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1、2022年高一生物《新陳代謝與酶》教學(xué)設(shè)計(jì)之二 教學(xué)目的 1．新陳代謝的概念（A：知道）。 2．酶的發(fā)現(xiàn)過程（A：知道）和酶的概念（D：應(yīng)用）。 3.酶的特性（D：應(yīng)用）。 教學(xué)重點(diǎn) 1．酶的概念。 2．酶的特性。 教學(xué)難點(diǎn) 探索酶的專一性和高效性的實(shí)驗(yàn)。 教學(xué)方法 自學(xué)與實(shí)驗(yàn)探索相結(jié)合。 教學(xué)用具 實(shí)驗(yàn)五、實(shí)驗(yàn)六所需用具和藥品（見課本），光合作用反應(yīng)式、有氧呼吸和氨基酸縮合形成多肽反應(yīng)式的投影片，酶的活性受溫度影響的示意圖投影片，胃蛋白酶、胰蛋白酶的活性受pH影響的示意圖投影片。 課時(shí)安排 2課時(shí)。 板 書 教學(xué)過程 第三章 生物的新陳代謝

2、 新陳代謝：活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱。 第一書 新陳代謝與酶 一、酶的發(fā)現(xiàn) 酶：是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機(jī)物。 二、酶的特性 1． 酶的高效性 2．酶的專一性： 催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。 3．酶需要適宜的條件：同溫度、pH有密切關(guān)系。 引言：第二章中我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)細(xì)胞的一些知識。在第三章中，我們將學(xué)習(xí)生物新陳代謝的知識。新陳代謝是生物體進(jìn)行生命活動的基礎(chǔ)，只有在新陳代謝的基礎(chǔ)上，

3、生物體才會表現(xiàn)出其他生命活動。因此，新陳代謝是生物最基本的特征，那么，新陳代謝究竟是指什么呢？ 提問：請一位同學(xué)說出葉綠體、線粒體、核糖體的生理功能是什么？ （回答：略。） 講述：上面幾種細(xì)胞器的生理功能我們都可以用化學(xué)反應(yīng)式表示出來。 （教師放投影片：光合作用的反應(yīng)式，有氧呼吸及氨基酸縮合形成多肽的反應(yīng)式。） 講述：上述反應(yīng)都是在活細(xì)胞中進(jìn)行的，這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的過程。就是生物體內(nèi)進(jìn)行新陳代謝的過程。因此，我們可以說，新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱。 講述：生物體內(nèi)這些化學(xué)反應(yīng)，在生物體內(nèi)溫和的條件下（常溫、常壓）很快就能完成，這全靠生物體內(nèi)的催化劑——酶的作用。那么，酶的

4、本質(zhì)是什么？又有哪些特征？ 這些都是本節(jié)課重點(diǎn)探討的問題。 下面，首先請同學(xué)們閱讀課本中“酶的發(fā)現(xiàn)”。 閱讀后，教師要求學(xué)生提出不懂的問題。 討論后學(xué)生回答：1．1783年，意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，其巧妙之處在哪里？從這個(gè)實(shí)驗(yàn)中你能得出什么結(jié)論？ 2. 20世紀(jì)30年代以來?？茖W(xué)家相繼提取出多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶，這一事實(shí)說明酶的本質(zhì)是什么？ 3. 20世紀(jì)80年代，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作用，這一發(fā)現(xiàn)使酶的概念又?jǐn)U展成什么？ 4．酶從具有催化作用的蛋白質(zhì)，發(fā)展到有催化作用的有機(jī)物，導(dǎo)致酶概念發(fā)展的因素是什么？ （回答：略。） 講述：從發(fā)現(xiàn)酶到認(rèn)識酶的本質(zhì)

5、，都離不開科學(xué)實(shí)驗(yàn)，可見實(shí)驗(yàn)對科學(xué)的重要性?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)可導(dǎo)致科學(xué)的發(fā)展，生產(chǎn)實(shí)踐同樣可導(dǎo)致科學(xué)的發(fā)展。因此，我們不僅要重視實(shí)驗(yàn)，也要重視生產(chǎn)實(shí)踐。 酶既是生物催化劑，它和無機(jī)催化劑相比，具有哪些不同的特點(diǎn)呢？下面我們通過實(shí)驗(yàn)來探索。 講述：過氧化氫（H2O2）在Fe3+的催化下，可分解成H2O和O2，動物新鮮肝臟中含有的過氧化氫酶也能催化這個(gè)反應(yīng)。據(jù)測算，每滴氯化鐵中的Fe3+數(shù)，大約是肝臟研磨液中過氧化氫分子數(shù)的25萬倍。從數(shù)目上看，一滴含有催化劑的容液中，F(xiàn)e3+數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于過氧化氨酶的分子數(shù)。如果現(xiàn)在我們想弄清楚Fe3+與過氧化氫酶，哪一種催化劑的催化效率高，那么，我們應(yīng)該如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)

6、驗(yàn)？ （回答：略。） 講述：要比較Fe3+和過氧化氫酶的催化效率，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中的其他條件應(yīng)該相同，如兩個(gè)試管中過氧化氫溶液的量應(yīng)該相同， Fe3+和動物肝臟也應(yīng)盡可能同時(shí)加入兩個(gè)試管中。 （學(xué)生按實(shí)驗(yàn)步驟分組實(shí)驗(yàn)。） 提問：1．你在實(shí)驗(yàn)過程中觀察到哪些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？ （回答：略）。 2．從這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)憧梢缘贸鍪裁唇Y(jié)論？ （回答：過氧化氫酶的催化能力強(qiáng)。） 講述：過氧化氫酶的催化效率和Fe3+相比，要高很多。事實(shí)上，酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的 107～ 1013倍。上述實(shí)驗(yàn)說明了酶的一個(gè)特性——高效性。 酶還具有什么特性呢？讓我們繼續(xù)通過實(shí)驗(yàn)來探索。 講述：淀粉和蔗糖都是非還原性

7、糖，淀粉在酶的催化下能水解為麥芽糖和葡萄糖，蔗糖在酶的催化下能水解為葡萄糖和果糖。麥芽糖、果糖、葡萄糖均屬還原性糖。還原性糖能夠與一種叫做斐林的試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色的沉淀?，F(xiàn)在給你淀粉酶溶液，要觀察淀粉酶能催化哪種糖水解？應(yīng)該如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)？你又怎么能知道淀粉酶催化了糖的水解呢？ （回答：略，然后學(xué)生按設(shè)計(jì)步驟實(shí)驗(yàn)。） 提問：1．哪個(gè)試管加入斐林試劑后再加熱會出現(xiàn)了磚紅色的沉淀？ （回答：在加入可溶性淀粉的試管中。） 2．出現(xiàn)磚紅色沉淀的原因是什么？ （回答：略。） 3. 實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是什么？ （回答：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。） 講述：上述實(shí)驗(yàn)

8、說明了酶具有的又一個(gè)特性——專一性；需要說明的是：生物體內(nèi)有些酶能夠催化某些分子結(jié)構(gòu)相近礦物質(zhì)，如二肽酶，可似催化任何兩種氨基酸組成的二肽水解。所以，確切地說，酶的專一性是指一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。 根據(jù)酶的專一性，催化蔗糖的水解，應(yīng)該是哪一種酶？ （回答：蔗糖酶。） 提問：做《探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用》的實(shí)驗(yàn)時(shí)；為什么要將試管浸到60 ℃的溫水中？ （回答：我們使用的淀粉酶，在60 ℃左右時(shí)，催化效率最高。） 講述：酶的催化效率的高低，又叫做酶的活性。從上面的實(shí)驗(yàn)可以知道，酶的活性與哪些條件有關(guān)？ （回答：溫度。） （教師出示：酶活性受溫度影響示

9、意圖投影片。） 提問：溫度與酶的活性有什么關(guān)系呢？ （回答：在最適溫度下，酶的活性最高，低于或高于最適溫度時(shí)酶的活性都降低。） 講述：溫度對酶促反應(yīng)速度有很大影響，如上圖所示，每種酶都有自己的最適溫度。在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速度都比較低，所以我們看到的是～個(gè)鐘形的曲線。大部分酶在較高的溫度下（如 60℃以上）時(shí)，會因?yàn)槊傅姆肿咏Y(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性。根據(jù)這個(gè)道理，我們在使用加酶洗衣粉時(shí)，用哪種水（如涼水、沸水、溫水）浸泡好呢？ （回答：溫水。） （教師出示：胰、胃蛋白酶受PH影響的示意圖投影片。） 提問：酶的活性還受哪些條件的影響呢？ （回答：受pH的影響。） pH與酶的活性有什么關(guān)系呢？ （回答：在最適的pH下，酶的活性最高。） 講述：因此，從上圖可以看出，酶促反應(yīng)不僅與溫度有關(guān)，還與pH等條件有關(guān)。因?yàn)樵谶^酸、過堿的條件下，都會使酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去恬性。下面哪位同學(xué)能夠總結(jié)出酶的第三個(gè)特性？ （回答：酶活性的發(fā)揮需要適宜的條件。） 講述：正確，其中溫度和pH與酶的活性有密切關(guān)系。 小結(jié)：生物催化劑──酶和無機(jī)催化劑相比，具有高效性、專一性、并且需要適宜的條件。