降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)設(shè)計(jì)（精選14篇）
作為一無(wú)名無(wú)私奉獻(xiàn)的教育工作者，就有可能用到教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)業(yè)業(yè)績(jī)問(wèn)題的解決措施進(jìn)行策劃的過(guò)程。那么什么樣的教學(xué)設(shè)計(jì)才是好的呢？下面是小編幫大家整理的降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)設(shè)計(jì)（精選14篇），歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。
降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)設(shè)計(jì)1
一、教材的地位和作用
《降低反應(yīng)活化能的酶》是人教版教材必修本第五章第 1 節(jié)第一課時(shí)內(nèi)容。上一章，們已經(jīng)的是細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出 ,這節(jié)開(kāi)始我們細(xì)胞的能量流動(dòng)，而本節(jié)課的內(nèi)容是整章的基礎(chǔ)，生命活動(dòng)離不開(kāi)酶。因此，本節(jié)內(nèi)容在 整章 中具有不容忽視的重要的地位。后面還將學(xué)習(xí)到酶的特性，所以學(xué)好本節(jié)的內(nèi)容可以為學(xué)好以后的打下牢固的理論基礎(chǔ)。本內(nèi)容包含的一些單一變量控制科學(xué)， 是以后生物學(xué)習(xí)中不可缺少的部分，也是今后的必考內(nèi)容。
二、教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)本教材的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容分析，結(jié)合著高一年級(jí)學(xué)生他們的認(rèn)知結(jié)構(gòu)及其特征，我制定了以下的教學(xué)目標(biāo)：
1、 認(rèn)知目標(biāo)：識(shí)記：細(xì)胞代謝概念、活化能概念、酶在細(xì)胞中的作用理解
2、 目標(biāo)：學(xué)會(huì)控制變量，觀察和檢測(cè)因變量變化，以及設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)
三、教學(xué)的重、難點(diǎn)
本著高一新課程標(biāo)準(zhǔn)，在吃透教材基礎(chǔ)上，我確定了以下的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：酶在細(xì)胞中的作用
教學(xué)難點(diǎn)：控制變量的科學(xué)方法
難點(diǎn)的依據(jù)：?jiǎn)我蛔兞靠刂品椒ㄝ^抽象;學(xué)生沒(méi)有這方面的基礎(chǔ)知識(shí)。
為了講清教材的重、難點(diǎn)，使學(xué)生能夠達(dá)到本節(jié)內(nèi)容設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)，我再?gòu)慕谭ê蛯W(xué)法上談?wù)劊?/p>
四、 教法
我們都知道生物是一門培養(yǎng)人的實(shí)踐能力的重要學(xué)科。因此，在教學(xué)過(guò)程中，不僅要使學(xué)生“知其然”，還要使學(xué)生“知其所以然”。我們?cè)谝詭熒葹橹黧w，又為客體的原則下，展現(xiàn)獲取理論知識(shí)、解決實(shí)際問(wèn)題方法的過(guò)程。
考慮到我校高一年級(jí)學(xué)生的現(xiàn)狀，我主要采取學(xué)生活動(dòng)的教學(xué)方法，讓學(xué)生真正的參與活動(dòng)，而且在活動(dòng)中得到認(rèn)識(shí)和體驗(yàn)，產(chǎn)生踐行的愿望。培養(yǎng)學(xué)生將教學(xué)和自己的行動(dòng)結(jié)合起來(lái)，充分引導(dǎo)學(xué)生全面的看待發(fā)生在身邊的現(xiàn)象，發(fā)展思辯能力，注重學(xué)生的心理狀況。
當(dāng)然自身也是非常重要的教學(xué)資源。本人應(yīng)該通過(guò)課堂教學(xué)感染和激勵(lì)學(xué)生，充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生參與活動(dòng)的積極性，激發(fā)學(xué)生對(duì)解決實(shí)際問(wèn)題的渴望，并且要培養(yǎng)學(xué)生以理論聯(lián)系實(shí)際的能力，從而達(dá)到最佳的教學(xué)效果。同時(shí)也體現(xiàn)了課改的精神。
基于本節(jié)課內(nèi)容的特點(diǎn)，我主要采用了以下的教學(xué)方法：
1、直觀演示法：教材中活化能概念的文字?jǐn)⑹龊艹橄螅m然加入了卡通式插圖和圖解，但仍然是平面的、靜止的，很難實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移。而Flash動(dòng)畫是立體的、直觀的、動(dòng)靜結(jié)合的，并且能夠展示不同條件下的反應(yīng)情況，有利于在比較和歸納中得到正確的知識(shí)。
2、實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)法——從反應(yīng)物、反應(yīng)條件、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象記錄和分析、歸納得出結(jié)論等方面，引導(dǎo)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作并嘗試改良實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，從具體到抽象、從實(shí)踐到理論來(lái)深化科學(xué)探究思想，培養(yǎng)學(xué)生的小組協(xié)作能力和科學(xué)探究能力。
3、啟發(fā)式教學(xué)法——以設(shè)問(wèn)和疑問(wèn)層層引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生動(dòng)機(jī)，啟發(fā)學(xué)生積極思考，逐步從常識(shí)走向科學(xué)，將感性認(rèn)識(shí)提升到理性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的抽象。
由于本節(jié)內(nèi)容與社會(huì)現(xiàn)實(shí)生活的關(guān)系比較密切，學(xué)生已經(jīng)具有了直觀的感受，可以讓學(xué)生自己閱讀課本并思考，并例舉生產(chǎn)實(shí)踐上存在的一些有關(guān)的 酶的作用 (佳美洗衣粉) 現(xiàn)象，在的指導(dǎo)下進(jìn)行討論，然后進(jìn)行歸納總結(jié)，得出正確的結(jié)論。這樣有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，讓學(xué)生對(duì)本節(jié)知識(shí)的認(rèn)知更清晰、更深刻高中生物。
五、學(xué)法
學(xué)生具有的認(rèn)知發(fā)展水平以及生物和化學(xué)基礎(chǔ)，我在教學(xué)過(guò)程中特別重視學(xué)法的指導(dǎo)。讓學(xué)生從機(jī)械的“學(xué)答”向“學(xué)問(wèn)”轉(zhuǎn)變，從“學(xué)會(huì)”向“會(huì)學(xué)”轉(zhuǎn)變，成為真正的學(xué)習(xí)的主人。這節(jié)課在指導(dǎo)學(xué)生的和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力方面主要采取以下方法：思考評(píng)價(jià)法、分析歸納法、自主探究法、總結(jié)反思法。
學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)：
1、跟隨老師的問(wèn)題，積極思考，將原有的知識(shí)應(yīng)用到新知識(shí)的學(xué)習(xí)中，完成知識(shí)的遷移。
2、小組內(nèi)合理分工，協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作、記錄和匯報(bào)，培養(yǎng)觀察、分析、判斷的思維能力和實(shí)驗(yàn)操作能力，培養(yǎng)科學(xué)探究精神和合作精神。
3、結(jié)合書本的文字?jǐn)⑹觥D片和老師展示的動(dòng)畫，提高分析、歸納能力。
最后我具體來(lái)談?wù)勥@一堂課的教學(xué)過(guò)程：
六、教學(xué)過(guò)程
在這節(jié)課的教學(xué)過(guò)程中，我注重突出重點(diǎn)，條理清晰，緊湊合理。各項(xiàng)活動(dòng)的安排也注重互動(dòng)、交流，最大限度的調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂的積極性、主動(dòng)性。
1、導(dǎo)入新課：(3—5分鐘)
聯(lián)系生活，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)，開(kāi)動(dòng)思考，活躍課堂。
2、講授新課：(30分鐘)
創(chuàng)設(shè)情景
導(dǎo)入新課
⑴這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問(wèn)題?
⑵為什么要將肉塊放入金屬籠內(nèi)?
⑶肉塊為什么會(huì)消失?
⑷從這個(gè)實(shí)驗(yàn)中你能得出什么結(jié)論? 思考回答問(wèn)題
㈠細(xì)胞代謝 回顧在葉綠體、線粒體、核糖體等細(xì)胞器中發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)，引導(dǎo)學(xué)生理解細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都發(fā)生著很多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。
細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。 運(yùn)用已有知識(shí)，集體回答問(wèn)題，體會(huì)細(xì)胞代謝這一概念的含義。
㈡酶在細(xì)胞代謝中的作用
1.實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解 介紹過(guò)氧化氫和肝臟研磨液，提出相關(guān)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析。
講述：細(xì)胞代謝過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生過(guò)氧化氫，這是一種對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，幸而細(xì)胞內(nèi)含有生物催化劑----過(guò)氧化氫酶，能將過(guò)氧化氫分解。但它們之間的一樣嗎?
組織學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，提醒實(shí)驗(yàn)安全和注意事項(xiàng)。 思考回答問(wèn)題。分組完成實(shí)驗(yàn)，匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
2.控制變量的科學(xué)方法 引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)步驟表格，以問(wèn)題串形式帶領(lǐng)學(xué)生從本實(shí)驗(yàn)實(shí)例中總結(jié)出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則：?jiǎn)我蛔兞吭瓌t和對(duì)照原則。 分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出正確結(jié)論。體會(huì)什么是自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量以及對(duì)照實(shí)驗(yàn)。
3.酶的作用原理 通過(guò)分析對(duì)照實(shí)驗(yàn)，詳細(xì)比較四種條件下過(guò)氧化氫分解的速率，引導(dǎo)學(xué)生思考產(chǎn)生這種結(jié)果的原因，引出活化能的概念，并總結(jié)出各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)。 積極思考，討論，分析歸納出加熱、無(wú)機(jī)催化劑、酶提高化學(xué)反應(yīng)速率的本質(zhì)。
3、課堂小結(jié)，強(qiáng)化認(rèn)識(shí)。(3—5分鐘)
課堂小結(jié)，可以把課堂傳授的知識(shí)盡快地轉(zhuǎn)化為學(xué)生的素質(zhì);簡(jiǎn)單扼要的課堂小結(jié)，可使學(xué)生更深刻解理論在實(shí)際生活中的應(yīng)用，并且逐漸地培養(yǎng)學(xué)生具有良好的個(gè)性。
4、板書設(shè)計(jì)
我比較注重直觀、系統(tǒng)的板書設(shè)計(jì)，還及時(shí)地體現(xiàn)教材中的知識(shí)點(diǎn)，以便于學(xué)生能夠理解掌握。
結(jié)束：
各位領(lǐng)導(dǎo)、老師們，本節(jié)課我根據(jù)高一年級(jí)學(xué)生的心理特征及其認(rèn)知規(guī)律，采用直觀教學(xué)和活動(dòng)探究的教學(xué)方法，以“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”，教師的“導(dǎo)”立足于學(xué)生的“學(xué)”，以學(xué)法為重心，放手讓學(xué)生自主探索的學(xué)習(xí)，主動(dòng)地參與到知識(shí)形成的整個(gè)思維過(guò)程，力求使學(xué)生在積極、愉快的課堂氛圍中提高自己的認(rèn)識(shí)水平，從而達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。
降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)設(shè)計(jì)2
一、教材分析
本節(jié)課主要講述酶在生物新陳代謝中的重要作用及其生理特性,教材對(duì)酶的本質(zhì)和特性作了重點(diǎn)介紹。本章本節(jié)課內(nèi)容是高二生物教材的重難點(diǎn)內(nèi)容。自然界中的一切生命現(xiàn)象皆與酶的活動(dòng)有關(guān)。在本章節(jié)中通過(guò)探索驗(yàn)證酶的特性的教學(xué)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生建立科學(xué)的思維方法和研究精神。
二、教學(xué)目標(biāo)：
1、知識(shí)目標(biāo)：學(xué)會(huì)控制自變量，觀察和檢測(cè)因變量的變化及設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。
2、能力目標(biāo)：學(xué)會(huì)用準(zhǔn)確的語(yǔ)言闡明實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果。
概述溫度和pH影響酶的活性。
4、情感態(tài)度價(jià)值觀：體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程,領(lǐng)悟科學(xué)探究方法，體現(xiàn)團(tuán)隊(duì)合作精神。
三、教學(xué)難點(diǎn)：
確定和控制對(duì)照實(shí)驗(yàn)中的自變量和無(wú)關(guān)變量，觀察和檢測(cè)因變量的變化。
四、學(xué)情分析
學(xué)生通過(guò)上一節(jié)課的學(xué)習(xí)已經(jīng)有了實(shí)驗(yàn)操作基礎(chǔ)，這節(jié)課的三個(gè)實(shí)驗(yàn)是在前面的基礎(chǔ)上完成的，所以學(xué)生對(duì)此并不陌生。
五、教學(xué)方法
1．實(shí)驗(yàn)法：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解。
2．學(xué)案導(dǎo)學(xué)：見(jiàn)后面的學(xué)案。
3．新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。
六、課前準(zhǔn)備
實(shí)驗(yàn)材料用具的準(zhǔn)備、課件制作、學(xué)生預(yù)習(xí)有關(guān)內(nèi)容
七、課時(shí)安排：1課時(shí)
八、教學(xué)過(guò)程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對(duì)性。
（二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
教師：通過(guò)復(fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容---酶的高效性的實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)入新課。
提問(wèn)：酶的催化效率如此高效，酶能否催化任意一個(gè)化學(xué)反應(yīng)?
（三）合作探究、精講點(diǎn)撥。
降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)設(shè)計(jì)3
一、教學(xué)目標(biāo)：
【知識(shí)】：說(shuō)明酶在代謝中的作用、本質(zhì)和特性
【情感】：通過(guò)閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷的探索和爭(zhēng)論中前進(jìn)的。
【技能】：進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究，學(xué)會(huì)控制變量，觀察和檢測(cè)因變量的變化，以及設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)。
二、教學(xué)重難點(diǎn)：
酶的作用、本質(zhì)和特性（重點(diǎn)）；酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理、控制變量的科學(xué)方法（難點(diǎn)）
三、教學(xué)用具：
ppt幻燈片、實(shí)驗(yàn)器材
四、課前準(zhǔn)備
五、教學(xué)過(guò)程：
教學(xué)活動(dòng)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)
（一）引入問(wèn)題探討
提出問(wèn)題：與外界的化學(xué)反應(yīng)相比，生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)有什么特點(diǎn)（條件溫和、效率高）；在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)中，我們?yōu)榱俗屢恍┗瘜W(xué)反應(yīng)更容易地進(jìn)行，會(huì)使用催化劑，那無(wú)機(jī)物催化劑和生物體內(nèi)的催化劑在反應(yīng)條件上，效率上有什么區(qū)別呢？閱讀問(wèn)題探討內(nèi)容，進(jìn)行相關(guān)的討論。
思考教師提出的問(wèn)題
（二）實(shí)驗(yàn)幻燈片展示：酶的本質(zhì)學(xué)生閱讀《資料分析》部分，完成討論，并進(jìn)行交流。
（三）酶的本質(zhì)方案一：指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)
方案二：指導(dǎo)學(xué)生閱讀實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)，提出問(wèn)題：
1. 2號(hào)管發(fā)生了什么現(xiàn)象，說(shuō)明了什么（引出活化能的概念）
2. 3、4號(hào)管中，fecl3和過(guò)氧化氫酶起了什么作用。（說(shuō)明催化劑并沒(méi)有并沒(méi)有提高分子的能量，而是把發(fā)生反應(yīng)所需要的活化能降低了）
3. 3、4號(hào)管中，哪個(gè)反應(yīng)速度快？說(shuō)明什么問(wèn)題（說(shuō)明酶具有高效性）
方案一：學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
方案二：閱讀相關(guān)的課文內(nèi)容，展開(kāi)討論，并回答問(wèn)題。
（四）酶的特性
1.復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，指出酶的高效性，也可以給出一些數(shù)據(jù)加以證明
2.用例題說(shuō)明酶的專一性。可以簡(jiǎn)單介紹“鑰匙－鎖“學(xué)說(shuō)
（五）探究活動(dòng)：影響酶活性的條件指導(dǎo)學(xué)生完成探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)和操作
揭示酶促反應(yīng)的條件：最適溫度和最適ph完成探究活動(dòng)，并進(jìn)行交流和表達(dá)
（六）小節(jié)讓學(xué)生畫概念圖
練習(xí)略
第2節(jié)細(xì)胞的能量“通貨”——atp
一、教學(xué)目標(biāo)：
【知識(shí)】：簡(jiǎn)述atp的化學(xué)組成和特點(diǎn)
寫出atp的分子簡(jiǎn)式
解釋atp在能量代謝中的作用
二、教學(xué)重難點(diǎn)：
atp化學(xué)組成的特點(diǎn)及其在能量代謝中的作用；atp和adp的相互轉(zhuǎn)化。
三、教學(xué)用具：
ppt幻燈片
四、課前準(zhǔn)備：
讓學(xué)生到藥店了解atp藥品的性狀、功效。
五、教學(xué)過(guò)程：
教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)
（一）引入、問(wèn)題探討提出問(wèn)題：前面學(xué)習(xí)過(guò)的能源物質(zhì)有那些？這些能源物質(zhì)被細(xì)胞分解后，以什么形式提供為細(xì)胞提供能量呢？
問(wèn)題探討：螢火蟲(chóng)發(fā)光的生物學(xué)意義是什么？螢火蟲(chóng)為什么能發(fā)光？一個(gè)關(guān)于atp讓螢火蟲(chóng)尾部重新發(fā)光的例子。引出atp是直接能量物質(zhì)。回答問(wèn)題（如糖類、葡萄糖、脂肪）
（二）atp分子簡(jiǎn)介以及atp和adp的轉(zhuǎn)化展示atp的分子結(jié)構(gòu)式，講授atp的分子簡(jiǎn)式的寫法和含義。磷酸鍵水解放出的能量水平。
由atp脫去最遠(yuǎn)離a的磷酸放出能量引入，講述adp可以和pi結(jié)合，吸收能量，形成atp的過(guò)程。，用幻燈片或板書輔助。adp轉(zhuǎn)化為atp所需要的能量的來(lái)源：動(dòng)物、人、真菌、大多數(shù)細(xì)菌通過(guò)呼吸作用、綠色植物通過(guò)呼吸作用和光合作用。學(xué)生隨教師的講授作出回應(yīng)，特別是atp和adp相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量的變化。
（三）atp的利用理解：吸能反應(yīng)與atp合成想聯(lián)系；放能反應(yīng)與atp水解相聯(lián)系。
（四）小結(jié)及例題什么是atp
atp與adp的轉(zhuǎn)化，及其能量的變化
第3章atp的主要來(lái)源——細(xì)胞呼吸（2課時(shí)）
一、教學(xué)目標(biāo)：
【知識(shí)】：說(shuō)出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能
說(shuō)明有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的異同。（理解）
說(shuō)明細(xì)胞呼吸的原理，并探討其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。（理解）
【技能】：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究。
二、教學(xué)重難點(diǎn)：
有氧呼吸的過(guò)程及原理（重點(diǎn)）；
細(xì)胞呼吸的原理和本質(zhì)，探究酵母菌的呼吸方式（難點(diǎn)）
三、課前準(zhǔn)備：
知道兩個(gè)小組學(xué)生分工完成探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式。
四、教學(xué)用具：
ppt幻燈片
五、教學(xué)過(guò)程
教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)
（一）引入回顧atp的生理功能，糖類、脂肪被細(xì)胞分解后把能量?jī)?chǔ)存在atp的高能磷酸鍵中。提出問(wèn)題：有機(jī)物進(jìn)入細(xì)胞后以什么方式分解的呢？在體外，有機(jī)物與氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，放出大量能量。而生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)也是通過(guò)復(fù)雜的氧化反映產(chǎn)生能量的。
引出細(xì)胞呼吸的概念回顧舊知識(shí)，受教師的問(wèn)題所引導(dǎo)，進(jìn)入新課。
（二）探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式對(duì)引導(dǎo)其他學(xué)生對(duì)參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生進(jìn)行提問(wèn)，并進(jìn)行歸納。（問(wèn)題如：為什么選用酵母菌作為實(shí)驗(yàn)材料，而不選用小白鼠等；naoh溶液的作用是什么）
總結(jié)出結(jié)論：細(xì)胞呼吸分為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸。引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出酵母菌的有氧呼吸產(chǎn)生co2；無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精和co2對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、結(jié)果進(jìn)行交流和表達(dá)，并回答老師和其他學(xué)生提出的問(wèn)題
（三）有氧呼吸提出問(wèn)題：在學(xué)習(xí)細(xì)胞器的內(nèi)容中，和細(xì)胞有氧呼吸有關(guān)的細(xì)胞器是什么？闡明有氧呼吸的主要場(chǎng)所是線粒體。用幻燈片展示線粒體的結(jié)構(gòu)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察和表述，以問(wèn)題作為引導(dǎo)：
1.線粒體是由多少層膜組成；
2.外膜和內(nèi)膜在形態(tài)上有什么區(qū)別，內(nèi)膜的特點(diǎn)如何與線粒體的功能相適應(yīng)；
3.內(nèi)膜和基質(zhì)上有什么物質(zhì)。
以幻燈片為輔助，講授有氧呼吸的三個(gè)階段。注意整理三個(gè)階段發(fā)生的場(chǎng)所、能量的變化、產(chǎn)物。提出問(wèn)題：有氧呼吸與有機(jī)物在體外燃燒放能過(guò)程比較，有什么區(qū)別呢？
簡(jiǎn)單介紹有氧呼吸能量的轉(zhuǎn)化效率，可以讓學(xué)生來(lái)計(jì)算。一般內(nèi)燃機(jī)的效率為25％左右，而生物有氧呼吸的能量效率為40％左右，其余60％左右轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋；卮饐?wèn)題（線粒體）
觀察線粒體的結(jié)構(gòu)，并回答相關(guān)問(wèn)題，并把多個(gè)問(wèn)題的答案進(jìn)行整合，得出線粒體適應(yīng)有氧呼吸功能的結(jié)構(gòu)。學(xué)生閱讀相關(guān)內(nèi)容，填寫表格，并進(jìn)行分組討論后，分別講述有氧呼吸三個(gè)階段。比較兩者的區(qū)別分析有機(jī)物產(chǎn)傷的熱能的生理意義。
（四）第一課時(shí)小結(jié)及練習(xí)用幻燈片展示半成品的概念圖，指導(dǎo)學(xué)生完成
（五）無(wú)氧呼吸提出問(wèn)題：人體所有的細(xì)胞任何時(shí)候都在進(jìn)行有氧呼吸嗎？師生共同列舉一些無(wú)氧呼吸的例子
（六）細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行資料分析和討論。進(jìn)行討論，或者自由發(fā)言，利用無(wú)氧呼吸的知識(shí)，解釋教材中相關(guān)的實(shí)例
（七）小結(jié)及練習(xí)
第4節(jié)能量之源——光與光合作用（3課時(shí)）
一、教學(xué)目標(biāo)：
【知識(shí)】：說(shuō)出綠葉中色素的種類和作用（了解）
說(shuō)出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能（了解）
說(shuō)明光合作用以及它的認(rèn)識(shí)過(guò)程（理解）
研究影響光合作用強(qiáng)度的因素
【情感態(tài)度】：通過(guò)了解光合作用的探索過(guò)程，認(rèn)同科學(xué)家不僅要繼承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意見(jiàn)中的合理成分，還要具有質(zhì)疑、創(chuàng)新和用于實(shí)踐的科學(xué)精神與態(tài)度。
【能力、技能】：進(jìn)行有關(guān)的探究和實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)提取、分離綠葉中的色素，在有關(guān)實(shí)驗(yàn)、資料分析、思考與討論、探究等的問(wèn)題討論中，運(yùn)用語(yǔ)言表達(dá)的能力以及分享信息的能力。
二、教學(xué)重難點(diǎn)：
重點(diǎn)：綠葉中色素的種類和作用；光合作用的發(fā)現(xiàn)和研究歷史；光合作用的光反映、暗反應(yīng)過(guò)程以及相互關(guān)系；影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。
難點(diǎn)：光反映和暗反應(yīng)的過(guò)程；探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。
三、教學(xué)用具：
實(shí)驗(yàn)材料；ppt課件
四、課前準(zhǔn)備：
五、教學(xué)過(guò)程
教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)
（一）引入光合作用對(duì)自然界的意義：生成氧氣，進(jìn)而緊接形成地球的臭氧層；直接或間接為其他生物提供能源；促進(jìn)碳的循環(huán)。
（二）光合色素實(shí)驗(yàn)：探究光合色素的的種類
講述光合色素的種類、吸收光譜
（三）葉綠體的結(jié)構(gòu)通過(guò)圖片和問(wèn)題的引導(dǎo)，講述葉綠體的結(jié)構(gòu)及其適應(yīng)光合作用的特點(diǎn)。對(duì)恩格爾曼的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行討論，并進(jìn)行表達(dá)交流
（四）光合作用的探究歷程利用學(xué)生初中學(xué)過(guò)的關(guān)于光合作用的反應(yīng)式，利用填空的方式，展示光合作用的定義。
引導(dǎo)學(xué)生對(duì)幾個(gè)主要的探索歷程資料進(jìn)行閱讀，并找出相關(guān)階段的研究成果或觀點(diǎn)。特別講述用同位素追蹤氧元素走向和碳元素走向的實(shí)驗(yàn)
（五）光合作用的過(guò)程光反應(yīng)：以光合色素捕獲的光能的用處入手，并輔以板話，能量的是水脫氫，并放出氧氣和產(chǎn)生[h];并且使adp生成atp。強(qiáng)調(diào)了光反應(yīng)需要的條件是光、光合色素、酶。
暗反應(yīng)：目的是二氧化碳獲得h，被還原成為葡萄糖。二氧化碳與c5化合物結(jié)合（二氧化碳的固定），成城2分子c3；一部分c3獲得了[h]被還原為葡萄糖；一部分c3形成c5繼續(xù)參與循環(huán)。
歸納光合作用的本質(zhì)：把利用光能，產(chǎn)生[h]，把二氧化碳還原為葡萄糖，并把光能儲(chǔ)存在更加穩(wěn)定的糖類中。以表格的形式再次鞏固光合作用兩個(gè)階段的各種變化。以及兩個(gè)階段之間的關(guān)系。
（六）影響光合作用強(qiáng)度的因素以及呼吸作用與光合作用的關(guān)系設(shè)計(jì)情景，引導(dǎo)學(xué)生了解二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度、溫度對(duì)植物光合作用強(qiáng)度的影響。利用哈密瓜之類的例子，分析呼吸作用和光合作用的關(guān)系。
（七）化能作用自養(yǎng)生物；異氧呼吸的概念，并且通過(guò)例子來(lái)講述葉綠體的苦惱。
降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)設(shè)計(jì)4
一、版本：
人教版高中生物必修1
二、設(shè)計(jì)內(nèi)容：
第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶(第1課時(shí)——酶的作用)
三、設(shè)計(jì)理念
在實(shí)施新課程中，需要構(gòu)建與新課程理念相適應(yīng)的教學(xué)策略。根據(jù)新課程理念，高中生物重在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)精神等生物科學(xué)素養(yǎng)。使學(xué)生由以前的“學(xué)會(huì)”到“想學(xué)”再到“會(huì)學(xué)”，“引導(dǎo)──探究” 發(fā)現(xiàn)式教學(xué)法就是在這種理念下應(yīng)運(yùn)而生的，該教學(xué)法以問(wèn)題解決為中心的學(xué)習(xí)方式。本節(jié)課以“引導(dǎo)──探究”科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程來(lái)學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法為設(shè)計(jì)理念。符合《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》的要求：“改變課程實(shí)施過(guò)于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練的現(xiàn)狀，倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、合作學(xué)習(xí)、樂(lè)于探究、勤于動(dòng)手，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析和解決問(wèn)題的能力以及交流與合作的能力”。該理念的運(yùn)用有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、協(xié)作精神的培養(yǎng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，有利于學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)、發(fā)展能力、形成正確的情感態(tài)度與價(jià)值觀。它不僅重視知識(shí)的獲取，而且更加重視學(xué)生獲取知識(shí)的過(guò)程及方法，更加突出地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。在問(wèn)題的推動(dòng)下、在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生學(xué)得主動(dòng)，學(xué)得積極，真正體現(xiàn)了“教為主導(dǎo)，學(xué)為主體”的思想。
四、教材分析
1.地位和作用
“降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶” 第1課時(shí)——酶的作用，主要探討酶在細(xì)胞代謝中的作用。該內(nèi)容以第4章第3節(jié)物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸方式中的主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗能量以及初中生物學(xué)“消化”為基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)本節(jié)利于“細(xì)胞代謝的學(xué)習(xí)”，利于選修模塊中有關(guān)酶的應(yīng)用、微生物發(fā)酵、蛋白質(zhì)提取和分離等知識(shí)的學(xué)習(xí)。
2.教學(xué)目標(biāo)
(1)知識(shí)目標(biāo)：說(shuō)明酶在代謝中的作用 (ⅰ)。
(2)技能目標(biāo)：進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探索，按所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案和步驟，正確完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)會(huì)控制自變量，觀察和檢測(cè)因變量的變化，以及設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)(ⅱ)。
(3)情感目標(biāo)：
①評(píng)價(jià)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，
②參與交流，聽(tīng)取別人的正確意見(jiàn)，維護(hù)或修改自己的方案和意見(jiàn)。
3.過(guò)程與方法
通過(guò)“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)，感悟酶作為催化劑特點(diǎn)，及控制變量的方法。利用教材上形象、直觀的圖解和文字說(shuō)明，讓學(xué)生明確催化劑可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。
4.確定教學(xué)重、難點(diǎn)及解決方法
教學(xué)重點(diǎn)：酶的作用。
[解決方法]利用學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)催化劑的知識(shí)基礎(chǔ)切入，引入酶的學(xué)習(xí)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)、資料分析得出酶的作用。自然界中的生命現(xiàn)象都與酶的活動(dòng)有關(guān)，活細(xì)胞內(nèi)全部的生物化學(xué)反應(yīng)都是在酶的催化下完成的。在人體內(nèi)，大約每分鐘要發(fā)生幾百萬(wàn)次的化學(xué)反應(yīng)，這么多的化學(xué)反應(yīng)之所以能在常溫、常壓下進(jìn)行，完全是因?yàn)槊傅淖饔茫甘且环N什么樣的物質(zhì)?在化學(xué)反應(yīng)中是怎樣起作用的?顯然應(yīng)是本節(jié)課內(nèi)容的重點(diǎn)。
教學(xué)難點(diǎn)：
①酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理。
②控制變量的科學(xué)方法。
[解決方法]
①利用教材上形象，直觀的圖解和文字說(shuō)明，讓學(xué)生明確催化劑可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。
②通過(guò)比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)，感悟酶作為催化劑特點(diǎn)，及控制變量的方法。活化能這個(gè)名詞在高中生物教材體系中是第一次出現(xiàn)，無(wú)論是學(xué)生還是教師對(duì)這個(gè)名詞都很陌生。化學(xué)反應(yīng)之所以能進(jìn)行，就是達(dá)到反應(yīng)所需的活化能。在酶的作用下，原來(lái)不能進(jìn)行反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)，是增加了反應(yīng)物的自由能，還是降低了反應(yīng)所需的活化能?通過(guò)實(shí)驗(yàn)和類比，必需要讓學(xué)生理解。在過(guò)去幾年的高考中，雖然出現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，但在教材中沒(méi)有關(guān)于控制變量的內(nèi)容，在本節(jié)教材介紹了控制變量的系列名詞，但對(duì)剛剛接觸高中生物實(shí)驗(yàn)的學(xué)生而言，不能說(shuō)不是一個(gè)難點(diǎn)。
五、設(shè)計(jì)思路
從物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式──主動(dòng)運(yùn)輸需要能量入手，引出第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用。再?gòu)慕滩奶峁┑膯?wèn)題探討──斯帕蘭札尼研究鷹的消化作用進(jìn)入學(xué)習(xí)情境，是有趣的，并能和學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)──對(duì)消化酶的了解結(jié)合起來(lái)。利用學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)催化劑的知識(shí)基礎(chǔ)切入，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入新課學(xué)習(xí)。既然學(xué)生們知道無(wú)機(jī)催化劑的作用，就讓學(xué)生通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)酶的催化作用以及與無(wú)機(jī)催化劑的差別。教師在安排學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，落實(shí)好本節(jié)課的目標(biāo)。本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，建議教師利用直觀的手段(繪圖或電子幻燈等)將實(shí)驗(yàn)的裝置特別是實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的裝置分別向?qū)W生展示，以增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作和討論的效率，或者采取分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)討論(此法效果很好)。
在學(xué)生獲得感性知識(shí)的基礎(chǔ)上要求學(xué)生體會(huì)什么是自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量以及什么是對(duì)照實(shí)驗(yàn)，再通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)中自變量改變訓(xùn)練學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中如何控制變量。顯然，這種編排有助于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)確認(rèn)和控制變量，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。
學(xué)生通過(guò)親身感知酶的作用，順理成章引入酶在化學(xué)反應(yīng)中能夠降低化學(xué)反應(yīng)的活化能知識(shí)點(diǎn)。教材利用卡通式插圖、圖解和文字?jǐn)⑹觯赋雒改軌蝻@著降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。通過(guò)形象、直觀的圖解和文字說(shuō)明以及繪制“沒(méi)有催化劑、無(wú)機(jī)催化劑、酶的催化效率曲線”的比較，進(jìn)一步讓學(xué)生明確催化劑可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能(酶催化作用更加顯著)，利于學(xué)生理性認(rèn)識(shí)。
六、教學(xué)用具：
ppt幻燈片、實(shí)驗(yàn)材料、器材
七、課前準(zhǔn)備：
分組實(shí)驗(yàn)(“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”)材料用具的準(zhǔn)備;ppt課件制作。
降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)設(shè)計(jì)5
●三維目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
（1）細(xì)胞代謝的概念。
（2）酶的作用和本質(zhì)。
（3）酶的特性。
（4）提高學(xué)生觀察、分析、判斷的思維能力，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。
2.過(guò)程與方法
（1）通過(guò)本節(jié)課教學(xué)，讓學(xué)生進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探索，學(xué)會(huì)控制自變量，觀察和檢測(cè)因變量的變化，以及設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)。
（2）通過(guò)讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，使學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)研究中的作用地位；通過(guò)討論酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物科學(xué)技術(shù)與社會(huì)生產(chǎn)、生活的關(guān)系；體會(huì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)之間相互促進(jìn)的關(guān)系，進(jìn)而體會(huì)研究生命科學(xué)價(jià)值。
（3）在實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岣叩幕A(chǔ)上，提高學(xué)生運(yùn)用語(yǔ)言表達(dá)的能力和分享信息、分享實(shí)驗(yàn)成果的能力。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
（1）通過(guò)學(xué)習(xí)生物學(xué)家研究酶的本質(zhì)的過(guò)程，激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的科學(xué)精神。
（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究影響酶活性的條件，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新精神和合作精神。
●教學(xué)重點(diǎn)
1.比較過(guò)氧化氫酶在不同條件下分解速率快慢的實(shí)驗(yàn)，并引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論——酶的高效催化作用（酶的作用）。
2.酶的本質(zhì)。
3.酶的特性。
●教學(xué)難點(diǎn)
1.酶的活化能降低的原理。
2.實(shí)驗(yàn)中控制變量的科學(xué)方法。
●教具準(zhǔn)備
酶活性受溫度、ph影響的示意圖。
●教學(xué)過(guò)程
［課前準(zhǔn)備］
教師準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，并設(shè)計(jì)好觀察記錄表；學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，掌握實(shí)驗(yàn)的原理并設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。
［情境創(chuàng)設(shè)］
人不吃飯行嗎？食物進(jìn)入人體內(nèi)發(fā)生了怎樣的變化？這些問(wèn)題在現(xiàn)在來(lái)說(shuō)都已經(jīng)十分清楚了。這些變化過(guò)程在其他生物中有沒(méi)有呢？早在二百多年前科學(xué)家就對(duì)此進(jìn)行了探索。
實(shí)驗(yàn)介紹：1783年意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼將肉塊放在小巧的金屬籠中，然后讓鷹吞下，過(guò)了一段時(shí)間，將籠子取出，肉塊不見(jiàn)了。
［師生互動(dòng)］
問(wèn)：（1）為何要將肉塊放在籠子中？
答：排除了胃對(duì)肉塊的物理性消化。
問(wèn)：（2）對(duì)肉起消化作用的是什么物質(zhì)？
答：一定是某些物質(zhì)進(jìn)入到金屬籠中，使肉分解。現(xiàn)在已經(jīng)知道這個(gè)能讓肉分解的物質(zhì)就是——酶。
問(wèn)：（3）進(jìn)行肉類消化的過(guò)程的條件是怎樣的？
答：進(jìn)行分解肉的反應(yīng)是在一種極溫和的條件下進(jìn)行的。
問(wèn)：（4）在實(shí)驗(yàn)室中能否也能讓肉分解？能的話需要怎樣的條件？
答：實(shí)驗(yàn)室也能進(jìn)行肉的分解，但是比起在生物體中來(lái)說(shuō)，需要高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等劇烈的條件才能進(jìn)行。
總結(jié)：對(duì)于一個(gè)生物體來(lái)說(shuō)要進(jìn)行的生理活動(dòng)非常之多，構(gòu)成生物體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)需要不斷地合成與分解，不斷地處于自我更新的狀態(tài)，而這種自我更新的過(guò)程完全依賴于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)，每一個(gè)化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化。細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱就叫細(xì)胞代謝。
降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)設(shè)計(jì)6
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1知識(shí)方面:說(shuō)明酶在細(xì)胞代謝中的作用、本質(zhì)和特性。
2能力方面:進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究,學(xué)會(huì)控制自變量,觀察和檢測(cè)因變量的變化,以及設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)。
3情感態(tài)度價(jià)值觀:通過(guò)閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料,認(rèn)同科學(xué)是在不斷地探索和爭(zhēng)論中前進(jìn)的。
教學(xué)重難點(diǎn)
1、教學(xué)重點(diǎn):酶的作用、本質(zhì)和特性。
2、教學(xué)難點(diǎn):
⑴酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理。
⑵控制變量的科學(xué)方法。
教學(xué)過(guò)程
【導(dǎo)入】問(wèn)題探討
介紹教材P78斯帕蘭扎尼的實(shí)驗(yàn),討論下列問(wèn)題:
⑴這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問(wèn)題?
⑵是什么物質(zhì)使肉塊消失了?
對(duì)細(xì)胞來(lái)說(shuō),能量的獲得和利用都必須通過(guò)化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng),統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。細(xì)胞中代謝過(guò)程離不開(kāi)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶。
學(xué)生回憶:
⑴化學(xué)反應(yīng)中無(wú)機(jī)催化劑的概念?
⑵無(wú)機(jī)催化劑的作用、特點(diǎn)和條件是什么?
學(xué)生思考:細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境是一個(gè)常溫常壓下的狀態(tài),在這種環(huán)境下化學(xué)反應(yīng)卻能高效有序地發(fā)生,應(yīng)該有適合的生物催化劑——酶。
【講授】一、酶在細(xì)胞代謝中的作用
實(shí)驗(yàn)]比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解。
1、實(shí)驗(yàn)原理:2H2O22H2O+O22H2O22H2O+O2
2、實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象
3、討論
4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論
5、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的理論分析
⑴在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)讓學(xué)生感悟酶作為催化劑的突出特點(diǎn)——高效。
⑵控制變量:講解教材P79相關(guān)內(nèi)容,讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則。
⑶進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
[活化能]分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。
用無(wú)機(jī)催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,因而催化效率更高。如H2O2的分解,20℃無(wú)催化劑時(shí)需活化能75kJ/mol;用鉑作催化劑時(shí),只需活化能54kJ/mol;用H2O2酶時(shí),活化能下降到29kJ/mol以下。(結(jié)合教材P80圖講解)
正是由于酶的催化作用,細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速進(jìn)行。
【講授】二、酶的本質(zhì)
[資料分析]教師設(shè)置下列問(wèn)題,讓學(xué)生帶著問(wèn)題去閱讀教材P81——82相關(guān)內(nèi)容。
1、巴斯德和李比希的觀點(diǎn)分別是什么?
2、巴斯德和李比希的觀點(diǎn)各有什么積極意義?各有什么局限性?
3、科學(xué)發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)爭(zhēng)論是正常的。試分析巴斯德和李比希之間出現(xiàn)爭(zhēng)論的原因是什么,這一爭(zhēng)論對(duì)后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用?
4、巴斯德和李比希之間的爭(zhēng)論被哪位科學(xué)家的研究成果平息了?
5、簡(jiǎn)述畢希納實(shí)驗(yàn)的過(guò)程?
6、從畢希納的實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論?
7、要證明酵母細(xì)胞的提取液和活酵母細(xì)胞的作用一樣還需要對(duì)實(shí)驗(yàn)如何改進(jìn)?
8、薩姆納提取到了脲酶,他是如何證明它的化學(xué)成分的?
9、薩姆納歷時(shí)9年才證明脲酶是蛋白質(zhì),并因此榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。你認(rèn)為他成功的主要原因是什么?
10、請(qǐng)給酶下一個(gè)較完整的定義?
11、結(jié)合酶本質(zhì)的探索歷程談?wù)勀銓?duì)馬克思說(shuō)的:“在科學(xué)上沒(méi)有平坦的大道,只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人,才有希望達(dá)到光輝的頂點(diǎn)”這句話的理解。
學(xué)生討論回答:
總結(jié)
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)。
降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)設(shè)計(jì)7
（一）學(xué)習(xí)內(nèi)容：
第三章《生物的新陳代謝》的第一節(jié)《新陳代謝與酶》，第二節(jié)《新陳代謝與ATP》；通過(guò)實(shí)驗(yàn)《比較過(guò)氧化氫酶和的催化效率》，《探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用》及《探索影響淀粉酶活性的條件》總結(jié)歸納作為酶所具備的特點(diǎn)。
（二）學(xué)習(xí)重點(diǎn)：
1.酶的概念、酶的催化作用特點(diǎn)
2.酶的特性實(shí)驗(yàn)完成
3.理解酶的特性與新陳代謝的關(guān)系
（三）學(xué)習(xí)難點(diǎn)：
1.酶的性質(zhì)及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
2.酶的性質(zhì)驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)計(jì)
（四）學(xué)習(xí)過(guò)程：
1.新陳代謝：是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱。
理解：新陳代謝是生物最基本的特征，是生物與非生物最本質(zhì)的區(qū)別。要將新陳代謝同普通的物理變化和化學(xué)變化區(qū)分開(kāi)。這一點(diǎn)主要體現(xiàn)在三點(diǎn)上：
①新陳代謝是活細(xì)胞中發(fā)生的過(guò)程；
②是有序的化學(xué)反應(yīng)，是受控過(guò)程；
③新陳代謝的本質(zhì)是化學(xué)反應(yīng)，涉及物質(zhì)變化和能量變化；對(duì)細(xì)胞、對(duì)生物體而言，這種有序變化是其存在的基礎(chǔ)，是以生物體表現(xiàn)出生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異的特征。細(xì)胞才以活的姿態(tài)出現(xiàn)，表現(xiàn)出生長(zhǎng)、分裂、完成生命活動(dòng)等特征。
2.酶
（1）發(fā)現(xiàn)1783年，意大利科學(xué)家，斯巴蘭讓尼鷹的消化實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簠^(qū)分鳥(niǎo)類的胃的消化過(guò)程，是進(jìn)行物理性消化，還是存在化學(xué)性消化。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：將肉塊放入小巧的金屬籠，讓鷹將金屬籠吞入，既保證肉塊不受物理性消化的影響，同時(shí)胃液可流入籠內(nèi)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：隔一段時(shí)間后，將小籠子取出，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。
結(jié)果分析：胃內(nèi)具有化學(xué)性消化作用
1836年，德國(guó)科學(xué)家施旺，從胃液中提取出消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)（蛋白酶），1926年，美國(guó)薩姆納從刀豆種子中提出脲酶結(jié)晶，并證實(shí)脲酶是一種蛋白質(zhì)。20世紀(jì)30年代，酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì)，20世紀(jì)80年代，美國(guó)科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具生物催化作用。
（2）本質(zhì)：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
理解：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)成分，即一些具有生物催化作用的有機(jī)物，如RNA并非是蛋白質(zhì)成分，它們具有生物酶的特點(diǎn)：
①是活細(xì)胞可以合成的；
②能夠催化反應(yīng)進(jìn)行；
③是生物體內(nèi)的有機(jī)物，
所以，有幾點(diǎn)要注意：
a.不是酶的本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，少數(shù)RNA也是酶
b.不是蛋白質(zhì)都能稱為酶，只有是活細(xì)胞中產(chǎn)生具有催化作用的蛋白質(zhì)才稱為酶，催化作用僅為蛋白質(zhì)多種功能之一；
c.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生，但不一定只在活細(xì)胞內(nèi)才能發(fā)揮作用，在體外條件合適情況下一樣能發(fā)揮催化作用。
（3）特性
酶的特點(diǎn)在化學(xué)中已經(jīng)學(xué)到，所有的酶在一定的條件下都能使生物體內(nèi)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)迅速地進(jìn)行，而酶本身不發(fā)生變化，但酶有別于無(wú)機(jī)化學(xué)催化劑。
①酶具有“高效性”
過(guò)氧化氫酶，與相比，過(guò)氧化氫酶的催化效率要高許多。通常情況下，酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的倍。也就是說(shuō)，酶的催化效率是極高的`，比如：每個(gè)碳酸酐酶分子每秒能夠催化個(gè)，使其與相同數(shù)量的結(jié)合，形成，是非酶催化的一百萬(wàn)倍。
②酶具有“專一性”
一種酶只能作用于一種底物，或一類分子結(jié)構(gòu)相似的底物：淀粉酶只能催化淀粉水解，對(duì)蔗糖不起催化作用，二肽酶可以水解任何兩種氨基酸組成的二肽。
所以，每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)。進(jìn)一步講，生物體內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)很多，在同一時(shí)刻，機(jī)體內(nèi)部不同部位不同細(xì)胞，或同一細(xì)胞不同的位置發(fā)生著千萬(wàn)種反應(yīng)，而反應(yīng)的進(jìn)行依賴于酶的存在，所以，可以推論酶具有“多樣性”。大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)也是具有多樣性特點(diǎn)的。特別是蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)是酶發(fā)揮作用的重要基礎(chǔ)之一。
③酶需要適宜的條件
每一種酶活性的發(fā)揮都離不開(kāi)特定的環(huán)境條件，通常酶在一定的范圍內(nèi)才具有活性，有催化能力，超過(guò)了這個(gè)范圍，就不再有催化能力，即酶失活；酶即使在活性范圍內(nèi)，催化能力也有高低之分，酶在改變某一環(huán)境條件下，活性也改變，當(dāng)酶活性最高時(shí)，該環(huán)境條件稱為最適條件，在此條件兩側(cè)，酶活性都將降低。影響因素常有：
a.溫度：一定范圍內(nèi)，酶的催化能力隨溫度升高而增強(qiáng)但超過(guò)60℃，絕大多數(shù)酶就會(huì)失去活性，低溫使活性降低，但分子結(jié)構(gòu)未破壞，可恢復(fù)活性。
b.pH酶對(duì)環(huán)境中的pH十分敏感，酶只有在一定的pH范圍內(nèi)才能表現(xiàn)出活性，隨pH不同，酶的活性波動(dòng)很大，一般最適pH常在4－8之間，不同酶情況不一樣。
酶最適pH
過(guò)酸，過(guò)堿和pH偏高或偏低，酶的活性都會(huì)明顯降低至失活，通常是使酶分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而導(dǎo)致失活。
高溫常破壞酶的分子結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致失活，低溫也能使酶活性急劇下降，但酶的分子結(jié)構(gòu)未被破壞，當(dāng)溫度恢復(fù)到適宜濕度時(shí)，酶活性可恢復(fù)。
這兩種作用下，作為維持酶空間結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵或次級(jí)鍵被破壞，主要是肽鍵，離子鍵，氫鍵，二硫鍵被破壞，導(dǎo)致酶被水解。
（4）酶工程：
盛有酶的容器——酶反應(yīng)器中，利用酶的生物催化作用生產(chǎn)產(chǎn)品。
——淀粉酶用于高果糖漿的生產(chǎn)淀粉→麥芽糖→葡萄糖→果糖
利用豬胰島素生產(chǎn)人胰島素等。
（5）新陳代謝與酶
自然界的一切生命現(xiàn)象都與酶的活動(dòng)有關(guān)，活細(xì)胞內(nèi)全部的生物化學(xué)反應(yīng)，都是在酶的催化作用下進(jìn)行的，生命系統(tǒng)既是一個(gè)需要維持穩(wěn)態(tài)的系統(tǒng)，又是一個(gè)瞬間就會(huì)發(fā)生一系列合成分解運(yùn)動(dòng)著的系統(tǒng)，是一個(gè)矛盾的統(tǒng)一體。新陳代謝中的各種化學(xué)反應(yīng)是在溫度、酸堿度等相對(duì)穩(wěn)定的條件下進(jìn)行的。要想在常態(tài)下迅速而高效地進(jìn)行反應(yīng)，并且盡可能地降低能量閾，這就需要生物催化劑——酶，離開(kāi)了酶，新陳代謝就不能進(jìn)行，生命就會(huì)停止。
第二節(jié)新陳代謝與ATP
（一）學(xué)習(xí)內(nèi)容：
ATP的生理功能
2.ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
3.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
4.ATP的形成途徑
（二）學(xué)習(xí)重點(diǎn)：
1.ATP的生理功能
2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化以及ATP的形成途徑
（三）學(xué)習(xí)難點(diǎn)：
1.ATP的結(jié)構(gòu)和生理功能
2.ATP的形成與轉(zhuǎn)化
（四）學(xué)習(xí)過(guò)程：
新陳代謝中的一系列變化過(guò)程需要有酶的催化作用，同時(shí)，這些過(guò)程伴隨著能量的轉(zhuǎn)變與轉(zhuǎn)移。
糖類是細(xì)胞的主要能源物質(zhì)，脂肪是生物體內(nèi)儲(chǔ)存能量的物質(zhì)。這些能源物質(zhì)的最終來(lái)源都是太陽(yáng)能。是通過(guò)復(fù)雜的過(guò)程轉(zhuǎn)變并轉(zhuǎn)移而儲(chǔ)存在這些物質(zhì)內(nèi)的，并且終將以特殊形式，轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)變才能被生物體利用，它們都不能被生物體直接利用，實(shí)際上，有機(jī)物中的能量不是綠色植物直接轉(zhuǎn)移用于有機(jī)物的合成的，在所有這些變化過(guò)程中，無(wú)論是能量的儲(chǔ)存轉(zhuǎn)移，還是釋放都離不開(kāi)ATP這種特殊形式，新陳代謝所需能由細(xì)胞內(nèi)的ATP直接提供，ATP是代謝能量的直接來(lái)源。
1.ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
（1）概念：ATP——三磷酸腺苷的英文縮寫，是存在于生物體內(nèi)的高能磷酸化合物。
高能磷酸化合物：指水解時(shí)釋放的能量在以上的磷酸化合物。ATP水解時(shí)釋放的能量高達(dá)。
（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A—P～P～P
A：代表腺苷（由腺嘌呤和核糖組成）
P：代表磷酸基團(tuán)。
～：代表高能磷酸鍵
（3）水解過(guò)程：
高能磷酸鍵水解時(shí)，生成磷酸并且釋放出大量的能量。
2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
ATP分子中遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵，在一定條件下很容易水解；也容易生成。此過(guò)程伴隨能量的儲(chǔ)存與釋放，ADP為二磷酸腺苷，含一個(gè)高能磷酸鍵。
ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是很少的；ATP在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化十分迅速；胞內(nèi)的ATP的含量總處在動(dòng)態(tài)平衡中，不斷消耗，不斷生成，保證胞內(nèi)穩(wěn)定供能環(huán)境。ATP水解時(shí)釋放的能量，是生物體維持細(xì)胞分裂，根吸收礦質(zhì)元素和肌肉收縮，維持體溫等生命活動(dòng)所需能量的直接來(lái)源。
3.ATP的形成途徑
對(duì)人和動(dòng)物來(lái)說(shuō)，ADP轉(zhuǎn)化成ATP所需能量來(lái)自呼吸作用，對(duì)綠色植物而言，則來(lái)自呼吸作用和光合作用
對(duì)于生命而言，能量是其能正常進(jìn)行的根本，有了能量就可以完成各種活動(dòng)。生物體所有的能量幾乎都來(lái)自太陽(yáng)能，綠色植物通過(guò)光合作用，將光能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中的穩(wěn)定化學(xué)能，其它生物則直接或間接地以植物為食，在進(jìn)食后，將食物中的能量轉(zhuǎn)移到自身，合成有機(jī)物或利用，在所有這些過(guò)程中，伴隨著ATP與ADP的轉(zhuǎn)變，完成能量的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存和釋放。這種不停頓的動(dòng)態(tài)平衡，是生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性的具體表現(xiàn)之一，而ATP則象是在各種細(xì)胞間，流通著的“能量貨幣”，保證了各種生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。
降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)設(shè)計(jì)8
【課題】第一節(jié) 新陳代謝與酶
【教學(xué)重點(diǎn)】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念、酶的特性、影響酶活性的因素、酶在生物新陳代謝中的作用
【教學(xué)難點(diǎn)】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念、酶在生物新陳代謝中的作用
【課時(shí)安排】1課時(shí)
【教學(xué)手段】板圖圖、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)
【教學(xué)過(guò)程】
1、引入新陳代謝的概念及本質(zhì)
(1)學(xué)生在初中生物學(xué)課本、高中緒論課的學(xué)習(xí)或通過(guò)各種媒體的介紹，對(duì)新陳代謝已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)，首先，教師應(yīng)了解學(xué)生對(duì)新陳代謝是如何理解的。為此教師可設(shè)計(jì)一些問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生以自身為例，剖析生命是如何維持的，以此引入本節(jié)的`學(xué)習(xí)，如：
①人體的腦細(xì)胞是通過(guò)什么途徑獲得營(yíng)養(yǎng)?腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過(guò)什么途徑排出體外的?
②進(jìn)入腦細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是如何被利用的?
③學(xué)生如何理解同化作用、異化作用，物質(zhì)代謝、能量代謝，它們之間有何關(guān)系?
④想一想，人體的身體有哪些系統(tǒng)參與了新陳代謝過(guò)程，各是如何參與的等等?
(2)學(xué)生一般只能從生物個(gè)體、器官或系統(tǒng)水平上，說(shuō)明生物體與外界環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換，在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)把討論引向微觀水平，即細(xì)胞和分子水平的代謝過(guò)程。如可以設(shè)問(wèn)：
①你吃下的肉類蛋白質(zhì)，通過(guò)什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì)?
②你吃下的淀粉類食物，通過(guò)什么途徑為你提供能量?等等
通過(guò)分析、討論，使學(xué)生理解：細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的維持，需要不斷地合成與分解，不斷地處于自我更新的狀態(tài)，而這種自我更新的過(guò)程完全依賴于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)，從而在細(xì)胞水平理解新陳代謝的本質(zhì)，即“新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱”。
2、酶的概念、特性及其生理功能
在學(xué)生理解新陳代謝的本質(zhì)后，可以利用學(xué)生已有的化學(xué)知識(shí)，分析出無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所需的條件一般是很激烈的，再讓學(xué)生分析出生物體細(xì)胞生存的條件是很溫和的，可以提問(wèn)，如：
(1)細(xì)胞生存的條件是很溫和的，那么細(xì)胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學(xué)反應(yīng)如何在常溫、常壓、水溶液環(huán)境、pH接近中性的條件下，迅速高效的進(jìn)行呢?
(2)在化學(xué)反應(yīng)中有沒(méi)有提高化學(xué)反應(yīng)的方法呢?
這樣可順利地引出活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑，即酶。
3、酶的發(fā)現(xiàn)史
這部分的教學(xué)，教師可讓學(xué)生自己閱讀，也可發(fā)給學(xué)生相應(yīng)的補(bǔ)充資料，尤其是某種酶的研究過(guò)程方面的資料，目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過(guò)程、方法有一個(gè)較為全面的了解，讓學(xué)生切身體會(huì)到生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究對(duì)生物學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要作用。
學(xué)生閱讀后，可提問(wèn)：酶都是蛋白質(zhì)嗎?并做一定的說(shuō)明。
酶是活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有催化能力的一類特殊的蛋白質(zhì)。酶是細(xì)胞中促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度的催化劑。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的酶約有3000種以上。它們分別存在于各種細(xì)胞中，催化細(xì)胞生長(zhǎng)代謝過(guò)程中各種不同的化學(xué)反應(yīng)，使生物化學(xué)反應(yīng)在常溫、常壓、水溶液等溫和的條件下就可順利進(jìn)行。
很多年來(lái)，人們一直認(rèn)為所有的酶都是蛋白質(zhì)。然而生物學(xué)家的實(shí)驗(yàn)證明：RNA也可以是高活性的酶。早在1982年，T.Ceeh發(fā)現(xiàn)原生動(dòng)物四膜蟲(chóng)的26S rRNA前體在沒(méi)有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行內(nèi)含子的自我拼接，最終形成L19RNA。當(dāng)時(shí)因?yàn)橹皇橇私馑羞@種自我催化的活性，沒(méi)有把它與酶等同看待。
1983年Atman和Pace分別報(bào)導(dǎo)了在RNA前體加工過(guò)程起催化作用的酶是由20%蛋白質(zhì)和80%RNA組成的。如果除去蛋白質(zhì)部分，并提高鎂離子的濃度，則留下的RNA具有與全酶相同的催化活性，這是說(shuō)明RNA具有酶活性的第一例證。
“酶不都是蛋白質(zhì)”，這一科學(xué)事實(shí)再一次有力地證明了實(shí)驗(yàn)在科學(xué)發(fā)展中所起到的舉足輕重的作用，同時(shí)也讓我們看到，科學(xué)是發(fā)展的，探索是無(wú)止境的，而真理是相對(duì)的，現(xiàn)在的科學(xué)事實(shí)可能在今后會(huì)被修正，甚至推翻。
另外，酶、激素、維生素之間的區(qū)別值得一提，學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中容易把這些物質(zhì)和它們的作用搞混。可就高中生物學(xué)水平做一簡(jiǎn)單比較：
酶 激素 維生素
從化學(xué)本質(zhì)上看 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)(如生長(zhǎng)素、胰島素等)、固醇類脂類物質(zhì)(如性激素) 多種多樣，一般為小分子有機(jī)物。 如維生素D是固醇類物質(zhì);維生素A是脂類物質(zhì)(萜類);維生素C是抗壞血酸(葡萄糖的衍生物)等等。
從生理功能看 可提高生物體生物化學(xué)反應(yīng)的速度，是一種生物催化劑。 激素又稱“化學(xué)信使”，是特定細(xì)胞合成的，能使生物體發(fā)生一定反應(yīng)的有機(jī)分子。它的作用力很強(qiáng)，很低的濃度就能引起很強(qiáng)的反應(yīng)，但在細(xì)胞中不能積累，很快就會(huì)被破壞。 維生素常常與酶結(jié)合，是較復(fù)雜酶的組成成分之一。天然食物中含量極少，但這些極微小的量對(duì)人體的生長(zhǎng)和健康是必需的，人體一般不能合成它們或合成量不足，必須從食物中攝取。
可把酶的發(fā)現(xiàn)史與酶的特性這兩部分教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，這樣可使學(xué)生用實(shí)驗(yàn)方法探索酶的特性順理成章。
4、酶的特性
絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA
生物體內(nèi)存在三千多種具有不同功能的酶，一切生命現(xiàn)象都與酶有關(guān)，因?yàn)榛罴?xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)，都是在酶的催化作用下進(jìn)行的，沒(méi)有酶，新陳代謝就不能進(jìn)行，生命也就會(huì)隨之停止。酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，這一認(rèn)識(shí)直到20世紀(jì)80年代后才被科學(xué)修正過(guò)來(lái)。科學(xué)研究表明，一些RNA分子也具有酶的催化功能，如一種叫RNaseP的酶，它是由20%的蛋白質(zhì)和80%的RNA組成。科學(xué)家將這種酶的蛋白質(zhì)除去，同時(shí)提高鎂離子的濃度，留下來(lái)的RNA仍具有與該酶相同的催化活性。后來(lái)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)其它某些RNA分子與那些構(gòu)成酶的蛋白質(zhì)分子一樣，也都是效率非常高的生物催化劑。
酶工程
細(xì)菌細(xì)胞直徑不足2m，每時(shí)每刻卻發(fā)生著1500一2000個(gè)化學(xué)反應(yīng)，由1000多種酶對(duì)這些反應(yīng)進(jìn)行催化和調(diào)制，生產(chǎn)著3000多種蛋白質(zhì)，1000多種核酸;而且細(xì)菌合成效率驚人，它合成每個(gè)肽鏈只需百分之三秒，而現(xiàn)代最先進(jìn)的蛋白質(zhì)自動(dòng)合成機(jī)器只能合成小肽，而且速度也慢，合成每個(gè)肽鏈需要7分鐘，兩者相差200多倍;它合成RNA和DNA的速度更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人工合成;另外細(xì)胞中能量轉(zhuǎn)換效率也很高，這一切都有賴于生物催化劑，這就是酶。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的酶約有幾千種以上。它們定位于各種細(xì)胞的不同細(xì)胞器中，催化細(xì)胞生長(zhǎng)代謝過(guò)程中各種不同的化學(xué)反應(yīng)，使這些反應(yīng)在正常溫度等條件下就可順利進(jìn)行。
酶是細(xì)胞產(chǎn)物，但不一定非要在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，在細(xì)胞外，即在非細(xì)胞條件下也能發(fā)揮作用。19世紀(jì)，人們已認(rèn)識(shí)到酵母可以使葡萄糖發(fā)酵，產(chǎn)生酒精和二氧化碳，但是對(duì)于這一過(guò)程是如何進(jìn)行的，當(dāng)時(shí)主要有兩種觀點(diǎn)，而且一直未能達(dá)成一致。1857年，法國(guó)著名的細(xì)菌學(xué)家巴斯德認(rèn)為酒精發(fā)酵需要有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn);德國(guó)化學(xué)家李比西則認(rèn)為酒精發(fā)酵要求的只是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，而不要求完整的細(xì)胞參與。直到1897年，畢西納不用完整的酵母細(xì)胞，而用酵母汁進(jìn)行酒精發(fā)酵獲得成功，從而證明生物體內(nèi)的催化反應(yīng)也可能在體外進(jìn)行。
正是基于這點(diǎn)，人們可以利用細(xì)胞中的酶能催化體外的生化反應(yīng)，這就是酶工程得以發(fā)現(xiàn)的前提。
我們都用過(guò)加酶洗衣粉，同一般的洗衣粉相比，加酶洗衣粉中含有蛋白質(zhì)和脂肪酶等多種通過(guò)微生物生產(chǎn)出來(lái)的酶，因此，去除汗?jié)n和油污的能力比較強(qiáng)。我們知道，酶作為一類具有生物催化作用的有機(jī)物，是在活細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的。那么，人們是怎樣通過(guò)活細(xì)胞獲得這種酶并且在生產(chǎn)和生活中使用這些酶的呢?這些都是通過(guò)酶工程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
所謂酶工程，就是在一定的生物反應(yīng)器中，利用酶的催化作用，將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)的技術(shù)，而且酶工程是生物工程的核心，沒(méi)有酶的作用，任何生物工程技術(shù)都不能實(shí)現(xiàn)。概括地說(shuō)，酶工程是由酶制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用兩個(gè)方面組成的。
(一)酶制劑的生產(chǎn)
已知酶的種類大約有幾千種，實(shí)際已被運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)的僅10余種，如已能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化大量生產(chǎn)的酶有淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、葡萄糖異構(gòu)酶等，其中堿性蛋白酶用于加酶洗滌劑，占國(guó)際上酶銷售額的首位，青霉素固化酶用于醫(yī)療，占世界用量第二位。
早期酶制劑主要來(lái)源于動(dòng)植物材料，而今酶的主要來(lái)源是微生物。酶制劑的生產(chǎn)包括酶的生產(chǎn)、提取、分離純化和固定化。
1、酶的生產(chǎn)、提取和分離純化
(1)酶的生產(chǎn)
酶普遍存在于動(dòng)物、植物和微生物體內(nèi)。人們最早是從植物的器官和組織中提取酶的。例如，從胰臟中提取蛋白酶，從麥芽中提取淀粉酶;現(xiàn)在，生產(chǎn)酶制劑所需要的酶大都來(lái)自微生物，這是因?yàn)橥参锖蛣?dòng)物相比，微生物具有容易培養(yǎng)、繁殖速度快和便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。人們提供必要的條件，利用微生物發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)酶。
(2)酶的提取和純化
從微生物、動(dòng)植物細(xì)胞中得到含有多種酶的提取液后，為了從提取液中獲得所需要的某一種酶，必須將提取液中的其他物質(zhì)分離，這就是酶的分離純化。經(jīng)過(guò)分離純化后的得到的酶，活性不能降低，因此，分離純化必須在適宜的條件下進(jìn)行。人們多選擇不同種類和濃度的有機(jī)溶劑，以沉淀不同的酶蛋白，達(dá)到分離純化酶的目的。
2、酶的固定化
將分離純化的酶制成酶制劑進(jìn)行干燥處理，再適量加入相應(yīng)的穩(wěn)定劑和填充劑，制成粉狀制劑，用它們來(lái)催化生化反應(yīng)。但其結(jié)果是酶制劑和產(chǎn)物混在一起，不能得到高純度的產(chǎn)品;也很難讓酶制劑進(jìn)行重復(fù)使用。怎么辦呢?科學(xué)家們想到了酶的固定化。
先將純化的酶連接到一定的載體上(使酶固定化)，使用時(shí)將被固定的酶投放到反應(yīng)溶液中，催化反應(yīng)結(jié)束后又能將被固定的酶回收。
固定化酶一般是呈膜狀、顆粒狀或粉狀的酶制劑，它在一定的空間范圍內(nèi)使用，產(chǎn)品的純度高，沒(méi)有酶的而且酶制劑可反復(fù)使用，這種技術(shù)是1969年日本首先研制成功，現(xiàn)已方法應(yīng)用到生產(chǎn)中的。固定化酶同自由酶相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：其一是穩(wěn)定性高;其二是酶可反復(fù)使用;其三是產(chǎn)物純度高;其四是生產(chǎn)可連續(xù)化和自動(dòng)化;其五是設(shè)備小型化以及可節(jié)約能源等。
我們知道，蔗糖幾乎全部來(lái)源于甘蔗或甜菜，但是甘蔗和甜菜的種植范圍都比較有限，因此，蔗糖的產(chǎn)量也就受到了影咱。能不能利用淀粉來(lái)生產(chǎn)類似蔗糖的甜味劑呢?科學(xué)家通過(guò)α-淀粉酶、糖化酶和將葡萄糖異構(gòu)酶連接到離子交換樹(shù)脂上，或者包埋在明膠中，制成的固定化葡萄糖異構(gòu)酶，這種固定化酶可以用于使葡萄糖轉(zhuǎn)化成甜度更高的高果糖漿。一些發(fā)達(dá)國(guó)家高果糖漿的年產(chǎn)量現(xiàn)已達(dá)到幾百萬(wàn)噸，高果糖漿在許多飲料的制造中已經(jīng)逐漸替代了蔗糖。
3、固定化細(xì)胞
利用胞內(nèi)酶制作固定化酶時(shí)，先要把細(xì)胞打碎，才能將里面的酶提取出來(lái)，這就增加了工序和成本。人們?cè)O(shè)想直接固定那些含有所需胞內(nèi)酶的細(xì)胞，并且就用這樣的細(xì)胞來(lái)催化化學(xué)反應(yīng)。20世紀(jì)70年代，科學(xué)家研制成固定化細(xì)胞，并且用于生產(chǎn)。例如，將酵母細(xì)胞吸附到多孔塑料的表面上或包埋在瓊脂中，制成的固定化酵母菌細(xì)胞，可以用于酒類的發(fā)酵生產(chǎn)。
(二)酶制劑的應(yīng)用
1、治療疾病
胰島素是治療糖尿病的常用藥品，這種蛋白質(zhì)是胰臟中胰島細(xì)胞分泌的一種激素，是由兩條肽鏈組成，一條由21個(gè)氨基酸組成，稱為A鏈;另一條由30個(gè)氨基酸組成，稱為B鏈。胰島素是治療糖尿病的。由于糠尿病患者很多，胰島素的需要量很大，所以許多糖尿病患者使用的曾是豬的胰島素。但是，豬胰島素與人胰島素在化學(xué)結(jié)構(gòu)上有一處差別：豬胰島素B鏈上最后一個(gè)氨基酸是丙氨酸，人胰島素B鏈上最后一個(gè)氨基酸是蘇氨酸。因此，用豬胰島素治療人的糖尿病，容易使一些患者產(chǎn)生免疫反應(yīng)。現(xiàn)在，科學(xué)家可利用酶，切下并移去豬胰島素B鏈上的那個(gè)丙氨酸，然后接上一個(gè)蘇氨酸。這樣，豬的胰島素就魔術(shù)般地變成人的胰島素了;尿激酶可以用來(lái)活化人體內(nèi)的溶纖維蛋白酶原，使溶纖維蛋白酶原轉(zhuǎn)化為溶纖維蛋白酶，是治療腦溢血、心肌梗塞、肺動(dòng)脈阻塞等疾病引起的血栓所需要的藥物，它是能利用培養(yǎng)哺乳動(dòng)物細(xì)胞得到的唯一可以商業(yè)化的治療劑。但由尿或組織培養(yǎng)的產(chǎn)物中提取價(jià)格較高，1980年4月，科學(xué)家已經(jīng)通過(guò)質(zhì)粒DNA誘發(fā)大腸桿菌生產(chǎn)出尿激酶，為在工業(yè)上利用酶工程方法生產(chǎn)酶開(kāi)辟了道路;
青霉素是人們經(jīng)常使用的一種抗生素。但是，多年的使用使得不少病原菌對(duì)青霉素產(chǎn)生了抗藥性，為此，科學(xué)家一方面研制新的抗生素以替代青霉素，另一方面設(shè)法通過(guò)有關(guān)的酶制劑來(lái)改造青霉素的分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而研制出新型的青霉素。青霉素的分子是由一個(gè)母核和一個(gè)側(cè)鏈組成的。科學(xué)家利用青霉素酰化酶，將母核和側(cè)鏈水解開(kāi)，然后，利用化學(xué)合成的方法，使青毒素的母核與其他的側(cè)鏈連接，從而研制出氨芐青霉素等新型的青霉素。現(xiàn)在，制藥廠已經(jīng)能夠利用固定化青霉素酰化酶反應(yīng)器，成批地生產(chǎn)用于合成氨芐青霉素等新型青霉素的母核了;再如，溶菌酶可分解病原菌的細(xì)胞壁，具有明顯的抗菌和消炎作用;溶纖維蛋白酶具有溶解患者血管內(nèi)纖維蛋白凝塊的作用，可以用來(lái)治療血栓病。
2、產(chǎn)品加工
利用酶制劑生產(chǎn)一些產(chǎn)品，這一過(guò)程是在酶反器中進(jìn)行的，酶反應(yīng)器是指供酶制劑催化化學(xué)反應(yīng)容器。酶反應(yīng)器分成多種，如具有固定化酶(或固定化細(xì)胞)的反應(yīng)器叫做柱式酶反應(yīng)器，柱式酶反應(yīng)器是將含有底物的液體，以一定的速度連續(xù)不斷地從一端注入裝有固定化酶(或固定化細(xì)胞)的容器，在液體流經(jīng)固定化酶(或固定化細(xì)胞)時(shí)，容器內(nèi)就發(fā)生催化反應(yīng)并且生成產(chǎn)物、含有產(chǎn)物的液體則連續(xù)不斷地從容器的另一端流出。同一般的化工容器一樣，需要對(duì)酶反應(yīng)器溫度和pH等條件進(jìn)行嚴(yán)格控制;不同的是，酶反應(yīng)器必須進(jìn)行無(wú)菌操作。
食品加工業(yè)方面。釀酒廠和飲料廠利用果膠酶來(lái)澄清果酒和果汁，效果十分明顯;又如，葡萄糖氧化酶可以除去密封飲料和罐頭中的氧氣、從而有效地防止飲料和食品氧化變質(zhì);再如，用木瓜蛋白酶制成的嫩肉粉，可以使肉絲、肉片等烹調(diào)后吃起來(lái)嫩滑可口;例如，支鏈淀粉酶是分解多糖類支鏈淀粉的酶，它能把胚芽轉(zhuǎn)變?yōu)樯珴奢^好的麥芽糖糖漿。麥芽糖的甜味沒(méi)有葡萄糖濃，但很適口，且容易發(fā)酵、粘度大、溶解度大，用其制作糖果可以防止遇熱變色，用于冰激凌可以防止產(chǎn)生砂糖結(jié)晶。
日常生活方面。照相業(yè)由于采用了酶技術(shù)使照相材料發(fā)生了很大變革;家庭用的洗衣粉里加了一些酶，它能夠分解某些蛋白質(zhì)等物質(zhì)，使衣服上的血跡、汗?jié)n等容易洗掉。但是，由于這些酶比較脆弱，在漂白劑一同起作用下很容易被破壞，然而酶工程可以解決這一技術(shù)難題。目前，市場(chǎng)上己經(jīng)出現(xiàn)了能夠和漂白劑一同起作用的去污酶洗衣粉。科學(xué)家通過(guò)對(duì)去污酶結(jié)構(gòu)上的兩個(gè)氨基酸進(jìn)行修改，提高了這種酶的抵抗力。
化學(xué)工業(yè)方面酶制劑也得到了廣泛應(yīng)用，在塑料工業(yè)與合成纖維工業(yè)中，已經(jīng)可以用酶制劑催化氫化鏈烯的生產(chǎn);其他方面，一些紡織原料也可以利用酶制劑進(jìn)行加工。例如，天然蠶絲(指家蠶吐出的蠶絲)的外表有一層絲膠，絲膠直接影響天然蠶絲的使用。過(guò)去，人們只能在高溫條件下用堿性物質(zhì)脫去天然蠶絲上的絲膠。現(xiàn)在，人們可以在溫和的條件下，利用蛋白酶對(duì)天然蠶絲進(jìn)行脫膠，脫膠后的蠶絲具有鮮亮的色澤和柔滑的手感。
3、化驗(yàn)診斷和水質(zhì)監(jiān)測(cè)
根據(jù)葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下形成葡萄糖酸和過(guò)氧化氫，過(guò)氧化氫在過(guò)氧化氫酶的催化作用下形成水和原子氧，而氧原子可以將某種無(wú)色的化合物氧化成有色的化合物，人們根據(jù)這個(gè)原理，將上述兩種酶和無(wú)色的化合物固定在紙條上，制成測(cè)試尿糖含量的酶試紙，當(dāng)它與尿液相遇時(shí)，依據(jù)尿液中葡萄糖含量由少到多而呈現(xiàn)出淺藍(lán)、淺綠、棕或深棕色，這樣糖尿病人就可以方便地為自己化驗(yàn)?zāi)蛱堑那闆r了。科學(xué)家根據(jù)同一原理，還研制出能夠化驗(yàn)血糖數(shù)值的血糖快速測(cè)試儀，具有靈敏度高和速度快等優(yōu)點(diǎn)。
酚是一類對(duì)人體有害的化合物，經(jīng)常通過(guò)煉油和煉焦等工廠的廢水排放到河流和湖泊中，科學(xué)家利用固定化多酚氧化酶研制成多酚氧化酶?jìng)鞲衅鳎煽焖贉y(cè)定出水中質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅有2×10—7的酚。
4、用于生物工程其他分支領(lǐng)域
基因工程離不開(kāi)內(nèi)切酶和連接酶;植物體細(xì)胞雜交制備原生質(zhì)體時(shí)，需要纖維素酶，人們把它們稱為生物工程的工具酶，而這些酶可由酶工程得到。
酶作用的特性
酶是催化劑，只需微量就可以使所催化的反應(yīng)加速進(jìn)行，而其本身的質(zhì)和量都不發(fā)生變化，此外酶是生物催化劑，它有著不同于化學(xué)催化劑的特性。
(1)酶具有高效性
酶的催化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)化學(xué)催化劑。例如，碳酸酐酶能夠催化下面的反應(yīng)：
碳酸酐酶是目前已經(jīng)知道的催化反應(yīng)速度最快的酶之一。每個(gè)碳酸酐酶分子每秒能夠催化 個(gè) ，使它們與相同數(shù)量的 結(jié)合，形成相同數(shù)量的 。碳酸酐酶催化上述反應(yīng)的速度比非酶催化的上述反應(yīng)速度快上 倍。酶為什么會(huì)具有這樣強(qiáng)大的催化能力呢?酶的中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)認(rèn)為：酶在催化某一底物時(shí)，先與底物結(jié)合成一種不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物。這種中間產(chǎn)物極為活潑，很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變成反應(yīng)物，并且放出酶。按照中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)，酶的催化反應(yīng)可以寫成下式：
S(底物)十E(酶)=SE(中間產(chǎn)物)=E十P(反應(yīng)產(chǎn)物)
(2)酶具有高度的專一性
這就是說(shuō)，一種酶只能作用于一種底物，或一類分子結(jié)構(gòu)相似的底物，促使底物進(jìn)行一定的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一定的反應(yīng)產(chǎn)物。酶為什么具有這樣高度的專一性呢?這可以用“誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)”來(lái)解釋。
所謂“誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)”是指底物一旦與酶結(jié)合，酶分子上的某些基團(tuán)常常發(fā)生明顯的變化，從而使酶蛋白的構(gòu)象發(fā)生相應(yīng)的變化，使酶的活性中心的空間結(jié)構(gòu)和底物的空間結(jié)構(gòu)十分吻合，最終契合形成酶—底物絡(luò)合物，這種變化的結(jié)果，使酶只能與對(duì)應(yīng)的化合物契合，從而排斥了那些形狀、大小不適合的化合物。科學(xué)家們對(duì)羧肽酶等進(jìn)行了X射線衍射研究，研究的結(jié)果有力地支持了這個(gè)假說(shuō)。
(3)酶很容易失活
同一般的催化劑相比，酶很容易失去活性。酶失活的原因是蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變?cè)斐傻摹Ｃ傅拇呋饔茫艿綔囟取H和某些化合物等因素的影響。
溫度的影響：在一定的溫度范圍(0—40℃)內(nèi)，酶的催化作用速度隨著溫度的升高而加快。一般地說(shuō)，溫度每升高10℃，反應(yīng)速度就相應(yīng)提高一倍。但超過(guò)60℃，絕大多數(shù)的酶就會(huì)失去活性。
pH的影響：酶對(duì)環(huán)境中的pH十分敏感。酶只有在一定的pH范圍內(nèi)才能表現(xiàn)出活性，超過(guò)這個(gè)范圍，酶就失活了。即使在這個(gè)有限的pH范圍內(nèi)，酶的活性也要隨著環(huán)境中pH的變動(dòng)而有所不同。一般來(lái)說(shuō)，酶的最適pH在4~8之間。但是，各種酶的最適pH是不一樣的。
某些化合物的影響：有些化合物可引起酶失活，如酒精、有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥等有機(jī)小分子物質(zhì);重金屬離子等;有些離子或簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物，能夠增強(qiáng)酶的活性，這些物質(zhì)叫做酶的激活劑。例如，經(jīng)過(guò)透析的唾液淀粉酶的活性不高、如果加入少量的 ，這種酶的活性就會(huì)大大增強(qiáng)，因?yàn)?中的 起到了激活唾液淀粉酶的作用;還有些物質(zhì)能夠抑制酶的活性，這類物質(zhì)叫做酶的抑制劑，例如，氰化物可以抑制細(xì)胞色素氧化酶的活性。
降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)設(shè)計(jì)9
教學(xué)目的
1、新陳代謝的概念
2、酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程和酶的概念。
3、酶的特性。
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(jiàn)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)。
教學(xué)過(guò)程
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(shí)。在第三章中，我們將學(xué)習(xí)生物新陳代謝的知識(shí)。新陳代謝是生物體進(jìn)行生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，只有在新陳代謝的基礎(chǔ)上，生物體才會(huì)表現(xiàn)出其他生命活動(dòng)。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(wèn)：請(qǐng)一位同學(xué)說(shuō)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(lái)。
（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(guò)程。就是生物體內(nèi)進(jìn)行新陳代謝的過(guò)程。因此，我們可以說(shuō)，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(wèn)題。
下面，首先請(qǐng)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(wèn)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(lái)。科學(xué)家相繼提取出多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶，這一事實(shí)說(shuō)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(shí)酶的本質(zhì)，都離不開(kāi)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，可見(jiàn)實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)的重要性。科學(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(wú)機(jī)催化劑相比，具有哪些不同的特點(diǎn)呢？下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探索。
講述：過(guò)氧化氫（H2O2）在 Fe3+的催化下，可分解成H2O和O2，動(dòng)物新鮮肝臟中含有的過(guò)氧化氫酶也能催化這個(gè)反應(yīng)。據(jù)測(cè)算，每滴氯化鐵中的Fe3+數(shù)，大約是肝臟研磨液中過(guò)氧化氫分子數(shù)的25萬(wàn)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(guò)氧化氨酶的分子數(shù)。如果現(xiàn)在我們想弄清楚Fe3+與過(guò)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)驗(yàn)？
（回答：略。）
講述：要比較Fe3+和過(guò)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(guò)氧化氫溶液的量應(yīng)該相同， Fe3+和動(dòng)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(wèn)：
1、你在實(shí)驗(yàn)過(guò)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(guò)氧化氫酶的催化能力強(qiáng)。）
講述：過(guò)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(wú)機(jī)催化劑的 107～ 1013倍。上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)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(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探索。
講述：淀粉和蔗糖都是非還原性糖，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。現(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(wèn)：
1、哪個(gè)試管加入斐林試劑后再加熱會(huì)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。）
降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)設(shè)計(jì)10
一、目的和要求
1.掌握鹽析法初步分離純化蛋白質(zhì)的原理和方法；
2.掌握透析脫鹽濃縮蛋白質(zhì)的原理和方法。
3.掌握膜分離原理和方法
二、基本原理
1.蛋白質(zhì)的鹽析
蛋白質(zhì)是親水膠體，借水化膜和同性電荷（在PH值7.0的溶液中一般蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷）維持膠體的穩(wěn)定性。由于蛋白質(zhì)分子內(nèi)及分子間電荷的極性基團(tuán)有著靜電引力，當(dāng)向蛋白質(zhì)溶液中加入少量堿金屬或堿土金屬的中性鹽類[如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl或MgSO4等]時(shí)，由于鹽類離子與水分子對(duì)蛋白質(zhì)分子上。
的極性基團(tuán)的影響，使蛋白質(zhì)在水中溶解度增大，因此蛋白質(zhì)、酶等在低鹽濃度下的溶解質(zhì)隨著鹽液濃度升高而增加，此時(shí)稱為鹽溶；當(dāng)鹽濃度不斷上升并達(dá)到一定濃度時(shí)，蛋白質(zhì)表面的電荷大量被中和，水化膜被破壞，于是蛋白質(zhì)就相互聚集而沉淀析出，蛋白質(zhì)和酶的溶解度又以不同程度下降并先后析出，稱為蛋白質(zhì)的鹽析。
由鹽析所得的蛋白質(zhì)沉淀，經(jīng)過(guò)透析或用水稀釋以減低或除去鹽后，能再溶解并恢復(fù)其分子原有結(jié)構(gòu)及生物活性，因此由鹽析生成的沉淀是可逆性沉淀。鹽析法就根據(jù)不同蛋白質(zhì)和酶在一定濃度的鹽溶液中溶解度降低程度的不同而達(dá)到彼此分離的方法。鹽析法對(duì)于許多非電解質(zhì)的分離純化都是適合的，也是蛋白質(zhì)和酶提純工作應(yīng)用最早，至今仍廣泛使用的方法。
2.透析脫鹽的原理
蛋白質(zhì)的分子很大，其顆粒在膠體顆粒范圍（直徑1～100nm）內(nèi)，不能透過(guò)半透膜。選用孔徑合宜的半透膜，使小分子物質(zhì)能夠透過(guò)，而蛋白質(zhì)顆粒不能透過(guò)，這樣就可使蛋白質(zhì)和小分子物質(zhì)分開(kāi)。把蛋白質(zhì)溶液裝入透析袋中，袋的兩端用線扎緊，然后用蒸餾水或緩沖液進(jìn)行透析，這時(shí)鹽離子通過(guò)透析袋擴(kuò)散到水或緩沖液中，蛋白質(zhì)分子量大不能穿透析袋而保留在袋內(nèi)，通過(guò)不斷更換蒸餾水或緩沖液，直至袋內(nèi)鹽分透析完畢。這種方法可除去和蛋白質(zhì)混合的中性鹽及其他小分子物質(zhì)，是常用來(lái)純化蛋白質(zhì)的方法。透析需要較長(zhǎng)時(shí)間，常在低溫下進(jìn)行，并加入防腐劑避免蛋白質(zhì)和酶的變性或微生物的污染。
三、試驗(yàn)材料
1.培養(yǎng)基
種子培養(yǎng)基：牛肉膏5g 蛋白胨10g NaCl 5g 可溶性淀粉 2g 葡萄糖1.5g /1000ml H2O 配100ml
發(fā)酵培養(yǎng)基：牛肉膏5g 蛋白胨10g NaCl 5g可溶性淀粉 2g /1000ml
2.酶活測(cè)定溶液
0.2mol/LpH6.8 PBS緩沖液 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液1mg/mL DNS試劑（3,5-二硝基水楊酸試劑）
3.試劑
蛋白胨、牛肉膏、可溶性淀粉、(NH4)2SO4、NaOH、HCl、、Na2HPO412H2O、NaH2PO4H2O、EDTA
4.儀器或其它用具
微量移液器、移液器槍頭、透析袋、恒溫培養(yǎng)箱、搖床、紫外檢測(cè)儀（分光光度計(jì)）、離心機(jī)、分析天平、pH計(jì)、量筒、250ml瓶、分裝架、記號(hào)筆、紗布、酒精燈、滅菌鍋、干燥箱、恒溫水浴鍋等；
四、試驗(yàn)路線
發(fā)酵培養(yǎng)→粗酶液制備→硫酸銨鹽析→透析脫鹽濃縮→濃縮酶液酶活測(cè)定
五、操作步驟
1.菌株發(fā)酵
將實(shí)驗(yàn)一中純化的菌株接入種子培養(yǎng)基搖瓶培養(yǎng)24h，2% 的接種量接種到發(fā)酵培養(yǎng)基，37℃，180r/min，培養(yǎng)36h；
2.粗酶液的制備
發(fā)酵液在8000r/min離心20min，收集上清液即為粗酶液，測(cè)定酶活方法參見(jiàn)實(shí)驗(yàn)三DNS測(cè)淀粉酶活力。
3.硫酸銨鹽析
3.1 鹽析條件的確定
鹽析步驟
1）發(fā)酵液上清分裝至3支燒杯中，每個(gè)20ml；
2）加硫酸銨至3支燒杯中，對(duì)照25℃硫酸銨飽和度配置表，使其飽和度分別為40%、60%和80%。在加硫酸銨時(shí)需緩慢的加入，同時(shí)不斷的輕柔攪拌（否則局部濃度過(guò)高會(huì)使酶失活）使硫酸銨完全溶解；
3）室溫靜置2h，出現(xiàn)白色沉淀
4）離心，分別取沉淀用少量0.2mol/LpH6.8 PBS緩沖液回溶。
4.透析脫鹽濃縮
4.1 透析膜前處理
透析袋的預(yù)處理方法：
1）將透析袋剪成合適的長(zhǎng)度；
2）在一只250 mL的玻璃燒杯中，加入200 mL的透析袋處理液，微波爐中預(yù)熱；
3）將透析袋裝入其中，電爐上煮沸10 min；
4）用蒸餾水徹底洗滌；
5）蒸餾水中煮10 min；
6）冷卻后4℃存放，存放過(guò)程中透析袋應(yīng)完全放入0.02mol/L磷酸酸緩沖液（pH7.0）中
7 用細(xì)線扎緊透析袋一端，注入清水檢驗(yàn)不漏后加入不超過(guò)透析袋體積1/2的須透析溶液。
4.2 操作
1 沉淀用少量0.2mol/LpH6.8 PBS緩沖液回溶，移入透析袋中，經(jīng)透析膜袋在20倍量0.02mol/L磷酸緩沖液（pH7.0）中在室溫，36h透析脫鹽（每過(guò)6h換一次透析液).
2 取各梯度脫鹽沉淀5ml 8000r/min離心20min，取上清測(cè)酶活。（沉淀為變性蛋白質(zhì)酶活很低。）
5.酶活力的測(cè)定
參照實(shí)驗(yàn)三中的酶活測(cè)定。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
粗酶液 540nm 0.291 0.314
鹽析40%60% 80%
1.221 2.708 1.456
七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告
1.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
（1）測(cè)定粗酶液酶活；
粗酶液 540nm 0.291 0.314 （取平均值)
酶活力9.705
（2）測(cè)定透析后酶液的酶活力
40%60% 80%
540nm吸光度 1.221 2.708 1.456
酶活力36.63 81.24 43.68
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
通過(guò)比較可知 在硫酸銨飽和度為 60%時(shí)分離純化淀粉酶酶活力最高。經(jīng)鹽析，透析除鹽后酶活力大大提高純化后的酶活力約為粗酶活力的4~9倍。
八、注意事項(xiàng)
（1）硫酸銨飽和度計(jì)算及加入方式：在分段鹽析時(shí)，加鹽濃度一般以飽和度表示，所需達(dá)到飽和度較高而溶液的體積又不再過(guò)分增大時(shí)，可直接加固體硫酸銨，其加入量見(jiàn)附表。注意看清是25℃硫酸銨飽和度表
（2）清洗透析袋內(nèi)外時(shí)，操作過(guò)程中應(yīng)使用鑷子或戴手套；
（3）蛋白質(zhì)溶液用透析法去鹽時(shí)，正負(fù)離子透過(guò)半透膜的速度不同。以硫酸銨為例，NH4＋的透出較快.在透析過(guò)程中膜內(nèi)SO42-剩余而生成H2SO4，而使膜內(nèi)蛋白
質(zhì)溶液呈酸性，足以達(dá)到使蛋白質(zhì)變性的酸度，因此在用鹽析法純化蛋白質(zhì)做透析去鹽時(shí)，開(kāi)始應(yīng)用0.1M的NH4OH透析，或者用緩沖液配制蛋白溶液。
降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)設(shè)計(jì)11
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知識(shí)目標(biāo):說(shuō)明酶在細(xì)胞代謝中的特性。
2.能力目標(biāo):進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)和探究，學(xué)會(huì)控制自變量，觀察和檢測(cè)因變量變化以及設(shè)置對(duì)照組。
3.情感態(tài)度價(jià)值觀:養(yǎng)成勇于質(zhì)疑、自主探究、合作學(xué)習(xí)的科學(xué)探究精神;培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會(huì)科技發(fā)展和學(xué)以致用的意識(shí)。
【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】
1. 教學(xué)重點(diǎn)：說(shuō)明酶的特性。
2.難點(diǎn)：酶的特性探究、實(shí)驗(yàn)中控制變量的科學(xué)方法。
【教學(xué)方法】
探究式教學(xué)法，講授法，演示法。
【課時(shí)安排】
1課時(shí)
【教學(xué)過(guò)程】
【導(dǎo)入】
讓學(xué)生觀看視頻：“生物酶牙膏”的廣告，并展示課前找到的生活中所用的加酶產(chǎn)品。教師總結(jié)導(dǎo)入新課：酶已悄悄融入到我們的日常生活中，它的應(yīng)用如此廣泛肯定跟其特性有密切聯(lián)系。那么它究竟有什么特性呢?讓我們來(lái)一起研究吧。
(一)酶具有高效性
教師：引導(dǎo)學(xué)生回憶“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn)，從這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)憧梢缘贸鍪裁唇Y(jié)論?
學(xué)生：過(guò)氧化氫酶的催化效率比Fe3+高許多，說(shuō)明酶具有高效性。
教師：大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的107-1013倍;正是因?yàn)槊傅倪@一特性才使其在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用：如在洗衣粉中加入0.2%-0.5%的酶制成合成洗滌劑——加酶洗衣粉，其去污能力大大增強(qiáng)。
設(shè)疑:酶還有什么特點(diǎn)呢?
(二)酶具有專一性
教師出示資料：
無(wú)機(jī)催化劑催化的化學(xué)反應(yīng)的范圍比較廣，比如酸既能催化蛋白質(zhì)的水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉的水解;
多酶片是消化酶制劑，常用于治療消化不良癥，每片含胃蛋白酶不得少于48單位，含胰蛋白酶不得少于160單位，含胰淀粉酶不得少于1900單位，含胰脂肪酶不得少于200單位。
學(xué)生閱讀后，討論回答：
為什么許多加酶產(chǎn)品中的酶有多種類型?這說(shuō)明酶還有什么特性?
學(xué)生：酶還具有專一性。
教師：專一性的具體含義是什么?
學(xué)生：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。
教師肯定學(xué)生的回答，并舉例解釋酶的專一性。
知識(shí)應(yīng)用：小方早晨起來(lái)發(fā)現(xiàn)昨晚塞進(jìn)牙縫里的瘦肉絲依然存在，為什么瘦肉絲還沒(méi)被分解呢?
學(xué)生：……。
教師進(jìn)一步設(shè)疑：許多無(wú)機(jī)催化劑能在高溫、高壓、強(qiáng)酸或者強(qiáng)堿條件下催化化學(xué)反應(yīng)，酶起催化作用需要怎樣的條件呢?引入探究課題： “影響酶活性的條件”，酶活性就是指酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率。
(三)酶的作用條件較溫和
由學(xué)生閱讀加酶洗衣粉背面的使用說(shuō)明：用溫水浸泡后洗滌效果更佳。
教師：通過(guò)這個(gè)現(xiàn)象，你能提出什么問(wèn)題?
學(xué)生：溫度會(huì)影響酶的活性嗎?
教師：請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)作出假設(shè)。
學(xué)生：酶的活性可能受溫度的影響。
教師：如何檢驗(yàn)做出的假設(shè)是否正確呢?
學(xué)生：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。
教師：大家說(shuō)的很對(duì)。接下來(lái)就請(qǐng)大家分組討論，設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)方案的。
用幻燈片展示實(shí)驗(yàn)材料及用具，讓學(xué)生6-8人為一組，根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料及用具討論詳細(xì)實(shí)驗(yàn)方案并將討論的結(jié)果記錄下來(lái)。期間教師可根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況給予適當(dāng)提示：該實(shí)驗(yàn)中的自變量是什么?如何控制?因變量是什么?如何檢測(cè)?
討論結(jié)束后教師可選擇其中有典型錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)方案分析，引導(dǎo)學(xué)生討論、質(zhì)疑并尋找錯(cuò)誤，最終完善該實(shí)驗(yàn)方案。
請(qǐng)學(xué)生根據(jù)此實(shí)驗(yàn)結(jié)論嘗試構(gòu)建數(shù)學(xué)模型：繪制溫度影響酶的活性函數(shù)曲線，并用語(yǔ)言來(lái)描述溫度變化與酶活性的關(guān)系。
知識(shí)應(yīng)用：水果、蔬菜在冰箱中保鮮的原理是什么?
學(xué)生：……。
教師出示資料：
經(jīng)測(cè)定，唾液的pH為6.2—7.4,胃液的pH為0.9—1.5，小腸液的pH為7.6。
口腔溫度和體溫差不多，那么當(dāng)我們口腔中的唾液淀粉酶進(jìn)入胃中以后，唾液淀粉酶還具有催化淀粉分解的功能嗎?胃中的蛋白酶隨食糜進(jìn)入小腸后還具有催化功能嗎?
由學(xué)生做出猜想后，教師引導(dǎo)學(xué)生把問(wèn)題轉(zhuǎn)換成“pH能不能影響到酶的活性”。請(qǐng)大家在課下設(shè)計(jì)“pH對(duì)酶活性影響”的實(shí)驗(yàn)方案，并去實(shí)驗(yàn)室按照預(yù)定的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
通過(guò)理論分析及實(shí)驗(yàn)的預(yù)期結(jié)果，我們知道了酶的催化作用一般要在溫和的條件下進(jìn)行，這就是酶的第三個(gè)特性：酶的作用條件較溫和。
總結(jié)：
今天我們主要學(xué)習(xí)了酶的三個(gè)特性：高效性、專一性及酶的作用條件較溫和，同時(shí)還一起設(shè)計(jì)了“溫度對(duì)酶活性的影響”的實(shí)驗(yàn)方案。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中一定要控制好變量，避免無(wú)關(guān)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾，這樣才能得出正確的結(jié)果及結(jié)論。
【板書設(shè)計(jì)】
酶的特性
一、高效性
二、專一性
三、酶的作用條件溫和
降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)設(shè)計(jì)12
一、教材分析
本節(jié)課主要講述酶在生物新陳代謝中的重要作用及其生理特性,教材對(duì)酶的本質(zhì)和特性作了重點(diǎn)介紹。本章本節(jié)課內(nèi)容是高二生物教材的重難點(diǎn)內(nèi)容。自然界中的一切生命現(xiàn)象皆與酶的活動(dòng)有關(guān)。在本章節(jié)中通過(guò)探索驗(yàn)證酶的特性的教學(xué)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生建立科學(xué)的思維方法和研究精神。
二、教學(xué)目標(biāo)：
1、知識(shí)目標(biāo)：學(xué)會(huì)控制自變量，觀察和檢測(cè)因變量的變化及設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。
2、能力目標(biāo)：學(xué)會(huì)用準(zhǔn)確的語(yǔ)言闡明實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果。
概述溫度和pH影響酶的活性。
4、情感態(tài)度價(jià)值觀：體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程,領(lǐng)悟科學(xué)探究方法，體現(xiàn)團(tuán)隊(duì)合作精神。
三、教學(xué)難點(diǎn)：
確定和控制對(duì)照實(shí)驗(yàn)中的自變量和無(wú)關(guān)變量，觀察和檢測(cè)因變量的變化。
四、學(xué)情分析
學(xué)生通過(guò)上一節(jié)課的學(xué)習(xí)已經(jīng)有了實(shí)驗(yàn)操作基礎(chǔ)，這節(jié)課的三個(gè)實(shí)驗(yàn)是在前面的基礎(chǔ)上完成的，所以學(xué)生對(duì)此并不陌生。
五、教學(xué)方法
1．實(shí)驗(yàn)法：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解。
2．學(xué)案導(dǎo)學(xué)：見(jiàn)后面的學(xué)案。
3．新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)
六、課前準(zhǔn)備
實(shí)驗(yàn)材料用具的準(zhǔn)備、課件制作、學(xué)生預(yù)習(xí)有關(guān)內(nèi)容
七、課時(shí)安排：1課時(shí)
八、教學(xué)過(guò)程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對(duì)性。
（二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
教師：通過(guò)復(fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容---酶的高效性的實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)入新課。
提問(wèn)：酶的催化效率如此高效，酶能否催化任意一個(gè)化學(xué)反應(yīng)?
（三）合作探究、精講點(diǎn)撥。
探究一：酶的專一性
教師演示“淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用”實(shí)驗(yàn)，學(xué)生邊看邊做此實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察根據(jù)現(xiàn)象可知:淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。說(shuō)明生物體內(nèi)某些酶只能催化某些分子結(jié)構(gòu)相近的物質(zhì)，而不能催化所有物質(zhì)。如二肽酶能水解任意兩種氨基酸組成的二肽。所以，每一種酶只能催化一種或一類化合物。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得出這樣的結(jié)論：酶的催化作用具有專一性。
提問(wèn)：酶所催化的反應(yīng)是不是在任何條件下都能發(fā)揮作用呢？
探究二：溫度和PH值對(duì)酶活動(dòng)的影響
1.實(shí)驗(yàn)分組和實(shí)驗(yàn)材料的選擇
將學(xué)生分組，兩小組探究溫度對(duì)酶活性的影響，另兩組探究pH對(duì)酶活性的影響。
引導(dǎo)學(xué)生對(duì)酶材料進(jìn)行選擇。向?qū)W生展示α—淀粉酶（工業(yè)用酶，適宜溫度60℃），還有新鮮的肝臟研磨液，提問(wèn)：肝臟研磨液里主要包含那種酶？
問(wèn)：如果選用過(guò)氧化氫酶來(lái)探究溫度對(duì)酶的影響，合適不合適？
教師補(bǔ)充：如果我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中設(shè)置高溫條件，溫度不僅會(huì)對(duì)酶的活性產(chǎn)生影響，還會(huì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)本身的速率產(chǎn)生影響。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就不夠嚴(yán)密。建議用α—淀粉酶來(lái)探究溫度對(duì)酶活性的影響，用過(guò)氧化氫酶來(lái)探究PH對(duì)酶活性的影響。
引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所選材料對(duì)要探究的問(wèn)題做出假設(shè)。
指出：控制好變量對(duì)于設(shè)計(jì)一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⒖尚行詮?qiáng)的實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)尤為重要。在大屏幕上列出思考問(wèn)題：
（1）你所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？如何控制？
（2）實(shí)驗(yàn)的因變量是什么？反映因變量的指標(biāo)是？如何對(duì)其指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)？
（3）無(wú)關(guān)變量有哪些？如何進(jìn)行控制？
應(yīng)遵循的原則：對(duì)照原則
單一變量原則
等量原則和控制無(wú)關(guān)變量
2.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和討論
在學(xué)生討論、互評(píng)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出比較合理完善的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，將方案展示如下：
溫度組：
⑴取六支潔凈的試管，分別標(biāo)號(hào)1,2，3，4,5和6。
⑵向1～３號(hào)試管中各加入１ｍｌα—淀粉酶溶液，向４～６號(hào)試管中各加入２ｍｌ淀粉溶液。
⑶將１號(hào)和４號(hào)試管放入０℃冰水浴中，２號(hào)和５號(hào)試管放入６０℃水浴中，３號(hào)和６號(hào)試管放入１００℃沸水浴中，均保溫５分鐘。
⑷分別將置于相同溫度下的兩支試管中的溶液混合均勻，仍然分別在０℃、６０℃、１００℃條件下保溫，讓混合液反應(yīng)５分鐘。
⑸將反應(yīng)后的三支試管取出，分別加入等量碘液，震蕩搖勻，觀察溶液顏色變化，是否變藍(lán)及變藍(lán)程度，記錄下來(lái)。
pH組：
⑴取六支潔凈的試管，分別標(biāo)號(hào)1,2，3，4,5和6。
⑵向1～３號(hào)試管中各加入２ｍｌ肝臟研磨液，向４～６號(hào)試管中各加入２ｍｌH2O2溶液。
⑶向１號(hào)和４號(hào)試管中各加入２滴5%的NaOH溶液，向２號(hào)和５號(hào)試管中各加入２滴蒸餾水，向３號(hào)和６號(hào)試管中各加入２滴5%的鹽酸溶液，靜置２分鐘。
⑷分別將１號(hào)和４號(hào)、２號(hào)和５號(hào)、３號(hào)和６號(hào)試管中的溶液混合，震蕩，觀察混合后的三支試管中氣泡產(chǎn)生的劇烈程度和氣泡生成量的多少，記錄。
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論
如果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，引導(dǎo)學(xué)生共同討論分析、總結(jié)原因。如：
①試劑量取、混合等實(shí)驗(yàn)步驟操作是否規(guī)范;
②在先后取不同試劑時(shí)，量筒有無(wú)清洗干凈；
③在酶與底物混合后，有無(wú)在與混合前相同的條件下給予充分的反應(yīng)時(shí)間。等等。
4.得出結(jié)論
每種酶都有發(fā)揮自己活性的最適溫度和最適pH，當(dāng)溫度過(guò)高或者是過(guò)低，酶的活性都會(huì)下降，且高溫可以使酶永久失活，pH過(guò)酸或者是過(guò)堿，酶的活性也都會(huì)下降。
5.拓展延伸：如果給一個(gè)未知的酶，如何測(cè)定它發(fā)揮活性的最適溫度和最適pH？
（四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)。
教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。
設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)并對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的反饋糾正。（課堂實(shí)錄）
（五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。
完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。
設(shè)計(jì)意圖：布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并對(duì)本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時(shí)批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。
九、板書設(shè)計(jì)
一、酶的專一性
二、酶的作用條件較溫和
十、教學(xué)反思
1、這節(jié)課是根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)“培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”而設(shè)計(jì)的。筆者在本節(jié)課中設(shè)計(jì)了三個(gè)不同方式、不同程度的探究實(shí)驗(yàn)，一個(gè)是實(shí)驗(yàn)錄像的觀察，另一個(gè)是利用課件模擬酶的專一性實(shí)驗(yàn)，第三個(gè)是實(shí)際的實(shí)驗(yàn)探究。第二、第三個(gè)實(shí)驗(yàn)是在學(xué)生已掌握的實(shí)驗(yàn)一的方法后，在進(jìn)一步的思考與討論中開(kāi)展的。目的是做到既關(guān)注知識(shí)結(jié)論，更關(guān)注知識(shí)的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程，突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位。
2、酶的專一性和酶所需的作用條件實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)比較靈活，需要和物質(zhì)鑒定實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，難度較大，宜以課題小組的形式進(jìn)行討論。另外，由于受儀器設(shè)備的限制，對(duì)于酶的催化作用的原理不宜探究過(guò)深。
3、新課標(biāo)的理念，在于突出發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，學(xué)習(xí)的過(guò)程，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維能力。而通過(guò)重現(xiàn)和虛擬手段模擬生命現(xiàn)象，是生物科學(xué)的一種重要研究方法。在本節(jié)課中，通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)操作模擬酶的專一性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程，把抽象復(fù)雜的生命現(xiàn)象，轉(zhuǎn)化為直觀具體、肉眼可見(jiàn)的過(guò)程，既有利于學(xué)生理解掌握，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和與人合作交流的能力。
降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)設(shè)計(jì)13
一、教材分析
新陳代謝是生物體進(jìn)行一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，而新陳代謝的進(jìn)行又離不開(kāi)酶的催化作用，因此，了解酶的作用和本質(zhì)，為理解細(xì)胞中復(fù)雜的生命活動(dòng)的順利進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容還與選修模塊的相關(guān)內(nèi)容有著內(nèi)在聯(lián)系。例如，選修模塊中有關(guān)酶的應(yīng)用等，都是以“酶與代謝”部分的相關(guān)內(nèi)容為基礎(chǔ)的。此外，學(xué)生通過(guò)有關(guān)酶的的探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)獲得的技能，對(duì)進(jìn)一步學(xué)習(xí)生物技術(shù)實(shí)踐等知識(shí)起到保證作用。
二、教學(xué)目標(biāo)
1. 知識(shí)目標(biāo)
（1）、說(shuō)明酶在細(xì)胞代謝中的作用、本質(zhì)。
（2）、闡述細(xì)胞代謝的概念
2. 能力目標(biāo)
（1）、通過(guò)自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生推理、比較、分析、歸納總結(jié)的能力。
（2）、通過(guò)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究，學(xué)會(huì)控制自變量，觀察和檢測(cè)因變量的變化，以及設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)。
（3）、在有關(guān)實(shí)驗(yàn)、資料分析、思考與討論、探究等的問(wèn)題討論中，提高運(yùn)用語(yǔ)言表達(dá)的能力以及分享信息的能力。
3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)
（1）、通過(guò)閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷的觀察、實(shí)驗(yàn)、探索和爭(zhēng)論中前進(jìn)的，認(rèn)同科學(xué)家不僅要繼承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意見(jiàn)中的合理成分，還要具有質(zhì)疑、創(chuàng)新和勇于實(shí)踐的科學(xué)精神和態(tài)度。
（2）、通過(guò)小組間的討論、合作與交流，培養(yǎng)學(xué)生的合作互助精神。
（3）、通過(guò)讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，使學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)研究中的作用和地位；通過(guò)討論酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物科學(xué)技術(shù)與社會(huì)生產(chǎn)、生活的關(guān)系。
三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1、教學(xué)重點(diǎn)：酶的作用、本質(zhì)
2、教學(xué)難點(diǎn)：酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理
四、學(xué)情分析
學(xué)生通過(guò)初三、高一階段化學(xué)的學(xué)習(xí)，對(duì)于純化學(xué)反應(yīng)已比較熟悉，但是對(duì)于細(xì)胞內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)及生物催化劑──酶的認(rèn)識(shí)有限。工業(yè)制氨的化學(xué)反應(yīng)是在高溫高壓并且催化劑作用下進(jìn)行的，細(xì)胞內(nèi)部卻是常溫常壓的溫和狀態(tài)，而細(xì)胞代謝包括一系列的化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行應(yīng)該有生物催化劑──酶的參與，才能使其高效有序的進(jìn)行，由此從學(xué)生熟悉的知識(shí)引入對(duì)酶相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)。
五、教學(xué)方法
1．實(shí)驗(yàn)法：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解。
2．學(xué)案導(dǎo)學(xué)：見(jiàn)后面的學(xué)案。
3．新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)
六、課前準(zhǔn)備
實(shí)驗(yàn)材料用具的準(zhǔn)備、課件制作、學(xué)生預(yù)習(xí)有關(guān)內(nèi)容
七、課時(shí)安排：1課時(shí)
八、教學(xué)過(guò)程
預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑，檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對(duì)性。
導(dǎo)入新課
多媒體展示圖片：多酶片、嫩肉粉、加酶洗衣粉、生物酶牙膏等，并請(qǐng)同學(xué)談?wù)勛约荷钪薪佑|過(guò)的酶還有哪些，談?wù)剬?duì)酶的了解。
降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)設(shè)計(jì)14
一、教材與學(xué)情分析
《酶的作用和本質(zhì)》是高中生物必修一第五章第一節(jié)《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》第一部分內(nèi)容。在必修一第二章第二節(jié)《生命活動(dòng)的主要承擔(dān)著——蛋白質(zhì)》這一節(jié)關(guān)于蛋白質(zhì)的功能中提到：“細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)離不開(kāi)酶的催化作用，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)”。這為過(guò)渡到本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)做了很好的鋪墊。細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝，它離不開(kāi)酶的催化。《酶的作用和本質(zhì)》是第一課時(shí)的內(nèi)容，它將是理解呼吸作用、光合作用等知識(shí)的基礎(chǔ)。本節(jié)從細(xì)胞代謝的概念入手，通過(guò)分析“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn)，引出酶在細(xì)胞代謝中通過(guò)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能發(fā)揮催化作用，并以此實(shí)驗(yàn)為依托，進(jìn)行控制變量的科學(xué)方法的學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)控制變量法，不僅有方法論意義，而且在科學(xué)研究中有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)科學(xué)家對(duì)發(fā)酵現(xiàn)象和酶研究的相關(guān)資料分析，探索酶的本質(zhì)。這些資料告訴我們，酶的研究經(jīng)歷了近70年的漫長(zhǎng)過(guò)程，經(jīng)過(guò)眾多科學(xué)家的不懈努力，才揭示了酶的本質(zhì)。這不只是向人們講述了一段科學(xué)發(fā)展史，更重要的是把科學(xué)家的獻(xiàn)身精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度呈現(xiàn)給我們，給我們以啟迪和教益。
學(xué)生在生活中經(jīng)常會(huì)接觸到一些與酶有關(guān)的生活必須品，比如加酶洗衣粉、多酶片、含酶牙膏等，酶與我們的生活息息相關(guān)，但是學(xué)生對(duì)酶的認(rèn)識(shí)有限，不知道為什么加酶洗衣粉比普通洗衣粉去污力更強(qiáng)；為什么多酶片可以促進(jìn)消化……所以我們應(yīng)該讓學(xué)生更多的了解酶，了解酶的作用和本質(zhì)，使酶為我們的生活增添更多姿彩。
二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1．教學(xué)重點(diǎn)
（1）酶的作用和本質(zhì)
（2）控制變量法的科學(xué)應(yīng)用
確立依據(jù)：酶的作用和本質(zhì)是本節(jié)的核心內(nèi)容，因此確定為教學(xué)重點(diǎn)。教材以“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)為依托，介紹控制變量的科學(xué)方法，如對(duì)照原則、單一變量原則。這一科學(xué)方法將貫穿人教版高中生物教材必修部分的始終，因此將控制變量的科學(xué)方法確定為本節(jié)的第二教學(xué)重點(diǎn)，同時(shí)也是教學(xué)難點(diǎn)之一。
2．教學(xué)難點(diǎn)
（1）酶的作用機(jī)理是顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能
（2）控制變量法的科學(xué)應(yīng)用
確立依據(jù)：活化能是本節(jié)新接觸到的一個(gè)概念，學(xué)生在理解了該概念以后，就要用這一概念理解酶的作用原理，這部分內(nèi)容陌生而抽象，所以把它確立為另一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)。
三、教學(xué)目標(biāo)
在課程標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)本節(jié)提出的具體要求是Ⅱ級(jí)要求，即“理解所列知識(shí)和其他相關(guān)知識(shí)之間的聯(lián)系和區(qū)別，并能在較復(fù)雜的情境中綜合運(yùn)用其進(jìn)行分析、判斷、推理和評(píng)價(jià)”。
1．知識(shí)與技能目標(biāo)
（1）說(shuō)出酶在細(xì)胞代謝中的作用和酶的化學(xué)本質(zhì)；
（2）了解科學(xué)家研究酶的化學(xué)本質(zhì)的歷程；
（3）根據(jù)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)對(duì)生活中所遇到的相關(guān)現(xiàn)象作出科學(xué)的解釋。
2．過(guò)程與方法目標(biāo)
根據(jù)對(duì)照原則和單一變量原則，通過(guò)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和親自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生學(xué)會(huì)設(shè)置自變量，觀察因變量的變化，來(lái)設(shè)計(jì)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。進(jìn)而初步學(xué)會(huì)控制變量法，在實(shí)驗(yàn)中學(xué)會(huì)操作，觀察現(xiàn)象、分析現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)推理得出結(jié)論。
3．情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)
（1）通過(guò)科學(xué)家對(duì)酶本質(zhì)的探索歷程的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)科學(xué)是在不斷地探索與爭(zhēng)論中前進(jìn)的，感受科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性，學(xué)習(xí)科學(xué)家們追求真理，不屈不撓的獻(xiàn)身精神；
（2）認(rèn)識(shí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的價(jià)值，養(yǎng)成科學(xué)猜測(cè)的習(xí)慣。
四、教學(xué)方法
這一節(jié)我采用的是探究式教學(xué)法，酶的本質(zhì)放手讓學(xué)生閱讀“資料分析”，小組討論歸納總結(jié)出酶的較完整定義，以此促進(jìn)學(xué)生在探究的過(guò)程中主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)。提供給學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本流程，分組探究分析“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn)，并找出變量學(xué)會(huì)控制變量，同時(shí)引入活化能的概念，再通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析、探討，引導(dǎo)學(xué)生自己得出酶的作用及作用機(jī)理；在教學(xué)過(guò)程中，運(yùn)用多媒體輔助教學(xué)。
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