才写上。所以教师要强调写预期结果是生物学实验设计程序之一。

4.6 交流信息 上网或到图书馆找资料的学生,与其他同学分享他们的资源。

如加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更强的去污能力,酶的催化作用需要适宜的温度,温水使加酶洗衣粉发挥最大作用。含酶牙膏可以分解细菌,使我们牙齿亮洁。0 ℃左右的低温虽然使酶的活性明显降低,但能使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。因此,酶制剂适于低温(0~4℃)下保存。

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高一生物教案:《探究影响酵母菌无氧呼吸的因素》教学设计

一、课标要求

倡导探究性学习,引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑,培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力等,重在培养学生的创新精神和实践能力,提高学生的生物科学素养。

二、教学设计思想

1、突出学习的探究性。本节课的教学设计围绕“科学探究”这一主线展开:提出问题—进行假设—设计方案—实验探究—汇报交流—得出结论。通过这样一个活动过程,调动学生自主学习的积极性,使学生参与探究过程,培养科学探究的良好品质。

2、突出学生的自主性。从实验步骤设计、讨论比较、表达交流的学习活动中,加深对实验设计原则的理解,加深对影响酵母菌无氧呼吸因素的理解,自始至终突出了学生的自主性,达到对知识的自我构建。

三、教学目标

1、知识技能目标

(1)使学生了解酵母菌无氧呼吸的知识。

(2)使学生了解酵母菌无氧呼吸受酸碱度及温度的影响。

2、能力目标

(1)学会设计实验,运用语言、文字完善实验步骤,分析和解释实验中产生的现象,并得出正确的实验结论。

(2)通过实验、探究等教学活动,激发学生的学习兴趣和学习的主动性,形成客观的、实事求是的科学态度,培养学生的观察能力、实验能力、思维能力和合作能力,以及初步的研究能力和创新能力。

3、情感态度与价值观

(1)培养严谨求实的科学态度和勇于探索的科学精神。

(2)通过探究活动培养学生之间的合作精神。

四、教学准备

教师准备:三角锥瓶4个,胶塞2个、气球2个、玻璃弯管、夹子、石灰水等

学生知识准备

1、复习酵母菌异化作用的特点;

2、温度和酸碱度对酶活性的影响;

3、实验设计的基本原则。

五、教学过程

情景引入:教师出示两个对照装置,展示、介绍装置,提出问题:酵母菌无氧呼吸能产生气体吗?怎样鉴定有无CO2产生?(学生回答)

(教师提出探究课题)

(学生分两大组进行探究)

学生根据已有的实验用具,通过小组讨论,先确定实验的总体思路,再逐步细化,写出根据实验用具和方法步骤在内的实验方案。

探究活动一:酸碱度对酵母菌无氧呼吸的影响

设计与实验

(1)试验用具:烧杯1个、试管4支、20%的酵母液、10%蔗糖溶液、配置好的pH分别为6、7、8、9的缓冲液、注射器4个、橡皮胶塞4个、液体石蜡、滴管若干个。

(2)实验过程见下表:

探究活动二:温度对酵母菌无氧呼吸的影响

(1)试验用具:烧杯3个、注射器3支、试管3支、20%的酵母液、10%蔗糖溶液、配置好的pH为7的缓冲液、液体石蜡、橡皮胶塞3个、滴管若干个。

(2)实验过程见下表:

实验过程中提倡“互动式”教学,通过师生互动,提出“实验设计的基本原则是什么?”“每一组的实验变量是什么?”“怎样控制酵母菌无氧的条件?”“如何比较哪支试管无氧呼吸速度最快?”等问题,通过对问题的讨论,学生可以学到教科书上没有明确阐述的、更深入一层的知识。实验中教师巡视,既可以了解学生实验的速度、实验过程中出现哪些不可预计的问题,针对不同组的情况,提出一些小问题,引导学生进行深层次的思考,也能使自己很好地驾驭课堂教学,又作为学习者参与讨论过程,营造宽松和谐的学习氛围。

然后,学生分组上台展示交流实验结果,得出结论,讨论:①为什么要迅速向液体的表面滴加一薄层液体石蜡?②试管内出现什么现象?拔掉试管的塞子后,会闻到什么气味?试分析其中的原因。

六、教学反思

该实验设计中有哪些不完善的地方?应如何改进实验装置或方案,使实验结果更准确?因为实验步骤中只设计了pH为5~8的实验,如果想得出不同的pH与酵母菌无氧呼吸关系的变化曲线,应该如何设计?由此引导学生思考实验目的不同,实验设计的步骤和方案可能有所不同,实验设计需要有针对性。

高一生物教案:《酶的特性》教学设计


高一生物教案:《酶的特性》教学设计

一、教材地位和作用

本节课主要讲述酶在生物新陈代谢中的重要作用及其生理特性,教材对酶的本质和特性作了重点介绍。本章本节课内容是高二生物教材的重难点内容。自然界中的一切生命现象皆与酶的活动有关。在本章节中通过探索验证酶的特性的教学过程,培养学生建立科学的思维方法和研究精神。

二、教学目标

1.知识目标

(1)说明酶在细胞代谢中的特性。

(2)进行有关实验和探究,学会控制自变量,观察和检测因变量变化以及设置对照组和重复实验。

2.能力目标

(1) 通过学生主动参与科学探究的虚拟实验活动,使学生掌握科学探究的程序和方法,培养学生创造性思维能力和动手实践的能力。

(2)通过以小组为单位的学习,使学生学会与人交流和合作的能力

3.情感态度价值观

通过对酶的生物活性及其特性的探究性学习,培养学生崇尚科学的态度和实事求是的精神。培养学生知难而进、锲而不舍的顽强的意志品质和勇于探索未知世界、勇于创新的精神。

三、教学重点、难点

1.教学重点

酶的作用、本质和特性

2.教学难点

酶的特性探究、控制变量的科学方法

四、媒体运用

本课使用的媒体主要为电脑投影和实验室仪器。本课的重难点都在于如何使学生掌握实验的原理,实验的操作过程。由于人的认知规律是由感性到理性的,所以本课插入了大量的图片,图表和实验过程的动画软件。酶的第一个特性使用动画直观的显示实验过程,引导学生解决实验中的问题。而第二个特性则应用了模拟实验过程的方法,放手让学生在第一个实验的理论基础上自己设计实验过程和进行实验软件操作。通过小组讨论,全班参与实验操作的评价等方法,让学生加深对实验过程的了解,学以致用。第三个特性则让学生在第一、第二个实验的基础上自行在实验室进行实验的设计和操作,并得出相应的实验结果和实验结论。

五、教学方法和手段

(1)探究式教学法:在教师的指导下,学生主动参与酶的特性的讨论探究活动,亲身体会科学发现过程,领悟科学研究方法。

(2)多媒体辅助教学法:利用多媒体技术,把酶的特性探究实验演示出来,帮助学生形成正确、系统的知识结构。

(3)模拟实验操作法:学生利用计算机,进行模拟的实验操作过程,把本小组设计的实验方案通过计算机呈现,并对结果进行分析。

六、具体的教学过程

(1)引导探究:酶和无机的催化剂相比有什么特殊之处?(2 min)

(2)观看实验动画,回忆实验内容:比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率(2 min)

(3)学生分组讨论

a.为什么实验中要选用新鲜的肝脏?

b.为什么要把肝脏研磨碎?

c.实验中加入对比组会否更好?如果会,应如何设置对比组?(8 min)

教师注意引导学生想到“酶具有生物活性”这一概念,并鼓励学生积极思考、尝试设计对比实验组,让学生在学习的过程中理解实验的方法及设计过程是多样的。

(4)提出问题:既然实验的方法可以是多种多样的,请同学们思考:如何运用以下的实验材料及器材验证酶的专一性?(组织学生进行小组讨论)(3 min)

(5)小组对实验设计方案的讨论包括以下几个方面:(25 min)

a.研究目的

b.作出假设

c.实验过程:实验器材选取、实验步骤、现象的观察与分析、结论

d.表达与交流(讨论组的小组长上台发言,接受其他小组同学的提问;进行实验方案的修改,选出代表进行模拟实验操作。)

教师对小组的探究讨论活动给予鼓励评价,接着引导学生继续深入探讨:小组代表的操作使我们对酶的专一性有了较深的理解,但是我们还需要进一步学习探讨酶的一些其他的特性。

(6)在前一实验的基础上,布置学生利用课余时间小组制定检测酶的作用条件的实验方案。在开展实验前各小组进行实验设计方案的汇报。最后让学生运用实验仪器和药品,设计实验探索酶的作用条件,并用图表表示相应的实验结果。(30 min)

(7)多媒体展示酶需要适宜的条件:为弥补学生自主学习的不足,教师要使用多媒体课件帮助学生对知识进行归纳整理,使学生对知识有一个全面、系统、准确的了解,在头脑中形成系统的知识结构。(10 min)

七、教学反思

1.这节课是根据新课程标准“培养学生科学素养,倡导探究性学习”而设计的。笔者在本节课中设计了三个不同方式、不同程度的探究实验,一个是实验录像的观察,另一个是利用课件模拟酶的专一性实验,第三个是实际的实验探究。第二、第三个实验是在学生已掌握的实验一的方法后,在进一步的思考与讨论中开展的。目的是做到既关注知识结论,更关注知识的发生和发展过程,突出学生学习的主体地位。

2.酶的专一性和酶所需的作用条件实验的设计比较灵活,需要和物质鉴定实验相结合,难度较大,宜以课题小组的形式进行讨论。另外,由于受仪器设备的限制,对于酶的催化作用的原理不宜探究过深。

3.新课标的理念,在于突出发现的过程,学习的过程,发挥学生的主观能动性,调动学生的思维能力。而通过重现和虚拟手段模拟生命现象,是生物科学的一种重要研究方法。在本节课中,通过虚拟实验操作模拟酶的专一性实验验证过程,把抽象复杂的生命现象,转化为直观具体、肉眼可见的过程,既有利于学生理解掌握,同时也培养了学生的动手实践能力和与人合作交流的能力。

高一生物《酶的特性》教案分析


高一生物《酶的特性》教案分析

1.知识目标:说明酶在细胞代谢中的特性。

2.能力目标:进行有关实验和探究,学会控制自变量,观察和检测因变量变化以及设置对照组。

3.情感态度价值观:养成勇于质疑、自主探究、合作学习的科学探究精神;培养学生关注社会科技发展和学以致用的意识。

1.教学重点:说明酶的特性。

2.难点:酶的特性探究、实验中控制变量的科学方法。

探究式教学法,讲授法,演示法。

1课时

让学生观看视频:“生物酶牙膏”的广告,并展示课前找到的生活中所用的加酶产品。教师总结导入新课:酶已悄悄融入到我们的日常生活中,它的应用如此广泛肯定跟其特性有密切联系。那么它究竟有什么特性呢?让我们来一起研究吧。

(一)酶具有高效性

教师:引导学生回忆“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验,从这个实验你可以得出什么结论?

学生:过氧化氢酶的催化效率比Fe3+高许多,说明酶具有高效性。

教师:大量的实验数据表明,酶的催化效率是无机催化剂的107-1013倍;正是因为酶的这一特性才使其在生产中得到广泛应用:如在洗衣粉中加入0.2%-0.5%的酶制成合成洗涤剂——加酶洗衣粉,其去污能力大大增强。

设疑:酶还有什么特点呢?

(二)酶具有专一性

教师出示资料:

无机催化剂催化的化学反应的范围比较广,比如酸既能催化蛋白质的水解,也能催化脂肪水解,还能催化淀粉的水解;

多酶片是消化酶制剂,常用于治疗消化不良症,每片含胃蛋白酶不得少于48单位,含胰蛋白酶不得少于160单位,含胰淀粉酶不得少于1900单位,含胰脂肪酶不得少于200单位。

学生阅读后,讨论回答:

为什么许多加酶产品中的酶有多种类型?这说明酶还有什么特性?

学生:酶还具有专一性。

教师:专一性的具体含义是什么?

学生:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

教师肯定学生的回答,并举例解释酶的专一性。

知识应用:小方早晨起来发现昨晚塞进牙缝里的瘦肉丝依然存在,为什么瘦肉丝还没被分解呢?

学生:……。

教师进一步设疑:许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或者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?引入探究课题:“影响酶活性的条件”,酶活性就是指酶对化学反应的催化效率。

(三)酶的作用条件较温和

由学生阅读加酶洗衣粉背面的使用说明:用温水浸泡后洗涤效果更佳。

教师:通过这个现象,你能提出什么问题?

学生:温度会影响酶的活性吗?

教师:请根据所学知识作出假设。

学生:酶的活性可能受温度的影响。

教师:如何检验做出的假设是否正确呢?

学生:设计实验进行检验。

教师:大家说的很对。接下来就请大家分组讨论,设计该实验方案的。

用幻灯片展示实验材料及用具,让学生6-8人为一组,根据实验材料及用具讨论详细实验方案并将讨论的结果记录下来。期间教师可根据学生的实际情况给予适当提示:该实验中的自变量是什么?如何控制?因变量是什么?如何检测?

讨论结束后教师可选择其中有典型错误的实验方案分析,引导学生讨论、质疑并寻找错误,最终完善该实验方案。

请学生根据此实验结论尝试构建数学模型:绘制温度影响酶的活性函数曲线,并用语言来描述温度变化与酶活性的关系。

知识应用:水果、蔬菜在冰箱中保鲜的原理是什么?

学生:……。

教师出示资料:

经测定,唾液的pH为6.2—7.4,胃液的pH为0.9—1.5,小肠液的pH为7.6。

口腔温度和体温差不多,那么当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后,唾液淀粉酶还具有催化淀粉分解的功能吗?胃中的蛋白酶随食糜进入小肠后还具有催化功能吗?

由学生做出猜想后,教师引导学生把问题转换成“pH能不能影响到酶的活性”。请大家在课下设计“pH对酶活性影响”的实验方案,并去实验室按照预定的方案进行实验。

通过理论分析及实验的预期结果,我们知道了酶的催化作用一般要在温和的条件下进行,这就是酶的第三个特性:酶的作用条件较温和。

总结:

今天我们主要学习了酶的三个特性:高效性、专一性及酶的作用条件较温和,同时还一起设计了“温度对酶活性的影响”的实验方案。在实验设计中一定要控制好变量,避免无关因素对实验结果造成干扰,这样才能得出正确的结果及结论。

酶的特性

一、高效性

二、专一性

三、酶的作用条件温和

小明刚放学回家,就看见奶奶拿着一袋洗衣粉往洗衣盆中倒了许多,然后拿着一暖瓶开水倒入盆中,盆中立刻起了许多泡沫。“您这是干吗?”“我给你洗洗你那个羊毛衫。”小明一看水盆旁边放着“雕牌加酶洗衣粉”。

你觉得小明奶奶的做法对吗?你想对她说些什么?

高一生物3.1新陈代谢与酶教学设计


3.1新陈代谢与酶
教学目的
1.新陈代谢的概念(A:知道)。
2.酶的发现过程(A:知道)和酶的概念(D:应用)。
3.酶的特性(D:应用)。
教学重点
1.酶的概念。
2.酶的特性。
教学难点
探索酶的专一性和高效性的实验。
教学方法
自学与实验探索相结合。
教学用具
实验五、实验六所需用具和药品(见课本),光合作用反应式、有氧呼吸和氨基酸缩合形成多肽反应式的投影片,酶的活性受温度影响的示意图投影片,胃蛋白酶、胰蛋白酶的活性受pH影响的示意图投影片。
课时安排
2课时。
教学过程
引言:第二章中我们已经学习了有关细胞的一些知识。在第三章中,我们将学习生物新陈代谢的知识。新陈代谢是生物体进行生命活动的基础,只有在新陈代谢的基础上,生物体才会表现出其他生命活动。因此,新陈代谢是生物最基本的特征,那么,新陈代谢究竟是指什么呢?
提问:请一位同学说出叶绿体、线粒体、核糖体的生理功能是什么?
(回答:略。)
讲述:上面几种细胞器的生理功能我们都可以用化学反应式表示出来。
(教师放投影片:光合作用的反应式,有氧呼吸及氨基酸缩合形成多肽的反应式。)
讲述:上述反应都是在活细胞中进行的,这些化学反应发生的过程。就是生物体内进行新陈代谢的过程。因此,我们可以说,新陈代谢是活细胞中全部化学反应的总称。
讲述:生物体内这些化学反应,在生物体内温和的条件下(常温、常压)很快就能完成,这全靠生物体内的催化剂——酶的作用。那么,酶的本质是什么?又有哪些特征?
这些都是本节课重点探讨的问题。
下面,首先请同学们阅读课本中“酶的发现”。
阅读后,教师要求学生提出不懂的问题。
讨论后学生回答:1.1783年,意大利科学家斯巴兰让尼设计的实验,其巧妙之处在哪里?从这个实验中你能得出什么结论?
2.20世纪30年代以来。科学家相继提取出多种酶的蛋白质结晶,这一事实说明酶的本质是什么?
3.20世纪80年代,科学家又发现少数RNA也具有生物催化作用,这一发现使酶的概念又扩展成什么?
4.酶从具有催化作用的蛋白质,发展到有催化作用的有机物,导致酶概念发展的因素是什么?
(回答:略。)
讲述:从发现酶到认识酶的本质,都离不开科学实验,可见实验对科学的重要性。科学实验可导致科学的发展,生产实践同样可导致科学的发展。因此,我们不仅要重视实验,也要重视生产实践。
酶既是生物催化剂,它和无机催化剂相比,具有哪些不同的特点呢?下面我们通过实验来探索。
讲述: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。据测算,每滴氯化铁中的Fe3+数,大约是肝脏研磨液中过氧化氢分子数的25万倍。从数目上看,一滴含有催化剂的容液中,Fe3+数远远大于过氧化氨酶的分子数。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,我们应该如何设计这个实验?
(回答:略。)
讲述: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,如两个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个试管中。
(学生按实验步骤分组实验。)
提问:1.你在实验过程中观察到哪些实验现象?
(回答:略)。
2.从这个实验你可以得出什么结论?
(回答:过氧化氢酶的催化能力强。)
讲述: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107~1013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。
讲述: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。还原性糖能够与一种叫做斐林的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?
(回答:略,然后学生按设计步骤实验。)
提问:1.哪个试管加入斐林试剂后再加热会出现了砖红色的沉淀?
(回答:在加入可溶性淀粉的试管中。)
2.出现砖红色沉淀的原因是什么?
(回答:略。)
3.实验得出的结论是什么?
(回答:淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解。)
讲述:上述实验说明了酶具有的又一个特性——专一性;需要说明的是:生物体内有些酶能够催化某些分子结构相近矿物质,如二肽酶,可似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。
根据酶的专一性,催化蔗糖的水解,应该是哪一种酶?
(回答:蔗糖酶。)
提问:做《探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用》的实验时;为什么要将试管浸到60℃的温水中?
(回答:我们使用的淀粉酶,在60℃左右时,催化效率最高。)
讲述:酶的催化效率的高低,又叫做酶的活性。从上面的实验可以知道,酶的活性与哪些条件有关?
(回答:温度。)
(教师出示:酶活性受温度影响示意图投影片。)
提问:温度与酶的活性有什么关系呢?
(回答: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。)
讲述:温度对酶促反应速度有很大影响,如上图所示,每种酶都有自己的最适温度。在最适温度的两侧,反应速度都比较低,所以我们看到的是~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?
(回答:温水。)
(教师出示:胰、胃蛋白酶受PH影响的示意图投影片。)
提问:酶的活性还受哪些条件的影响呢?
(回答:受pH的影响。)
pH与酶的活性有什么关系呢?
(回答:在最适的pH下,酶的活性最高。)
讲述:因此,从上图可以看出,酶促反应不仅与温度有关,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。下面哪位同学能够总结出酶的第三个特性?
(回答:酶活性的发挥需要适宜的条件。)
讲述:正确,其中温度和pH与酶的活性有密切关系。
小结:生物催化剂——酶和无机催化剂相比,具有高效性、专一性、并且需要适宜的条件。