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TUhjnbcbe - 2022/4/16 15:51:00

一、教材分析

新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础,而新陈代谢的进行又离不开酶的催化作用,因此,了解酶的作用和本质,酶在生物新陈代谢中的重要作用及其生理特性,为理解细胞中复杂的生命活动的顺利进行奠定了基础。本节内容还与选修模块的相关内容有着内在联系。例如,选修模块中有关酶的应用等,都是以“酶与代谢”部分的相关内容为基础的。此外,学生通过有关酶的的探究性学习活动获得的技能,对进一步学习生物技术实践等知识起到保证作用。

二、教学目标

1. 知识目标

说明酶在细胞代谢中的作用、本质。

阐述细胞代谢的概念

学会控制自变量,观察和检测因变量的变化及设置对照组和实验组

2. 能力目标

通过自主学习,培养学生推理、比较、分析、归纳总结的能力。

通过有关的实验和探究,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。

在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中,提高运用语言表达的能力以及分享信息的能力。

3. 情感态度与价值观目标

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观察、实验、探索和争论中前进的,。认同科学家不仅要继承前人的科研成果,而且要善于吸收不同意见中的合理成分,还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神和态度。

通过小组间的讨论、合作与交流,培养学生的合作互助精神。

通过让学生了解酶的发现过程,使学生体会实验在生物学研究中的作用和地位;通过讨论酶在生产、生活中的应用,使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系。

三、教学重点和难点

教学重点:酶的作用、本质

影响酶活性的条件探究

教学难点:酶降低化学反应活化能的原理

酶有哪些特性

酶的活性受哪些条件的影响

四、学情分析

学生通过初三、高一阶段化学的学习,对于纯化学反应已比较熟悉,但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识有限。工业制氨的化学反应是在高温高压并且催化剂作用下进行的,细胞内部却是常温常压的温和状态,而细胞代谢包括一系列的化学反应,这些化学反应的进行应该有生物催化剂──酶的参与,才能使其高效有序的进行,由此从学生熟悉的知识引入对酶相关知识的学习。

五、教学方法

实验法:比较过氧化氢在不同条件下的分解。

新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习

六、课前准备

实验材料用具的准备、课件制作、学生预习有关内容

七、教学过程

导入

人不吃饭行吗?食物进入人体内发生了怎样的变化?这些问题在现在来说都已经十分清楚了。这些变化过程在其他生物中有没有呢?早在二百多年前科学家就对此进行了探索。

实验介绍:年意大利科学家斯帕兰札尼将肉块放在小巧的金属笼中,然后让鹰吞下,过了一段时间,将笼子取出,肉块不见了。

问:(1)为何要将肉块放在笼子中?

答:排除了胃对肉块的物理性消化。

问:(2)对肉起消化作用的是什么物质?

答:一定是某些物质进入到金属笼中,使肉分解。现在已经知道这个能让肉分解的物质就是——酶。

PART1酶的本质及探究过程

酶的概念:活细胞产生的具有生物催化活性的有机物。

只要是活细胞就能产生酶(人和哺乳动物成熟的红细胞除外)注意与激素,维生素的区别

酶的作用:降低活化能,使细胞代谢在温和条件下快速地进行。

本质:绝大多数为蛋白质,少量为RNA(构成酶的基本单位是氨基酸和核糖核苷酸)

酶本质探究历程

①年,意大利科学家斯帕兰扎尼做了一个巧妙的实验:将肉块放入小巧的金属笼中,然后让鹰吞下去。过一段时间他将小笼取出,发现肉块消失了。于是,他推断胃液中一定含有消化肉块的物质。

2、年,Jaseph?Gaylussac发现酵母可将糖转化为酒精

3、年,法国微生物学家巴斯德通过显微镜观察,提出酒精发酵是由于酵母细胞的存在所致,没有活细胞的参与,糖类不可能变成酒精;李比希反对这种观点,认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。

4、年,德国化学家毕希纳把酵母细胞放在石英砂中用力研磨,加水搅拌,在进行加压过滤,得到不含酵母的提取液,在这些汁液中加入葡萄糖,一段时间后就冒出气泡,糖液居然变成了酒,为此Bucher获得了年诺贝尔化学奖;后来科学家就把它命名为“酶”,英文名称是Enzyme,意思是“在酵母中”,但是酶到底是什么?还是个谜

5、年,美国科学家萨姆钠从刀豆种子中提取出脲酶的结晶,并通过化学实验证实脲酶是一种蛋白质。

6、20世纪30年代,科学家们相继提取出多种酶的蛋白质结晶,并指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。

7、20世纪80年代,美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用。

PART2酶的作用及意义

生物体的活细胞每时每刻都在进行各种化学反应,始终处于自我更新的状态,我们把细胞内所有化学反应统称为细胞代谢。

细胞代谢是细胞生命活动的基础,酶和ATP是生物进行细胞代谢的两个必要条件

细胞代谢的每个化学反应都是在酶的催化下进行的,由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和条件下快速进行。

酶的作用:酶是一种生物催化剂,能降低化学反应的活化能,在细胞代谢中起催化作用。

探究:酶的催化作用

动植物在代谢中产生的过氧化氢,对机体是有*的。机体通过过氧化氢酶,催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解*。铁离子也可催化这一反应。

2H2O2--H2O+O2

获得过氧化氢酶:新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶,所以新鲜肝脏研磨液含有较多的过氧化氢酶。

加热能促进过氧化氢分解,是因为加热使过过氧化氢得到了能量,从常态变成容易分解的活跃状态,分子从常态变成容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量成为活化能。活化能越大,反应就越不容易进行,反之就容易进行。

Fe离子和过氧化氢酶则是降低了过氧化氢分解反应的活化能。

为何酶的催化效率会比无机催化剂更高呢?

答:与无机催化剂相比酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高。

酶在细胞内的物质变化过程中起着重要作用,这个作用是其他物质无法代替的。它降低了化学反应中的活化能,而自身却没有发生变化,所以是一种催化剂。它是细胞内产生的,所以它也是细胞中具有高效催化效率的生物催化剂。它的作用就是降低活化能。

PART3酶的特性

Ⅰ高效性:一般是通过与无机催化剂的对照来说明的,酶的高效性保证了生物体内的生化反应能快速顺利地进行。

Ⅱ专一性

酶的专一性:一种酶只能催化一种化学反应

酶的多样性:不同的反应需要不同酶催化,酶数量多

实验

Ⅲ酶的作用条件较温和

酶的催化作用需要最适温度和PH

PART4影响酶促反应的因素探究

1.探究温度对酶活性的影响

(1)实验原理

①反应原理:淀粉在淀粉酶作用下生成麦芽糖和葡萄糖。淀粉遇碘液呈蓝色,如被分解,则不会出现蓝色。

结论:只有在一定温度下酶的催化效率最好

2.探究PH对酶活性的影响
  

 

结论:不同的pH下过氧化氢酶的催化效率不同

3.底物浓度和酶浓度

4.酶的抑制剂和激活剂

抑制剂与酶结合,使酶活性下降。

激活剂提高酶活性分为无机离子和小分子化合物

要点:

酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜”

(1)若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性,检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂,不宜选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。

(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的试剂宜选用碘液,不宜选用斐林试剂,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。

(3)在探究酶的适宜温度的实验中,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。

(4)在探究pH对酶活性影响时,宜保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触,不宜在未达到预设pH前,让反应物与酶接触。

九、板书设计

降低化学反应活化能的酶

1、酶的本质和探究过程

2、酶的作用及意义

活化能──分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量

酶的作用机理:酶通过降低化学反应的活化能来加快反应速率

3、酶的特性

4、酶促反应的因素(温度、PH、底物浓度、酶浓度、底物抑制剂)

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