【教案】人教新课标高中生物必修一示范教案3 15页

第1节降低化学反应活化能的酶●从容说课该节主要介绍了酶在细胞代谢中的作用、酶的本质以及酶的3个特性。本节在学生学习过初中生物学的基础上，创设了“问题探讨”的情境——200多年前科学家斯帕兰札尼有关探究鹰消化食物原理的著名实验，引导学生分析和讨论，明确在这个实验过程中酶起了重要作用。那么酶在细胞代谢中有何作用？教材安排了实验来比较过氧化氢在不同条件下分解速率快慢的实验，引导学生自己得出结论，从而切身体会到酶具有很高的催化速率，该实验还介绍了生物实验的常用方法，所以要特别注意理解掌握设计对照实验的原则——单一变量原则（只有一个实验条件不同，其他的实验条件都相同），从而确定实验结果的不同就是有该不同的条件造成的。在学生获得感性知识的基础上，教材利用卡通式插图、图解和文字叙述，指出酶能够显著降低化学反应所需的活化能。这种编排有助于引导学生学会确认和控制变量，有助于培养学生的科学探究能力。关于酶的化学本质，教材没有平铺直叙地讲述，而是引导学生对有关资料进行分析。需要指出的是，巴斯德和李比希等科学家的观点都有正确的成分，但限于各种原因又都不够全面、准确。随着科学技术的不断进步，后来的科学家对酶的本质不断获得新的研究成果。教材引导学生分析这些资料，这在培养学生继承、创新、实事求是和大胆实践等科学精神和态度方面，都具有重要的教育价值。至于酶的定义，教材要求学生在分析资料后自己进行归纳、总结和完善。这体现出教材在促进学生积极改变学习方式，力求培养学生主动建构知识的编写意图。本节资料分析后面的一段短文，同样是意在结合本节的有关知识，培养学生具备正确的科学精神和态度。关于酶具有高效性，教材是引导学生回忆上一节的实验现象以及联系自己的生活经验后得出的。关于酶具有专一性，教材是通过举实例和打比喻得出的。关于酶的第三个特性，教材设计了一个探究哪些因素影响酶活性的实验，让学生在探究后得出结论。本探究的实验指导提供了相关的背景知识，目的是便于学生提出所需探究的问题。在学生探究的基础上，教材配合两个曲线图，概括出酶的作用条件较温和的结论。本节的“科学·技术·社会”，通过多个侧面，体现出酶与人类生活的密切关系，从而进一步开阔学生的眼界。●三维目标1.知识与技能（1）细胞代谢的概念。（2）酶的作用和本质。（3）酶的特性。（4）提高学生观察、分析、判断的思维能力，提高学生的实验操作能力。2.过程与方法（1）通过本节课教学，让学生进行有关的实验和探索，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。（2）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；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。（3）在实验能力提高的基础上，提高学生运用语言表达的能力和分享信息、分享实验成果的能力。3.情感态度与价值观（1）通过学习生物学家研究酶的本质的过程，激励学生学习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。精品学习资料可选择pdf第1页，共15页-----------------------\n（2）通过实验探究影响酶活性的条件，培养学生的探索精神、创新精神和合作精神。●教学重点1.比较过氧化氢酶在不同条件下分解速率快慢的实验，并引导学生得出结论——酶的高效催化作用（酶的作用）。2.酶的本质。3.酶的特性。●教学难点1.酶的活化能降低的原理。2.实验中控制变量的科学方法。●教具准备酶活性受温度、pH影响的示意图。●课时安排3课时第一课时酶的作用●教学过程［课前准备］教师准备实验器材，并设计好观察记录表；学生预习实验，掌握实验的原理并设计好实验的过程。［情境创设］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：1783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。［师生互动］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。问：（3）进行肉类消化的过程的条件是怎样的？答：进行分解肉的反应是在一种极温和的条件下进行的。问：（4）在实验室中能否也能让肉分解？能的话需要怎样的条件？答：实验室也能进行肉的分解，但是比起在生物体中来说，需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈的条件才能进行。总结：对于一个生物体来说要进行的生理活动非常之多，构成生物体的每一个细胞内的物质需要不断地合成与分解，不断地处于自我更新的状态，而这种自我更新的过程完全依赖于细胞内发生的生物化学反应，每一个化学反应都伴随着能量的变化。细胞中全部有序的化学变化的总称就叫细胞代谢。细胞生存的条件是很温和的，那么细胞内数量如此巨大的生物化学反应如何在常温、常压、水溶液环境、pH接近中性的条件下，迅速高效地进行呢？在化学反应中有没有提高化学反应的方法呢？精品学习资料可选择pdf第2页，共15页-----------------------\n过氧化氢在不同条件下的分解实验前介绍：动植物在代谢中产生的过氧化氢，对机体是有毒的。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毒。铁离子也可催化这一反应。2H2O2H2O＋O2问：如何获得过氧化氢酶？答：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。按以下实验步骤来进行实验：试管编号12343＋实验原理过氧化氢在高温或Fe或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气第一步每支试管各加入2mL3%的H2O2溶液用滴管加2滴质量用滴管加2滴第二步90℃热水浴分数为20%肝脏研3.5%FeCl3溶液磨液观察观察气泡冒出情况，并记录现象无较多较多很多将点燃的卫生香没变化火头变亮火头变亮复燃放在液面上没有生原因生成了少量氧气生成了少量氧气生成了大量氧气成氧气结论酶的催化效率比无机催化剂的催化作用更显著对上述实验进行分析，对照实验的特点。问：上述实验分成了1、2、3、4号四支试管，哪些是四支试管共同的条件？两两比较不同的条件有几个？答：共同点：都在试管中加入2mLH2O2溶液，都在相同的压力下进行。不同点：1和2：只有温度不同；1和3：3多了2滴FeCl3溶液；1和4：4多了2滴肝脏研磨液；3和4：加入的催化剂不同。问：1号试管没有加任何试剂，它起的作用是什么？答：它起的是对照的作用。结论：进行该实验的其他因素相同，而只有其中某一因素不同，观察其对实验结果的影响。如果结果不同，那么影响该结果的就是这一不同的因素。在上述实验3试管和4试管只有加入的催化剂不同，那么该实验的结果3放的氧气少，4放出氧气多就是因为加入到4号催化剂的催化效率比加入到3号的高。即酶具有高效性。问：2和4试管现象基本相同，能否在生物体中也利用2的方法来解毒？答：不能。加热到这样的温度会造成生物的细胞死亡。问：能否用同一滴管给3和4试管加FeCl3溶液和肝脏研磨液？答：不能。共用滴管会让肝脏研磨液（或FeCl3溶液）残留在滴管内，难以判断出过氧化氢的分解是哪种滴加液的作用，影响实验结果的准确。精品学习资料可选择pdf第3页，共15页-----------------------\n问：为何酶的催化效率会比无机催化剂更高呢？答：酶降低了活化能。活化能就是分子从常态转化变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。活化能越大，反应就越不容易进行，反之就容易进行。［教师精讲］在生物体中，生物体内的化学反应每时每刻进行着。以人为例：据估计人体细胞内每分钟大约要发生几百万次的化学反应，这么多的化学反应能在人体中顺利而迅速地完成，完全是靠酶的催化作用。它和无机催化剂相比，具有更高的催化效率。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。［评价反馈］1.选用新鲜肝脏来比较过氧化氢在不同的条件下分解的实验，是因为新鲜的肝脏中A.含Fe离子多B.含酶的种类多C.温度高D.过氧化氢酶多且活性高2.在医院常用双氧水作为身体出现小伤口的消毒用药，能观察到什么现象吗？试解释该现象。参考答案：1.D2.能看到伤口有气泡产生。原因是人体细胞中产生的酶将双氧水分解成了水和氧气。［课堂小结］［布置作业］1.查资料：催化剂之所以能加快化学反应，它的作用原理是什么？2.预习P81的资料分析，说出酶的研究过程。从这些过程中你得到了什么启示？［课后拓展］1.酶—底物复合物的形成及诱导契合假说酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。这一过程为酶－底物结合的诱导契合假说。2.酶促反应的机制（1）邻近效应与定向排列：两种或数种底物分子在酶活性中心聚集、特异结合，使活性中心的底物浓度增加；底物受催化攻击部位对准活性中心的催化基团，可增加催化效率。（2）多元催化：一种酶常兼有酸、碱双重催化作用，发生多个功能基团的协同作用，提高酶的催化效率。（3）表面效应：酶的活性中心提供的疏水环境可排除水分子对各功能基团的干扰性吸引或排斥，防止底物与酶之间形成水化膜，利于酶与底物结合。●板书设计第5章细胞的能量供应和利用精品学习资料可选择pdf第4页，共15页-----------------------\n第1节降低化学反应活化能的酶第一课时酶的作用细胞代谢：细胞内全部的化学反应。酶的作用：降低活化能更显著，催化效率更高。●习题详解一、问题探讨（课本P78）1.这个实验要解决的问题是：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化。2.是胃内的化学物质——酶将肉块分解了。3.收集胃内的化学物质，将肉块放入这些物质中，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。二、本节聚焦（课本P78）1.因为细胞内每时每刻都进行着大量的生化反应，而这些反应都需要在相对温和的条件下进行，只有酶才能满足这样的要求。2.绝大多数酶都是蛋白质，它是活细胞产生的具有催化作用的有机物。3.通过实验来进行研究。其中有重要贡献的科学家有巴斯德、李比希、毕希那、切赫等。三、实验（课本P79）1.2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。2.不能。3＋3.说明FeCl3中的Fe和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。3＋4.4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。●备课资料1.活化能非活化分子转变为活化分子所需吸收的能量。温度对反应速率有显著影响。在多数情况下，其定量规律可由阿伦尼乌斯公式来描述：－E/RTκ=Ae（1）式中κ为反应的速率系（常）数；E和A分别称为活化能和指前因子，是化学动力学中极重要的两个参数；R为摩尔气体常数；T为热力学温度。对于更为复杂的描述κ与T的关系式中，活化能E定义为：2E=RT（dlnκ/dT）（2）在元反应中，并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生反应。S.A.阿伦尼乌斯认为，只有“活化分子”之间的碰撞才能发生反应，而活化分子的平均能量与反应物分子平均能量的差值即为活化能。近代反应速率理论进一步指出，两个分子发生反应时必须经过一个过渡态——活化络合物，过渡态具有比反应物分子和产物分子都要高的势能，互撞的反应物分子必须具有较高的能量足以克服反应势能垒，才能形成过渡态而发生反应，此即活化能的本质。2.降低反应的活化能（activationenergy）原理的假说（1）中间产物学说在酶催化的反应中，第一步是酶与底物形成酶－底物中间复合物。当底物分子在酶作用下发生化学变化后，中间复合物再分解成产物和酶。E＋SE－SP＋E许多实验事实证明了E－S复合物的存在。E－S复合物形成的速率与酶和底物的性质有关。电子显微镜的观察结果、X射线晶体结构分析、酶与底物反应前后光谱特性分析、酶的溶解度变化、酶与底物的共沉降，获得E－S复合物结晶都可证明中间产物的存在。精品学习资料可选择pdf第5页，共15页-----------------------\n（2）邻近效应（proximityeffect）和定向效应（orientationeffect）邻近效应在酶促反应中，由于酶和底物分子之间的亲和性，底物分子有向酶的活性中心靠近的趋势，最终结合到酶的活性中心，使底物在酶活性中心的有效浓度大大增加的效应。定向效应：当专一性底物向酶活性中心靠近时，会诱导酶分子构象发生改变，使酶活性中心的相关基团和底物的反应基团正确定向排列，同时使反应基团之间的分子轨道以正确方向严格定位，使酶促反应易于进行。以上两种效应使酶具有高效率和专一性特点。（3）酶使底物分子中的敏感键发生变形（distortion）酶－底物复合物形成时，酶分子构象发生变化，底物分子也常常受到酶的作用而发生变化，甚至使底物分子发生扭曲变形，从而使底物分子某些键的键能减弱，产生键扭曲，有助于过度态的中间产物形成,从而降低了反应的活化能。（4）多功能催化作用酶的活性中心部位，一般都含有多个起催化作用的基团，这些基团在空间有特殊的排列和取向，可以对底物价键的形变和极化及调整底物基团的位置等起到协同作用，从而使底物达到最佳反应状态。第二课时酶的本质●教学过程［课前准备］教师收集有关酶研究的资料，比如酶工程、酶的分类等。学生整理酶本质探索的基本过程，了解这些科学家所作的重要贡献和基本观点。［情境创设］现在已经知道细胞内的生理活动之所以如此有序地快速进行，酶的作用无可替代，但是19世纪以前，人们对这些所知甚少，人们对酶的认识是科学家不懈努力的结果。［师生互动］巴斯德和李比希观点的比较巴斯德李比希1822～1895（法国）1803～1873（德国）微生物学家、通过显微镜观察化学家，通过对化学变化的研究发现发酵的过程中有酵母菌存在认为糖类变成酒精就是一个化学反应结论：没有活细胞结论：在这个变化过程中，只有细胞糖类不可能变成酒精死亡之后放出了某些物质起了作用问：从巴斯德研究的领域来看，他得出结论的出发点主要是什么？答：巴斯德是微生物学家，他主要强调生物体或细胞的整体作用。问：从李比希研究的领域来看，它得出结论的出发点主要是什么？答：李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。问：他们的争论被哪位科学家的研究成果平息了？答：毕希纳。请分析毕希纳研究的过程（学生活动）。实验：酵母细胞研磨加水搅拌加压过滤含酵母细胞的提取液加入葡萄糖。精品学习资料可选择pdf第6页，共15页-----------------------\n现象：冒出气泡。结论：酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样。酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。问：你认为毕希纳只凭上面的实验能不能说明酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样？答：不能。问：那还应做怎样的实验？答：对照实验。将酵母菌分成两等份，一半直接加入葡萄糖，另一半通过研磨、过滤等过程来进行，观察结果是否一样。问：有人说毕希那的研究成果与前人无关，你同意这样的观点吗？答：不同意。正是由于巴斯德、李比希的研究确定了争论的焦点，使得毕希纳的研究更加具有针对性。虽然已经确定了酶在物质变化中的作用，但酶到底是什么物质仍然是困扰大家的问题。要研究酶是什么物质，首先要得到纯度较高的酶，然后才能作出鉴定。美国科学家萨姆纳在研究酶究竟是什么过程中作出了杰出贡献。萨姆纳的研究过程问：萨姆纳研究哪种酶？是如何确定的？答：脲酶。借助其他科学家的研究，知道刀豆种子中脲酶的含量比较高。问：脲酶提取出了，根据你学过的知识如何证明它就是脲酶，不是细胞中其他的有机物呢？答：在这个实验中首先可以证明是不是蛋白质。用双缩脲试剂这个特有反应来鉴定。然后根据脲酶的特性：尿素氨＋二氧化碳，来判定它不是脲酶。1926年萨姆纳的重要科学研究成果让人们知道脲酶就是蛋白质，后来其他科学家也提取了其他种类的酶，也证明是蛋白质，所以在以后一段较长的时间，人们都认为酶就是蛋白质。问：科学家得出的结论应用的什么方法？答：概括法。问：你能说出当时概括得出这个结论的基本思路吗？答：脲酶是蛋白质，胰蛋白酶也是蛋白质，胃蛋白酶也是蛋白质。人们发现的酶都是蛋白质，所以酶就是蛋白质。问：这样的结论到了20世纪80年代美国科学家的重要发现出现了什么变化？答：美国科学家切赫和奥特曼发现了一种酶，它也有催化功能，但是它是RNA。这样酶的定义就有了发展。即：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少量的是RNA。［教师精讲］酶作为生物催化剂，人们对它的认识经历了较长的时间，从酶究竟是在活细胞中能起作用还是释放出来起作用一直争论到到底是什么物质，每次争论的结果都让人们对酶的认识更深入一步，更加准确，所以可以说酶的本质的发现过程也正是人们认识自然的一个真实写照。［评价反馈］1.细胞内合成酶的主要的场所是A.细胞质B.线粒体C.核糖体D.内质网2.分析上题中能不能说合成酶的场所是核糖体？参考答案：精品学习资料可选择pdf第7页，共15页-----------------------\n1.C2.不能。因为还有少量的酶是RNA，它的合成场所就不在核糖体。［课堂小结］通过对酶本质的发现过程的学习，我们知道酶的本质就是具有催化作用的有机物。酶的本质的发现过程也说明了一个问题，这个科学结论的得出是科学家不断探索、不断进行实验，最终揭示出来的。它是许多科学家共同努力的结果。［布置作业］1.P82一基础题1、2、3。2.预习酶的特性的内容。分小组来设计实验验证酶的专一性和酶要起作用需要温和条件。［课后拓展］通过对酶的研究，证实绝大多数的酶都是蛋白质。酶按照化学组成可分成两类：单纯酶和结合酶，单纯酶就是只有氨基酸组成，不含其他成分。例如：脲酶、胃蛋白酶等。结合酶就是除了蛋白质之外，还含有对热稳定的非蛋白质的小分子物质（如金属离子，也可以是小分子有机物），前者称为酶蛋白，后者称为辅酶。只有两者结合才具有活力。如转氨酶、乳酸脱氢酶都属于此类酶。●板书设计第二课时酶的本质酶本质的发现过程：结论：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数为蛋白质。●习题详解一、练习（课本P82）（一）基础题1.巴斯德：发酵是在整个活细胞参与下进行的。李比希：发酵是细胞中的某些物质参与下进行的，这些物质只有在细胞死亡之后才能释放出来，才能发挥作用。毕希纳：发酵在完整细胞内或不完整细胞下都可进行，说明某些物质可促使物质进行发酵，它在细胞内外的作用相同。萨姆纳：酶是蛋白质。2.（1）细胞代谢就是细胞内全部的化学反应，细胞内每时每刻都在进行大量的化学反应，而这些反应要进行，没有具有极高催化效率的酶是不可能完成的。（2）细胞内的化学反应之所以能在常温常压下迅速进行，也完全依赖酶的催化作用。3.D（绝大多数酶是蛋白质，还有一些酶是RNA等有机物）（二）拓展题1.（1）取将待检测样品少许溶于2mL水中；将该溶液注入试管，并向试管注入双缩脲试剂A液1mL;向试管内注入双缩脲试剂B液4滴，摇匀；观察试管溶液的颜色呈紫色，说明该样品为蛋白质；如不为紫色则不是蛋白质。精品学习资料可选择pdf第8页，共15页-----------------------\n（2）在萨姆纳之前，人们还没有一个好办法来提取和纯化细胞中的酶，当然更谈不上鉴定它了。二、资料分析（课本P81）1.巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的；李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的，但是认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的。2.巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。3.毕希纳的实验说明，酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。4.萨姆纳历时9年用正确的科学方法，将酶提纯出来。他有一种坚持不懈、百折不挠的科学精神。成功属于不畏艰苦的人。5.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少量的酶是RNA。精品学习资料可选择pdf第9页，共15页-----------------------\n●备课资料美国生物化学家萨姆纳（1887～1955）20世纪20年代，萨姆纳相信酶是蛋白质。他从1917年开始用刀豆粉为原料，分离提纯其中的脲酶（刀豆中脲酶多，易于测定）。1926年他成功地分离出一种脲酶活性很强的蛋白质。这是生物化学史上首次得到的结晶酶，也是首次直接证明酶是蛋白质，推动了酶学的发展。1937年他又得到了过氧化氢酶的结晶，还提纯了几种其他的酶。由于脲酶和其他酶的工作，他于1946年获得诺贝尔化学奖。他的著作有《生物化学教本》《酶的化学和方法》（与G.F.萨默斯合著）、《酶－化学及其作用机制》（与K.迈尔巴克共同主编）等，后两种已被译成俄文等其他文字。第三课时酶的特性●教学过程［课前准备］教师准备有关实验的器材和材料（根据学生的设计来提供）。学生预习探究——影响酶活性的条件，以小组为单位设计自己所选做的实验。［情境创设］酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，从物质本质来看它是有机物，不同于无机催化剂，但是它们又有共性，就是都具有催化功能，那么它们的功能是不是完全一样呢？［师生互动］回顾：过氧化氢在不同的条件下的分解。3＋问：过氧化氢（H2O2）在Fe的催化下，可分解成H2O和O2，动物新鲜肝脏中含有的3＋过氧化氢酶也能催化这个反应。如果现在我们想弄清楚Fe与过氧化氢酶，哪一种催化剂的催化效率高，那么，我们应该如何设计这个实验？3＋答：要比较Fe和过氧化氢酶的催化效率，设计实验中的其他条件应该相同，如两支3＋试管中过氧化氢溶液的量应该相同，Fe和动物肝脏也应尽可能同时加入两支试管中。问：上一节我们已经做过实验，试管3和试管4的现象有何不同？从这个实验你可以得出什么结论？答：试管4（加了过氧化氢酶）放出的氧气比试管3（加了无机催化剂）多了许多，过氧化氢酶的催化能力强）3＋过氧化氢酶的催化效率和Fe相比，要高很多。事实上，酶的催化效率一般是无机催713化剂的10～10倍。上述实验说明了酶的一个特性——高效性。酶还具有什么特性呢？让我们继续通过实验来探索。让学生根据自己的选择的材料来进行。问：淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催化下能水解为麦芽糖和葡萄糖，蔗糖在酶的催化下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、果糖、葡萄糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解，应该如何设计这个实验？你又怎么能知道淀粉酶催化了糖的水解呢？（可引导学生复习P17实验）答：设计一个对照实验，分别取两支试管，加入等量的淀粉和蔗糖，然后加入同样的淀粉酶，放在同样的环境（60℃）。精品学习资料可选择pdf第10页，共15页-----------------------\n实验过程总结如下表：淀粉溶液（1号试管）蔗糖溶液（2号试管）淀粉酶能让淀粉水解成还原性淀粉酶不能让蔗糖水解，所以与斐林实验原理糖，还原性糖与斐林试剂反应试剂不能反应生成砖红色沉淀生成砖红色沉淀一试管各加入2mL淀粉溶液试管各加入5mL蔗糖溶液实验二加入淀粉酶2滴，振荡，放在60℃的左右，反应约5min步骤三加斐林试剂→振荡→水浴加热煮沸实验现象蓝色→棕色→砖红色沉淀无变化结论问：哪支试管加入斐林试剂后再加热会出现砖红色的沉淀？答：在加入淀粉的试管中。问：出现砖红色沉淀的原因是什么？答：装有淀粉溶液的试管中出现了还原性糖。问：装有蔗糖溶液的试管中有何现象？答：没有出现砖红色的沉淀。问：实验得出的结论是什么？答：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。上述实验说明了酶具有的又一个特性——专一性。问：根据酶的专一性，催化蔗糖的水解，应该是哪一种酶？答：蔗糖酶。（用实验来验证上述实验现象）从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件，比如淀粉酶要在60℃左右最好，那么我们能不能在低于或高于这个温度下进行这个实验呢？答：在最适温度下，酶的活性最高，低于或高于最适温度时酶的活性都降低。问：能不能设计一个这样的实验，来证明温度会影响酶的活性？答：把淀粉酶放在不同的温度下进行实验。设计实验如下表：淀粉溶液（3号试淀粉溶液（1号试管）淀粉溶液（2号试管）管）淀粉酶能让淀粉水解成还原性糖，还原性糖与斐林试剂反应生成砖红实验原理色沉淀酶只有在合适的温度时候它的催化效率才最大一试管各加入2mL淀粉溶液加入淀粉酶2滴，振荡，加入淀粉酶2滴，振加入淀粉酶2滴，振实验二加热至60℃左右，反应荡，保持20℃左右，荡，加热至100℃步骤约5min反应约5min左右，反应约5min三加斐林试剂→振荡→水浴加热煮沸蓝色→棕色→砖红色实验现象无变化无变化沉淀结论只有在一定温度下酶的催化效率最好介绍右图（P85图5－3）精品学习资料可选择pdf第11页，共15页-----------------------\n图5－1－1温度对酶促反应速度有很大影响，如图5－1－1所示，每种酶都有自己的最适温度。在最适温度的两侧，反应速度都比较低，所以我们看到的是一个钟形的曲线。大部分酶在较高的温度下（如60℃以上）时，会因为酶的分子结构遭到破坏而失去活性。根据这个道理，我们在使用加酶洗衣粉时，用哪种水（如凉水、沸水、温水）浸泡好呢？答：温水。酶的催化效率还能受pH的影响，展示图介绍，科学实验证实，不同的pH条件下测同一种酶的活性，并且根据所得到的数据绘制成曲线图5－1－2。图5－1－2问：pH与酶的活性有什么关系呢？答：在最适的pH下，酶的活性最高。设计实验来验证不同的pH下，酶的活性不同：1号试管2号试管3号试管实验原理过氧化氢酶能使过氧化氢快速分解一试管各加入2mL体积分数为3%的过氧化氢溶液实验二pH为2左右pH为7左右pH为12左右步骤三分别加入过氧化氢酶溶液2滴实验现象（用卫生反应不剧烈，几乎无反应不剧烈，几乎无变化复燃香来检验）变化结论不同的pH下过氧化氢酶的催化效率不同［教师精讲］酶的专一性是普遍存在的，生物体内有些酶能够催化某些分子结构相近的矿物质，如二肽酶，可以催化任何两种氨基酸组成的二肽水解。所以，确切地说，酶的专一性是指一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。精品学习资料可选择pdf第12页，共15页-----------------------\n酶的催化效率的高低与温度有关，它影响酶的活性，进而影响酶的催化效率。酶的催化效率还与pH等条件有关。因为在过酸、过碱的条件下，都会使酶的分子结构遭到破坏而失去恬性。生物催化剂——酶和无机催化剂相比，具有高效性、专一性，并且需要适宜的条件。［评价反馈］1.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是A.所吃食物不能消化B.胃没有排空C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降D.吃药使人没有了胃口2.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是A.pH不适合B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用D.小肠中没有蛋白质可被消化3.苹果削皮之后，不马上吃掉会变色，但是放在盐水中泡一下，却不会变色，试解释为什么会出现这样的现象？答案：1.C2.A削皮后，水果里的酶和水果的物质充分接触，把水果的有机物转变成了褐色的物质。放入盐水中泡一下，使水果中的酶变性，失去了作用，就不会生成褐色的物质了。［课堂小结］酶在细胞中的生理活动过程中的作用是无可代替的，它在催化过程中高效性、专一性和作用条件温和的特点对生物有何重要意义呢？高效性保证细胞中的化学反应快速进行，专一性使细胞代谢有条不紊地进行，作用条件的温和符合生物体存在的基本环境。［布置作业］P86一、基础题1、2、3，二、拓展题1。［课后拓展］酶和一般的催化剂相比，有共同点也有不同点。共同点：（1）都能加快反应进行；（2）只能催化热力学上允许进行的反应，而不能使本来不能进行的反应进行；（3）只能加快反应达到平衡，不能改变达到平衡时反应物和生成物的浓度。不同点：酶的特点就是它的高效性和专一性，而且作用的条件比较温和。●板书设计第三课时酶的特性●习题详解一、练习（课本P86）（一）基础题1.B（唾液淀粉酶是一种蛋白质，所以要水解它只能用蛋白酶）2.B（细胞壁的主要成分是纤维素，所以要去掉它而不损坏内部结构，就只能用水解的方法来进行）3.这个模型中A代表酶，B代表反应物，C和D代表反应产物。该模型说明了酶的专一精品学习资料可选择pdf第13页，共15页-----------------------\n性。酶A专一性和反应物B结合，使B产生了产物C和D。（二）拓展题1.（1）A点：随着反应物浓度的增加（减少），反应速率加快（减慢）；B点：反应速率在此时达到最大值（该点对应的横坐标为最合适浓度）；C点：反应速率不再随反应物浓度的增加而升高。（2）因为图中的曲线表示的是在最适温度下催化的反应速率，所以在A点时温度升高（降低）10℃，则在该浓度下的反应速率就会减小。即纵坐标的值会低于原曲线。如图5－1－3所示。图5－1－3（3）原曲线在B点的反应物浓度足够大，说明是酶的浓度限制了反应速率的提高，此时加入少量酶，会使反应速率加快。如图5－1－4所示。图5－1－42.（略）二、本节聚焦（课本P83）1.酶具有高效性、专一性、作用条件温和等特性。2.受环境中的温度、pH以及抑制剂的影响。三、旁栏思考题（课本P85）绝大多数酶是蛋白质，强酸、强碱、高温等剧烈条件都会影响到蛋白质的结构，所以酶比较“娇气”。●备课资料1.绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA生物体内存在三千多种具有不同功能的酶，一切生命现象都与酶有关，因为活细胞内的生物化学反应，都是在酶的催化作用下进行的，没有酶，新陈代谢就不能进行，生命也就会随之停止。酶的化学本质是蛋白质，随着美国科学家Sumner提取的脲酶并获得结晶得到证实。这一认识直到20世纪80年代后才被人们普遍接受。20世纪80年代初科学家Cech和Altman分别发现了具有催化作用的RNA——核酶（RNaseP）。RNaseP酶，它是由20%的蛋白质和80%的RNA组成的。科学家将这种酶的蛋白质除去，同时提高镁离子的浓度，留下来的RNA仍具有与该酶相同的催化活性。为此两人于1989年共同获得诺贝尔化学奖。后来的科学实验进一步证实其他某些RNA分子与那些构成酶的蛋白质分子一样，也都是效率非常高的生物催化剂。2.设计对照实验常用的方法a.空白对照不给对照组任何处理因素。如“证明甲状腺激素可促进幼小动物的发育”的实验中，可用含甲状腺制剂的饲料喂蝌蚪，另一组不作任何处理作为对照。精品学习资料可选择pdf第14页，共15页-----------------------\nb.条件对照虽然给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的处理因素。但这种处理是有对照意义的。如“证明甲状腺激素可促进幼小动物的发育”的实验中，可用甲状腺抑制剂饲喂蝌蚪，这就是作为条件对照的。c.自身对照对照和实验都在同一研究对象上进行。有的是同一研究对象在实验前后对照，如“观察植物细胞的质壁分离和复原”的实验；有的是在同一研究对象的不同部位进行对照，如利用银边天竺葵（叶片边缘无绿色）证明光合作用需要叶绿素。d.相互对照不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如“证明温度对酶活性的影响”的实验中，用不同的温度分别处理得出结论是作为相互对照的。3.影响酶促反应的常见因素（1）温度对反应速度的影响：升高温度可加快酶促反应速度，同时也会加速酶蛋白变性，酶促反应速度降低。酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的最适温度。酶的最适温度不是酶的特征性常数，酶可在短时间内耐受较高的温度，延长反应时间，酶的最适温度会降低。由于低温时酶活性虽降低但不被破坏，故保存菌种和酶制剂需低温条件。测定酶活性时，常控制反应体系在最适温度。（2）pH对酶促反应速率的影响：pH影响酶活性中心某些必需基团、辅酶及许多底物的解离状态，因而，pH的改变对酶的催化作用影响很大。酶促反应速率最快时的环境pH称为酶促反应的最适pH。环境pH高于或低于最适pH，酶活性都降低。动物体内多数酶的最适pH接近体液中性pH，但胃蛋白酶最适pH约为1.8，肝精氨酸酶最适pH约为9.8。酶的最适pH也不是酶的特征常数。在测定酶活性时，应选用适宜pH的缓冲液保持酶活性相对恒定。（3）抑制剂对反应速率的影响：能使酶活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称酶的抑制剂。抑制剂与酶活性中心内、外的必需基团结合而抑制酶的活性。除去抑制剂可使酶的活性恢复。根据抑制剂与酶结合牢固或疏松，分为可逆性抑制与不可逆性抑制。精品学习资料可选择pdf第15页，共15页-----------------------