生物：3.3《酶》教案（浙科版必修1）

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第三节 酶
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一、教学目标
【知识目标】
1．描述酶的发现过程。
2．举例说明酶是生物催化剂
3．说明酶的催化活性极高。
4．说明酶有专一性。
5．分析酶的催化作用受许多因素的影响。
【能力目标】
在引导学生分析生物酶的概念，探究酶的特性，探究影响酶活性因素的过程中，初步训练学生的逻辑思维能力，分析实验现象能力及设计实验的能力。
【情感态度与价值观】
通过学生交流探讨酶的发现过程，领悟生物实验在生物学研究中的作用地位；通过讨论分析酶在生产、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；体会科学、技术、社会之间相互促进的关系，进而体会研究生命科学价值的教育。
二、教材分析
【教材的地位作用】
酶的发现这部分内容，教材中是将酶的概念和酶的发现史联系起来讲述，比较突出的体现了科学实验导致科学发展这一观点，对此教师应当明确指出。自然界中的一切生命现象都与酶的活动有关系。生物体内全部的生物化学反应，都是在酶的催化作用下进行的。基于这点，酶和教材后面的光合作用、呼吸作用联系紧密。酶的化学成分与第一章第二节有关蛋白质和核酸的知识相关，所以本节教材有承前启后的作用。
【教学重难点】
1．教学重点：酶的概念；酶的催化作用具有高效性、专一性和需要适宜条件的特点。
2．教学难点：组织和引导学生完成酶具有高效性、专一性的实验。
【建议课时】
本节内容建议安排2课时。
三、学情分析
学生在初中阶段已经学习过多种消化酶在食物的化学性消化中的作用，关于酶的概念以及催化作用具有高效性的特点，学生具有初步的印象。酶的专一性、酶活性的影响因素的实验探究，学生设计实验、主动探究，理解及操作上可能会有相应的难度；如何通过对比、归纳以及联系酶在生活中的应用，认识代谢与酶的密切关系，从而由感性认知上升到理性认知，是学生在学习上的另一困难之处。另外，本节课有较多的资料、图表及课外阅读，学生如何分析阅读，需要较强的理解、分析、驾驭信息的能力。
四、教学设计
【设计思路】
酶的概念是本节的重点。在本节教学中如何组织学生有效完成提问、讨论、分析、验证、归纳、总结是成功关键。
生命体随时随刻发生着数量巨大的生物化学反应，同时又是一个稳定的，开放的系统。细胞中发生的各种化学反应不可能在高温、高压、强酸、强碱等条件下进行，而必须在常温常压、水溶液环境下能快速、有序地进行的，这就要尽可能地降低化学反应能阈，这是新陈代谢为什么离不开生物催化剂酶的原因。酶的概念和酶的发现可结合一起在让学生讨论，这样可让学生充分体会生产实践和科学实验对科学发展的促进作用。
酶的特性这部分内容，可先组织学生依次完成实验，然后再由学生来讨论和总结。
在组织学生实验、分析、讨论基础上，引导学生分析两个坐标曲线图，让学生概括酶的催化作用需要适宜的温度和pH。
【教学过程】
【第一课时】
教学流程 教师活动 学生活动 教学意图
导入新课 【创设情境】生活中我们和酶是否有过“亲密接触”？（请同学出示课前布置搜集的生活中酶的应用的实例） 出示实例，药品、洗浴品的说明书。 联系生活，引入新课。
讲述新课 一、酶的发现二、酶是生物催化剂三、酶的特性(一)酶的催化活性极高(高效性) (二)酶有专一性 【提问】我们的前人对酶的研究可谓是一波多折，请同学们归纳主要有哪些方面的？【指导交流】酶的化学本质方面的研究；酶的催化机理方面的研究。【讲述】酶的化学本质：科学家首先发现有多种分解淀粉、脂肪、蛋白质的酶；然后（1926，美，萨姆纳）指明酶的蛋白质本质；最后（20世纪80年代）发现极少数酶是RNA。酶的催化机理(认识过程)：认为生化反应与酶无关→酶必须在生物细胞中起作用→只要条件适宜，即可发挥催化作用。【指导交流】请根据以上所说的酶的作用、化学本质，归纳酶的概念。教师适时点拨，组织学生评价，最后归纳。酶是由活细胞产生的具有催化能力的有机物。【师生活动】师生一起分析比较化学催化剂与酶的作用特点。底物+酶→酶-底物复合物→酶+分解产物。【教师活动】提供信息资料和实验材料，引导学生对酶与无机催化剂的催化效率的比较。资料一：过氧化氢可被无机催化剂二氧化锰分解为水和氧气；在体内可被过氧化氢酶分解为水和氧气。资料二：过氧化氢酶可从动植物体内获得——新鲜动物肝脏或新鲜的马铃薯。实验材料：过氧化氢溶液、动物肝脏研磨液(或马铃薯块茎小块)、二氧化锰、卫生香等。【教师活动】让学生上台帮助教师完成演示实验；教师提醒学生注意实验设计原则：可重复性、可操作性、对照、控制单一变量……；引导学生利用不同的实验材料进行实验探究。结论：1、与无机催化剂相比，过氧化氢酶的催化效率要高许多；2、动物肝脏中的过氧化氢酶的活性比马铃薯中的强。【教师补充讲解】1、一般的说，酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍，这是酶的高效性；2、鼓励学生提出新的问题；鼓励学生设计其他实验，证明酶具有高效性。【教师活动】提供实验材料，引导学生进行实验探究：一种酶能催化各种生化反应吗 1、先让学生按实验方案进行实验；2、利用实验保温的空余时间，组织学生对实验方案进行分析讨论，如引导学生分析几次水浴的目的差异，分析本尼迪特试剂的作用等；3、评价学生的实验情况，随时指出存在的问题。4、得出结论：①有红黄色沉淀出现说明有还原糖产生；②淀粉酶只能水解淀粉，蔗糖酶只能水解蔗糖。【补充讲解】生物体每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应，这就是酶的专一性。 阅读教材，小组讨论、交流、比较，最后得出结论。阅读、分析、讨论、回答。阅读、分析、讨论、回答。阅读实验方案，对实验方案中的相关内容进行分析讨论。观察实验现象，分析实验结果，得出实验结论。阅读实验方案，按方案进行探究实验。对实验方案中的相关内容进行分析讨论。观测实验现象，分析实验结果，得出实验结论。 提出问题，引起思考。指导学生阅读，培养获取、整合信息能力。分析、讨论发散思维。或将演示改为学生实验。培养学生分析、归纳、设计与总结的能力。
【第二课时】
教学流程 教师活动 学生活动 教学意图
(三)酶的作用受许多因素的影响 【教师活动】提供信息资料，引导学生分析、探究影响酶的活性的因素。资料一：实验证明：用加酶洗衣粉洗衣时，温水的洗涤效果比冷水好；资料二：人患感冒时，常常不思饮食，为什么？资料三：酶的名称 适宜pH 1 过氧化氢酶（肝） 6.8 2 唾液淀粉酶 6.8 3 胃蛋白酶 1.5~2.2 4 胰蛋白酶 8.0~9.0 5 肠脂肪酶 8.3【假设】1、酶的催化效率可能受温度影响；2、不同酶需要不同的pH条件，如果pH不适宜，可能会影响酶的催化效率。【教师活动】投影酶的活性受温度和pH影响的图像，引导学生分析教材中的图3-11、图3-13曲线，利用图像表达酶的活性与温度和pH的关系。【讲解】低温虽然使酶的活性降低，但是酶的分子结构没有破坏，酶的活性在适宜的温度下，可以恢复；而高温会破坏酶的分子结构，导致酶失活。【小结】引导学生小结酶作为生物催化剂的特点：高效性、专一性，需要适宜的条件；酶除了具有本身的特性外，还有一般催化剂的特点：反应前后，酶的性质、质量不变。 联系酶的化学本质思考分析、小组讨论、提出假设。阅读、分析、讨论。 结合化学基础知识，组织学生讨论，分析，启发学生深入理解酶促反应的实质。培养学生分析、归纳的能力。
【教师活动】1、先组织学生对探究pH对过氧化氢酶的影响的实验方案进行分析、讨论，弄清操作要求；2、组织学生按实验方案进行实验；3、评价学生的实验情况，随时指出存在的问题。4、分析实验数据，根据实验结果得出结论。【教师活动】1、结合上述实验，指导学生设计探究温度对酶活性的影响实验方案；2、分析学生设计方案、评价学生的设计方案，与学生一起完善实验方案。 分析讨论实验方案，按实验方案开展实验探究。记录实验结果、分析实验数据、得出实验结论。设计实验，讨论设计方案，完善设计方案。
【反馈检测】
1、常温常压下，要使过氧化氢溶液迅速放出大量的氧气，应投入 ( )
A．新鲜猪肝 B．煮熟猪肝 C．冰冻猪肝 D．生锈铁钉
2、在测定胃蛋白酶活性时，并溶液pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将（ ）
A．不断上升 B．没有变化 C．先升后降 D．先降后升
3、能促使唾液淀粉酶水解的酶是（ ）
A．淀粉酶 B．蛋白酶 C．脂肪酶 D．麦芽糖酶
4、酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明（ ）
A．酶是由活细胞产生的 B．酶是生物催化剂
C．绝大多数酶的化学本质是蛋白质 D．酶的基本组成单位是多肽
5、同一体内的各种活细胞所含酶的（ ）
A．种类有差异，数量相同 B．种类有差异，数量不同
C．种类无差异，数量相同 D．种类无差异，数量不同
参考答案：1、A 2、B 3、B 4、C 5、B
五、相关链接
1．酶是什么？
酶的化学本质。一般地说，酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质。一些RNA分子也具有酶的催化作用。所以，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
具有酶活性的蛋白分为简单蛋白和结合蛋白。所谓简单蛋白类的酶只有蛋白质成分，不含其他物质，如胃蛋白酶。结合蛋白类的酶，由蛋白质和辅因子组成全酶（即全酶=酶蛋白+辅因子）。公式中的酶蛋白就是组成这类酶的蛋白质部分。辅因子是与酶蛋白结合的小分子部分，包括辅酶或辅基，辅酶是那些与酶蛋白结合得比较松的部分，而与酶蛋白结合得比较紧的部分就是辅基。
根据酶的催化反应类型可把酶分成以下六大类：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、合成酶。
酶作用的特性。生物体内各种化学反应，几乎都是由酶催化的。酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做底物，经反应生成的物质叫做产物。跟其他催化剂一样，酶只促进反应，提高反应速度，而它本身的性质和数量在反应前后都不变。酶跟一般催化剂不同的是：
①易变性：酶是蛋白质，会被过热、强酸、强碱等因素破坏；
②专一性：任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物，这叫做酶对底物的专一性；
③反应条件温和：酶促反应在常温、常压、生理pH条件下进行；
④催化效率高：酶的催化率比一般催化剂高107～1013倍；
⑤酶有活性部分：酶起催化作用的部分叫活性基团，在形成“酶-底物”复合物后，它就跟底物分子作用。
影响酶作用的因素。酶的催化作用，受到温度、pH和某些化合物等因素的影响。
2．酶在代谢中的作用
化学家研究人体内的代谢反应是从研究酵母怎样把糖转变成乙醇（酿酒过程）开始的，他们发现是酵母中的酶使糖变成乙醇。动物细胞中的酶使糖代谢的过程与酵母略有不同，糖不是转化为乙醇，而是转化为乳酸（CH3CHOHCOOH）。在糖变成乳酸的过程中，产生一定的能量，细胞就可利用这些能量。乳酸进一步分解，变成二氧化碳和水，在这一反应中需要消耗氧气，但反应产生的能量比葡萄糖转化为乳酸的反应要多得多。
在糖的代谢过程中，还形成了某些磷酸的化合物，磷酸的化合物和其他部分连结起来的化学键里，贮存着很大的能量，这种高能量的磷酸键被交给了细胞中的能量载体，例如三磷酸腺苷。当人体需要能量时，必须使磷酸键发生水解反应，并放出能量，这些能量就会转换成化学能，即用来将氨基酸合成蛋白质，或者将这种能量转换成电能，用来传导神经的冲动，或者将这种能量转换成动能，用来使肌肉收缩。
脂肪的代谢作用是通过辅酶A的催化作用进行的。蛋白质的分解虽然比糖和脂肪复杂一些，但是，它也是通过某些氨基酸酶，把氨基酸分子裂解，最后产生尿素分子。
酶除了在人体代谢中起着重要的作用之外，还可以用于解决未来的食物问题。例如，把二氧化碳气体通入含酶的水中，可生产出糖。酶可以将鱼的碎片制成动物饲料，可以把漏在海面的石油转变为海洋生物的食物，同时也消除了公害。
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