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2022年高一生物 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 第2課時(shí)示范教案 新人教版

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1、2022年高一生物 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 第2課時(shí)示范教案 新人教版 ●教學(xué)過程 [課前準(zhǔn)備] 教師收集有關(guān)酶研究的資料,比如酶工程、酶的分類等。學(xué)生整理酶本質(zhì)探索的基本過程,了解這些科學(xué)家所作的重要貢獻(xiàn)和基本觀點(diǎn)。 [情境創(chuàng)設(shè)] 現(xiàn)在已經(jīng)知道細(xì)胞內(nèi)的生理活動(dòng)之所以如此有序地快速進(jìn)行,酶的作用無可替代,但是19世紀(jì)以前,人們對(duì)這些所知甚少,人們對(duì)酶的認(rèn)識(shí)是科學(xué)家不懈努力的結(jié)果。 [師生互動(dòng)] 巴斯德和李比希觀點(diǎn)的比較 巴斯德 李比希 1822~1895(法國(guó))

2、 1803~1873(德國(guó)) 微生物學(xué)家、通過顯微鏡觀察 化學(xué)家,通過對(duì)化學(xué)變化的研究 發(fā)現(xiàn)發(fā)酵的過程中有酵母菌存在 認(rèn)為糖類變成酒精就是一個(gè)化學(xué)反應(yīng) 結(jié)論:沒有活細(xì)胞 結(jié)論:在這個(gè)變化過程中,只有細(xì)胞 糖類不可能變成酒精 死亡之后放出了某些物質(zhì)起了作用 問:從巴斯德研究的領(lǐng)域來看,他得出結(jié)論的出發(fā)點(diǎn)主要是什么? 答:巴斯德是微生物學(xué)家,他主要強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的整體作用。 問:從李比希

3、研究的領(lǐng)域來看,它得出結(jié)論的出發(fā)點(diǎn)主要是什么? 答:李比希是化學(xué)家,傾向于從化學(xué)的角度考慮問題。 問:他們的爭(zhēng)論被哪位科學(xué)家的研究成果平息了? 答:畢希納。 請(qǐng)分析畢希納研究的過程(學(xué)生活動(dòng))。 實(shí)驗(yàn):酵母細(xì)胞研磨加水?dāng)嚢杓訅哼^濾含酵母細(xì)胞的提取液加入葡萄糖。 現(xiàn)象:冒出氣泡。 結(jié)論:酵母細(xì)胞的提取液和活酵母細(xì)胞的作用一樣。 酵母細(xì)胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶。 問:你認(rèn)為畢希納只憑上面的實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒苷f明酵母細(xì)胞的提取液和活酵母細(xì)胞的作用 一樣? 答:不能。 問:那還應(yīng)做怎樣的實(shí)驗(yàn)? 答:對(duì)照實(shí)驗(yàn)。將酵母菌分成兩等份,一半直接加入葡萄糖,另一半通過研磨、過濾等過程來進(jìn)行,

4、觀察結(jié)果是否一樣。 問:有人說畢希那的研究成果與前人無關(guān),你同意這樣的觀點(diǎn)嗎? 答:不同意。正是由于巴斯德、李比希的研究確定了爭(zhēng)論的焦點(diǎn),使得畢希納的研究更加具有針對(duì)性。 雖然已經(jīng)確定了酶在物質(zhì)變化中的作用,但酶到底是什么物質(zhì)仍然是困擾大家的問題。要研究酶是什么物質(zhì),首先要得到純度較高的酶,然后才能作出鑒定。美國(guó)科學(xué)家薩姆納在研究酶究竟是什么過程中作出了杰出貢獻(xiàn)。 薩姆納的研究過程 問:薩姆納研究哪種酶?是如何確定的? 答:脲酶。借助其他科學(xué)家的研究,知道刀豆種子中脲酶的含量比較高。 問:脲酶提取出了,根據(jù)你學(xué)過的知識(shí)如何證明它就是脲酶,不是細(xì)胞中其他的有機(jī)物呢? 答:在這個(gè)實(shí)

5、驗(yàn)中首先可以證明是不是蛋白質(zhì)。用雙縮脲試劑這個(gè)特有反應(yīng)來鑒定。然后根據(jù)脲酶的特性:尿素氨+二氧化碳,來判定它不是脲酶。 1926年薩姆納的重要科學(xué)研究成果讓人們知道脲酶就是蛋白質(zhì),后來其他科學(xué)家也提取了其他種類的酶,也證明是蛋白質(zhì),所以在以后一段較長(zhǎng)的時(shí)間,人們都認(rèn)為酶就是蛋白質(zhì)。 問:科學(xué)家得出的結(jié)論應(yīng)用的什么方法? 答:概括法。 問:你能說出當(dāng)時(shí)概括得出這個(gè)結(jié)論的基本思路嗎? 答:脲酶是蛋白質(zhì),胰蛋白酶也是蛋白質(zhì),胃蛋白酶也是蛋白質(zhì)。人們發(fā)現(xiàn)的酶都是蛋白質(zhì),所以酶就是蛋白質(zhì)。 問:這樣的結(jié)論到了20世紀(jì)80年代美國(guó)科學(xué)家的重要發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了什么變化? 答:美國(guó)科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)

6、現(xiàn)了一種酶,它也有催化功能,但是它是RNA。這樣酶的定義就有了發(fā)展。即:酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少量的是RNA。 [教師精講] 酶作為生物催化劑,人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了較長(zhǎng)的時(shí)間,從酶究竟是在活細(xì)胞中能起作用還是釋放出來起作用一直爭(zhēng)論到到底是什么物質(zhì),每次爭(zhēng)論的結(jié)果都讓人們對(duì)酶的認(rèn)識(shí)更深入一步,更加準(zhǔn)確,所以可以說酶的本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過程也正是人們認(rèn)識(shí)自然的一個(gè)真實(shí)寫照。 [評(píng)價(jià)反饋] 1.細(xì)胞內(nèi)合成酶的主要的場(chǎng)所是 A.細(xì)胞質(zhì) B.線粒體 C.核糖體 D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 2.分析上題中能不能說

7、合成酶的場(chǎng)所是核糖體? 參考答案: 1.C 2.不能。因?yàn)檫€有少量的酶是RNA,它的合成場(chǎng)所就不在核糖體。 [課堂小結(jié)] 通過對(duì)酶本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過程的學(xué)習(xí),我們知道酶的本質(zhì)就是具有催化作用的有機(jī)物。酶的本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過程也說明了一個(gè)問題,這個(gè)科學(xué)結(jié)論的得出是科學(xué)家不斷探索、不斷進(jìn)行實(shí)驗(yàn),最終揭示出來的。它是許多科學(xué)家共同努力的結(jié)果。 [布置作業(yè)] 1.P82一基礎(chǔ)題1、2、3。 2.預(yù)習(xí)酶的特性的內(nèi)容。分小組來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證酶的專一性和酶要起作用需要溫和條件。 [課后拓展] 通過對(duì)酶的研究,證實(shí)絕大多數(shù)的酶都是蛋白質(zhì)。酶按照化學(xué)組成可分成兩類:?jiǎn)渭兠负徒Y(jié)合酶,單純酶就是只有氨基酸組

8、成,不含其他成分。例如:脲酶、胃蛋白酶等。結(jié)合酶就是除了蛋白質(zhì)之外,還含有對(duì)熱穩(wěn)定的非蛋白質(zhì)的小分子物質(zhì)(如金屬離子,也可以是小分子有機(jī)物),前者稱為酶蛋白,后者稱為輔酶。只有兩者結(jié)合才具有活力。如轉(zhuǎn)氨酶、乳酸脫氫酶都屬于此類酶。 ●板書設(shè)計(jì) 第二課時(shí) 酶的本質(zhì) 酶本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過程: 結(jié)論:酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,其中絕大多數(shù)為蛋白質(zhì)。 ●習(xí)題詳解 一、練習(xí)(課本P82) (一)基礎(chǔ)題 1.巴斯德:發(fā)酵是在整個(gè)活細(xì)胞參與下進(jìn)行的。李比希:發(fā)酵是細(xì)胞中的某些物質(zhì)參與下進(jìn)行的,這些物質(zhì)只有在細(xì)胞死亡之后才能釋放出來,

9、才能發(fā)揮作用。畢希納:發(fā)酵在完整細(xì)胞內(nèi)或不完整細(xì)胞下都可進(jìn)行,說明某些物質(zhì)可促使物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵,它在細(xì)胞內(nèi)外的作用相同。薩姆納:酶是蛋白質(zhì)。 2.(1)細(xì)胞代謝就是細(xì)胞內(nèi)全部的化學(xué)反應(yīng),細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行大量的化學(xué)反應(yīng),而這些反應(yīng)要進(jìn)行,沒有具有極高催化效率的酶是不可能完成的。(2)細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)之所以能在常溫常壓下迅速進(jìn)行,也完全依賴酶的催化作用。 3.D(絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),還有一些酶是RNA等有機(jī)物) (二)拓展題 1.(1)取將待檢測(cè)樣品少許溶于2 mL水中;將該溶液注入試管,并向試管注入雙縮脲試劑A液1 mL;向試管內(nèi)注入雙縮脲試劑B液4滴,搖勻;觀察試管溶液的顏色呈紫色

10、,說明該樣品為蛋白質(zhì);如不為紫色則不是蛋白質(zhì)。 (2)在薩姆納之前,人們還沒有一個(gè)好辦法來提取和純化細(xì)胞中的酶,當(dāng)然更談不上鑒定它了。 二、資料分析(課本P81) 1.巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)是合理的,但是認(rèn)為發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用是不正確的;李比希認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)是合理的,但是認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確的。 2.巴斯德是微生物學(xué)家,特別強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的作用;李比希是化學(xué)家,傾向于從化學(xué)的角度考慮問題。他們的爭(zhēng)論促使后人把對(duì)酶的研究的目標(biāo)集中在他們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)上,使科學(xué)研究更加有的放矢。 3.畢希納的實(shí)驗(yàn)說明,酵

11、母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用,就像在活酵母細(xì)胞中一樣。 4.薩姆納歷時(shí)9年用正確的科學(xué)方法,將酶提純出來。他有一種堅(jiān)持不懈、百折不撓的科學(xué)精神。成功屬于不畏艱苦的人。 5.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少量的酶是RNA。 ●備課資料 美國(guó)生物化學(xué)家薩姆納(1887~1955) 20世紀(jì)20年代,薩姆納相信酶是蛋白質(zhì)。他從1917年開始用刀豆粉為原料,分離提純其中的脲酶(刀豆中脲酶多,易于測(cè)定)。1926年他成功地分離出一種脲酶活性很強(qiáng)的蛋白質(zhì)。這是生物化學(xué)史上首次得到的結(jié)晶酶,也是首次直接證明酶是蛋白質(zhì),推動(dòng)了酶學(xué)的發(fā)展。1937年他又得到了過氧化氫酶的結(jié)晶,還提純了幾種其他的酶。由于脲酶和其他酶的工作,他于1946年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。他的著作有《生物化學(xué)教本》《酶的化學(xué)和方法》(與G.F.薩默斯合著)、《酶-化學(xué)及其作用機(jī)制》(與K.邁爾巴克共同主編)等,后兩種已被譯成俄文等其他文字。

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