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1、第1节 降低化学反应活化能的酶一、 教学目标 1.说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。2.通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。3.进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。二、 教学重点和难点1.教学重点酶的作用、本质和特性。2.教学难点（1）酶降低化学反应活化能的原理。（2）控制变量的科学方法。三、 教学策略从教材提供的问题探讨斯帕兰札尼研究鹰的消化作用进入学习情境，是有趣的，并能和学生已有经验对消化酶的了解结合起来。要先提出细胞代谢的概念，细胞代谢是课标明确提出的一级主题，细胞代谢过程离不开降低化学反
2、应活化能的酶。学生对酶的认识有限但对催化剂的作用比较熟悉，教学中可以利用学生对无机催化剂的知识基础作为切入点，引导学生进入新课学习。可以介绍几种无机催化剂的作用，让学生说出无机催化剂催化的特点和条件，然后让学生思考生命活动是一系列的化学反应，这些化学反应发生的环境条件是什么？学生比较容易想到细胞内的环境是一个常温常压的状态，在这种环境状态下发生的化学反应，应该有适合的生物催化剂酶，由此引入酶的学习。既然学生们知道无机催化剂的作用，就让学生通过比较实验来认识酶的催化作用以及与无机催化剂的差别。教师可以给学生一些具体数字，加深学生的印象，在做实验时感悟酶作为催化剂的突出特点高效。质量分数为20%的
3、新鲜肝脏研磨液1滴质量分数为3.5%的氯化铁溶液1滴生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1无机催化剂：Fe3+Fe3+的相对数量：25万教师在安排学生做实验时要注意学生对实验的理解，落实好本节课的目标。本节课的实验需要设置实验组和对照组，建议教师利用直观的手段（绘图或电子幻灯等）将实验的装置特别是实验组和对照组的装置分别向学生展示，以增加学生实验操作和讨论的效率。本节课大约需要23课时完成。其中酶的作用和本质需约12课时，酶的特性需要1课时。关于酶的概念，课程标准要求层次为理解，这就意味着学生能够对酶的概念进行阐述、解释。这就需要教师在将酶的概念阐述清楚的基础之上，通过实验和生活生产实践中
4、的实例让学生体会酶的概念，落实课标的要求。本节课的标题是“降低化学反应活化能的酶”，针对这一定语，教师可以问问学生对“降低化学反应活化能”有什么认识，教师要充分利用教材上形象、直观的图片和文字说明，让学生明确催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越性。然后让学生带着问题进入本节课的实验。在实验前教师可以搜集一些数据列在黑板上，如下表。表12 在20 测得的过氧化氢分解的活化能条件活化能/kJmol-1没有催化剂催化用胶态铂催化用过氧化氢酶催化755429在介绍酶的本质时，教材上的资料分析很重要，充分利用资料中酶的发现历史有助于学生加深对酶本质的认识。在资
5、料分析的教学中，教师可以让学生自己阅读资料，但这必须建立在教师精心设置的问题之后，要尽量避免在课堂教学中学生漫无目的、无针对性地阅读。教师也可以利用教材上的资料精心设计教学，带领学生回顾酶的发现历史，挖掘科学家从生活现象中发现问题、不断探究、不断进行实验，最终揭示酶的本质的探索历程，帮助学生理解绝大多数酶是蛋白质的事实。在学习酶的特性时，学生对于酶已经有了一定的认识基础了，在这个基础上让学生判断酶作为生物催化剂催化化学反应时应具备哪些特点。这里需要提醒学生的是，绝大多数的酶是蛋白质，从蛋白质的特性上去思考酶的特性。通过前面的实验，学生已经对酶的催化效率有了感性认识，让学生接着思考酶催化反应是否
6、应在其分子结构上有特定的活性部位，而这个活性部位恰恰就是酶具有专一性的原因。酶与底物之间具有锁匙关系，一种酶只能催化一种或一类化学反应，这种高度的专一性保证了生命活动有条不紊地进行。在学习影响酶活性的条件时，教师要重视教材上提供的探究活动，要让学生亲自获得酶的活性受到温度和酸碱度影响的实验证据，还可以通过定量化的探究实验认识酶活性的范围，当然，这是较高层次的要求。四、答案和提示（一）问题探讨1.这个实验要解决的问题是：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化？2.是胃内的化学物质将肉块分解了。3.提示：收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。（二）实验1.2号试管放出的气泡
7、多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。2.不能。3.说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。4.4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。（三）资料分析1.巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的；李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的，但是认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才
8、能发挥作用是不正确的。2.提示：巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。3.毕希纳的实验说明，酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。4.萨姆纳历时9年用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。（四）旁栏思考题绝大多数酶是蛋白质，强酸、强碱、高温等剧烈条件都会影响到蛋白质的结构，所以酶比较“娇气”。（五）第一小节练习基础题1.巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的
9、某些物质在起作用。李比希：引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。毕希纳：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。萨姆纳：酶是蛋白质。2.提示：（1）细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要高效率地进行，酶的催化效率比无机催化剂高得多。（2）细胞内的化学反应需要在常温、常压、酸碱度适中等温和条件下进行，无机催化剂常常需要辅助以高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件才能有较高的催化效率。3.D。拓展题1.提示：可用第2章中学过的鉴定蛋白质的方法。在萨姆纳之前，之所以很难鉴定酶的本质，主要是因为细胞中酶
10、的提取和纯化非常困难。2.提示：（1）如四膜虫的rRNA前体具有催化活性。（2）目前已有发现具催化活性的DNA的报道。（六）第二小节练习基础题1.B。 2.B。3.提示：这个模型中A代表某类酶，B代表反应底物，C和D代表反应产物。这个模型的含义是：酶A与底物B专一性结合，催化反应的发生，产生了产物C和D。这个模型揭示了酶的专一性。拓展题1.（1）A点：随着反应底物浓度的增加，反应速率加快。B点：反应速率在此时达到最高。C点：反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平。（2）如果A点时温度升高10 ，曲线上升的幅度变小。因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。（3）该曲线表明，B点的反应底物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快（图略）。5用心 爱心 专心
