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1、4.1生物体内的化学反应第二课时：生物催化剂酶1、 设计思路1、 课程标准要求 课程标准将生物催化剂酶（包括理论课和实验课）定为B级。2、 教材分析酶作为生物催化剂， 其特点是催化效率高、 专一性高。生物体内重要的化学反应是通过酶调节控制的， 为此，酶已成为现代生命科学研究的一个热点， 同时酶的应用已走进人们的日常生活。高中学生对酶的名词已有一定的认识， 但对酶的性质及作用机理并不了解。教材通过实验和实例， 归纳总结出酶的特点， 并指出了酶的专一性与酶分子结构的关系。关于酶， 教材安排了两个学生实验。实验4.1通过较酶和无机催化剂的催化效率， 引导学生自己得出结论， 从而切身体会到酶具有很高的
2、催化速率及其作为生物催化剂的特点：高温失活。需要强调的是， 教材结合这个实验引导学生认识什么是对照实验， 培养学生的科学探究能力。实验4.2是选做实验， 该实验引入了控制变量的概念。让学生了解通过变量来探究影响因子的基本实验思路和方法。该实验的反应现象是：淀粉遇碘变蓝；淀粉被酶水解， 蓝色会变淡。教材举例分析了酶的作用， 提出了一个问题：“能列举一些有关酶应用的例子吗？”并在广角镜及“想一想做一做”栏目中设置相关的内容， 其目的是引导学生留心生活中有关的生物制品， 了解酶与人类生活的密切关系， 关注生物技术的应用价值， 从而进一步开阔学生的眼界， 体现“”的教育理念。3、 学情分析学生在之前的
3、学习中已经接触过酶，但是对于酶的性质以及作用机制并不了解，所以这次的教学重点放在对于酶的性质以及作用机制的讲解上。高一的学生具有一定的动手操作能力以及独立思考的能力，因此可以通过实验“探究酶的高效性”来进行操作，之后再通过教师提出问题引发学生思考，以及给出相应的材料等，让学生了解酶的性质以及影响酶活性的因素等，便于学生理解。而对于酶的作用机制，因为学生在化学上学过了催化剂，所以对于无机催化剂会有一定的了解，在这个了解的基础上，可以通过教师讲解，再加上一些形象的比喻，如：穿山隧道等，帮助学生真正掌握酶的作用机制，解决教学难点。2、 教学目标1、 知识与技能： （1）概述酶的定义； （2）总结酶的
4、特性以及影响酶活性的因素。2、 过程与方法：（1）操作“探究酶的高效性”的实验过程，概括酶的特性以及温度对于酶活性的影响； （2）能够运用所给材料，概括酶的特性以及pH对于酶活性的影响； （3）能够根据“探究酶的高效性”实验，尝试设计探究实验，探究pH对于酶活性的影响。3、 情感态度与价值观：（1）通过“探究酶的高效性”实验，锻炼学生对于实验结果的分析能力；通过所给资料，锻炼学生的概括归纳能力； （2）通过科学史的讲解，让学生了解“在科学上没有平坦的大道”，我们要不畏艰难，努力前行，帮助学生树立正确的科学观； （3）关注酶在生产和生活中的应用实例，认识生命科学的价值，激发学习科学的热情。3、
5、重点、难点重点： （1）酶的定义、特性、影响酶活性的因素。难点： （1）酶的作用机理的理解； （2）高温、低温、强酸、强碱对于酶活性的影响原因的理解。4、 教学方法讲授法、提问法与实验法相结合5、 教学准备PPT制作、预实验6、 教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入：创建情境：人体无时无刻不在发生大量的生化反应，在我们所学过的化学反应中都有酶的参与，除此之外，我们的日常生活也与酶息息相关，比如加酶洗衣粉，它比普通洗衣粉有更强的去污能力，能把衣服清洗地更加干净；果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮；溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素复
6、合使用，增强抗生素的疗效。展示图片，引出本节主要内容：生物催化剂酶。提问：既然我们的生产生活与酶息息相关，那么酶到底是什么呢？回答问题通过之前所学知识以及与生活间的练习引入，引起学生学习兴趣。酶本质的探索展示酶本质的探索过程：酶本质的探索主要来源于对于酿酒这一过程的探索。在之前人们就已经知道酿酒是糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳。在1857年之前，很多化学家相信发酵是纯化学反应，与生命活动无关。在1857年，法国微生物学家巴斯德通过显微镜观察，提出酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在，没有活细胞的参与，糖类是不可能变为酒精的。而德国化学家李比希却坚持认为引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在
7、酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。当时这两种观点相持不下。结束这一争论的是德国化学家毕希纳。她把酵母细胞放在石英砂中用力研磨，加水搅拌，再进行加压过滤，得到不含酵母细胞的提取液。在这些汁液中加入葡萄糖，一段时间后冒出了气泡，糖液居然变成了酒。这一结果跟糖液中含有活酵母细胞是一样的。由于技术上的困难，并未得到纯酶。在1917年，美国科学家萨姆纳在资料中查找得知刀豆种子的脲酶含量很高，之后他就开始提取刀豆种子种的脲酶，直到1926年，终于得到具有一定纯度的脲酶，通过多种方法证明脲酶是蛋白质。20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能。听讲，体会科学研究的艰辛讲解酶本质
8、的探索过程，向学生渗透正确的科学观，鼓励学生科学探索应该迎难而上，不畏艰险。酶图片展示酶本质的探究过程，提问：1、酶的产生场所？2、酶的作用？3、酶的作用场所？4、酶的成分？那么同学们能不能根据这些条件，给出酶的定义呢？酶是由什么产生的？起什么作用？本质是什么？给出定义：酶是由活细胞产生的具有催化作用的生物大分子。又称生物催化剂。提问：酶既然能够起催化作用，那么它的作用机理是什么？作用机理：能够显著降低化学反应的活化能。介绍活化能：分子从常态转变成容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。展示图片进行讲解。迄今为止已发现约4000多种酶，在生物体中的酶远远大于这个数量。随着生物化学、分子生物学等
9、生命科学的发展，会发现更多的新酶。为了方便研究，我们会对酶进行命名。比如：唾液腺分泌的能催化淀粉分解为麦芽糖的酶称为唾液淀粉酶。其中唾液是酶的？淀粉是？因此其中一个命名方法是：来源+底物+“酶”。除此之外，还根据反应类型+酶进行命名，如：水解酶、缩合酶、解旋酶、聚合酶、DNA连接酶、逆转录酶、转录酶等。比如我们在上节课学过的ATP的水解反应中使用的ATP水解酶。回答问题活细胞催化细胞内或细胞外多数：蛋白质，少数：RNA给出酶的定义学生思考回答：来源；底物填写学案根据酶本质的探索过程，通过提问的方式引起学生的注意力，锻炼学生提取信息的能力。根据所知知识，总结酶的定义，让学生更容易理解、记忆。活化
10、能部分，通过过山隧道的比喻，让学生更容易理解，解决知识难点。实验：探究酶的高效性学习了酶的定义、作用机理以及分类之后，我们再来看看酶作为生物催化剂有什么特点？它与无机催化剂相比，有什么不同？接下来我们通过实验来探究一下。实验：实验原理：过氧化氢会在过氧化氢酶或铁离子的催化下分解成水释放出氧气。释放出的氧气能使带火星的木条复燃。实验材料：3%H2O2、新鲜猪肝匀浆、经高温处理的猪肝匀浆、3.5%FeCl3溶液、蒸馏水。实验步骤：如表格所示：1、在1-4号试管中加入2ml3% H2O2；2、在各试管中按要求加入有关试剂各1滴；3、观察各试管内的气泡发生情况，记录在表格中。介绍自变量、因变量以及无关
11、变量。思考：试管4中加入1滴蒸馏水的目的是什么？开始实验请学生回答实验结果。思考：试管1、3产生的气泡数量是否相同？如果将带火星的木条放在试管口，会出现什么样的现象？说明了什么？讲解酶的高效性。展示资料表格，提问: 酶还具有什么特性？介绍酶的专一性（钥匙和锁，一把锁配一把钥匙）介绍活性部位、底物。思考：试管1、2的实验结果相同吗？说明了什么？影响酶活性的因素：温度。其中酶活性指酶的催化效率。给出图片，提问：1、1、当温度达到酶的最适温度时，酶的活性 。2、高温下，酶的活性将 ？因为高温容易使酶的空间结构遭到破坏，使蛋白质变性。3、低温下，酶的活性将？因为低温不会使酶 空间结构遭到破坏，蛋白质仍
12、具有活性。4、每种酶的最适温度相同吗？给出资料和图片，提问：影响酶活性的因素还有什么？提问：1、每种酶都有自己的最适pH。2、当pH达到酶的最适pH时，酶的活性？3、在过高或过低的pH值环境中，都会使酶的？发生变化，酶均 ？介绍其他影响酶活性的因素：酶浓度，底物浓度。讲解酶浓度的影响及图表，提问底物浓度的影响及图表绘制。讲解底物浓度一定，酶浓度为X时，反应时间与生成物量的关系是变化及图表，请学生自我完成底物浓度不变，酶浓度增加一倍，为2X时，反应时间与生成物量的关系及图表回答：空白对照开始实验实验结束，回答实验结果。回答：不相同，说明二者的催化效率不同。酶的催化效率高于无机催化剂的催化效率。专
13、一性不相同，说明温度会影响酶的催化效率回答：最高；失去活性，受到抑制，不相同pH回答：最高；空间结构，失活回答底物浓度的相关问题。填写学案学生自己动手操作，锻炼了学生的动手技能。在实验过程中，及时提醒学生注意事项。得到实验结果后，通过提问引导学生思考、通过所给材料，让学生自己总结，从而得出相应的结论，总结酶的特性、以及影响酶活性的因素等。巩固、练习提问：高温、低温、强酸、强碱对于酶活性的影响原因相同吗？讲解课堂练习。学生回答。练习，巩固提升7、 板书设计一、定义作用：催化产生场所：活细胞作用场所：细胞内或细胞外化学本质：大多数为蛋白质，少数为RNA二、特性1.高效性2.专一性三、影响酶活性的因素1.温度 高温：酶失活 低温：酶活性受抑制2.PH 强酸、强碱：酶失活3酶浓度4底物浓度8、 作业设计9、 教学反思
