高中生物人教版 (新课标)必修1《分子与细胞》第五章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶一 酶的作用和本质教案

第五章 第1节   降低化学反应活化能的酶

●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。（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                       

建议课时：3课时

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。

问：过氧化氢（H2O2）在Fe3＋的催化下，可分解成H2O和O2，动物新鲜肝脏中含有的过氧化氢酶也能催化这个反应。如果现在我们想弄清楚Fe3＋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？

答：要比较Fe3＋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，如两支试管中过氧化氢溶液的量应该相同，Fe3＋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）

过氧化氢酶的催化效率和Fe3＋相比，要高很多。事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的107～1013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 ℃）。

实验过程总结如下表：

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：

介绍右图（P 85图5－3）

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：

［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。

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.C   2.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。

[教后反思]