西安市八一民族中学 陕西西安 710100
教材分析
本节课是普通高中课程标准实验教科书必修一《分子与细胞》(人教版)第五单元第1节《降低化学反应活化能的酶》第二课时的内容。包括“酶具有高效性”、“酶具有专一性”、“酶的作用条件温和”三大内容。其中“酶具有高效性”的内容,在前一课的“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中已经构建。主要内容是对酶的特点进行研究,从高效性、专一性、作用条件温和三个方面分别分析,用实验的结果说明具体的结论。
学情分析:
本节课之前,学生学习了第一课时《酶的作用和本质》,具备了实验设计的一般方法,然而对于科学探究的一般程序:提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析结果,得出结论→表达和交流→进一步探究还缺乏理论性的指导,关于酶设计的实验,特别是细节问题:如底物的选择,检测试剂的选择,温度和PH实验在操作时的先后顺序,对学生而言存在较大的困难,为此采用学生讨论和教师问题式引导,实验试错等等方法来结合,加深学生记忆,实际操作解决教学难点。
设计思路:
本节课程教学是在对酶的作用和本质有了初步认识的基础上,通过实验,对酶的特性进一步探究,由于本节课内容与生活贴近,实验性强,所以本节课适合进行探究式教学。通过情景导入,引起学生学习热情,尽可能为学生提供“做中学”的机会,使学生通过探究实验形成自己的观点,使学生主动在主动探究的活动中学习。
教学目标
描述酶的特性,举例说明影响酶活性的条件
开展实验探究影响酶活性的因素
通过探究实验,培养科学探究素养,提高科学思维能力,进而提高生物核心素养。
教学重点和难点
重点:酶的特性,举例说明影响酶活性的条件
难点:影响酶活性条件的实验设计与实施
教学方法
讲授法、问题引导法、探究学习法、讨论法
六、教学过程
教学内容 | 教学过程 |
情境导入 | 师:为什么有的人喝酒会脸红呢? 介绍人体内的乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶。 师:同学们,通过上节课的学习,相信大家对酶的本质和作用有了一定的认识和理解,那么什么是酶? 生:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数是蛋白质,少数是RNA。 师:生活中还有没有应用到的“酶”? 生:加酶洗衣粉、洗涤剂等 师:展示生活中的酶——加酶洗衣粉、多酶片、0乳糖牛奶、复合酶牙膏等。酶可以运用在生活中的很多方面上。酶的种类多样,应用也多样。那既然它有这么广泛的运用,这肯定与它自身的特性是有联系的。 好,这就是我们本节课要学习的内容——酶的特性。 |
活动一:酶具 高效性 | 师:我们已经知道酶是具有催化作用的有机物,也就是我们讲的有机催化剂,那么请大家思考一下,酶的催化功能与无机催化剂有什么不同? 生:都能催化化学反应,反应前后不发生改变。不同之处:三大特性 师:回忆上节课《比较过氧化氢在不同条件下的分解》 分析:新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶,Fe3+是一种无机催化剂。它们都可以催化H2O2分解成 O2 ,而产生的O2,不溶于溶液中,试管中出现的气泡就是氧气,氧气的多少就是评价催化剂反应的效率,还可以用卫生香在试管口检测,根据卫生香复燃的剧烈程度来评价催化剂反应的效率。 师:通过Fe3+、H2O2酶催化H2O2分解速率的比较,从这个实验你可以得出什么结论? 生:过氧化氢酶的催化效率比Fe3+高,说明酶具有高效性。 师:意义? 生:保证了细胞内化学反应的顺利进行,使能量供应稳定。 强调:过氧化氢水解实验,加酶与不加酶组对照,证明酶具有催化作用。加酶与加Fe3+组对照,证明酶具有高效性。 |
活动二:酶具 专一性 | 资料1:目前已发现酶有4000多种,它们分别催化不同的化学反应 资料2:蛋白酶能催化蛋白质水解,不能催化脂肪水解,二肽酶——可以使所有的二肽分解。 师:请同学们看资料1和2,又能得出什么结论? 生:酶具有专一性。 总结:很好。“酶对所作用的底物有严格的选择性,一种酶只能作用于一种物质或一类结构相似的物质,促进其进行一定的化学反应,产生一定的反应物质。” 结论:酶在催化反应中不是通用的,一种酶只能催化一种或一类化学反应。所以说酶具有专一性。 师:酶专一性模型分析:确定酶、底物、产物 类比钥匙......(如果一把钥匙能开很多扇门,势必会造成社会混乱。那么通过刚才的例子分析,我们知道酶在生物体中的细胞也需要具有专一性,才能使细胞代谢能够有条不紊地进行。) |
活动三:温度对酶活性的影响。 | 师:通过化学的学习呢,我们知道了许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或者强碱条件下催化化学反应,酶起催化作用需要怎样的条件呢?(出示洗衣粉背面的说明)用温水浸泡后洗涤效果更佳。大家看它为什么要“强调使用温水浸泡”这里边有什么原因吗? 生:..... 师:要清楚这个问题,我们的先清楚几个概念,酶促反应、酶活性、酶促反应速率。其实在这里主要是温度对酶活性的影响的问题。通过资料,请根据所学知识作出假设。 生:酶的活性可能受温度的影响。 师:如何检验做出的假设是否正确呢? 生:设计实验进行检验。 师:大家说的很对。那我们又怎么样探究温度影响酶的活性?假如我们提供过氧化氢溶液和淀粉溶液,你会选择那一种作为实验材料? 生:选淀粉溶液 师:对!我们应该选择淀粉溶液做为材料,因为过氧化氢受温度影响也会分解,从而影响我们的实验。那如果选用淀粉溶液,那我们的自变量、因变量、无关变量分别是什么?怎样观察和检测因变量? 生:自变量是温度,因变量是酶的活性。我们可以通过检测淀粉的减少量和麦芽糖的生成量? 师:那具体的这么检测呢? 生:滴加碘液看是否变蓝或滴加斐林试剂看是否有砖红色沉淀产生 师:好,现在我们来看看是否这两种方法都可以呢? 生:此实验的自变量是不同温度,使用斐林试剂时,需要水浴加热50~65℃,对自变量的设置有影响,引起误差。 只能用碘液检测。 通过这个实验我们就得出什么结论? 生:温度对酶的活性有影响,温度过高或过低都会影响酶的活性。 师:在最适温度的两侧,反应速度都比较低,所以我们可以用一个钟形的曲线来表示。根据这个实验我们可以看出温度对酶促反应速度有很大影响,其实每种酶都有自己的最适温度。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。值得注意的是温度过低它只是影响酶的活性,并没有使它失活,低温条件下曲线不与X轴相交,高温条件下与X轴相交。 |
活动四:pH对酶活性的影响。 | 师:经测定,唾液的pH为6.2—7.4,胃液的pH为1.5-2.2,小肠液的pH为7.6。那么当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后,唾液淀粉酶还具有催化淀粉分解的功能吗?胃中的蛋白酶随事物进入小肠后还具有催化功能吗?酶的活性还受PH影响吗? 生:不具有,影响。 师:究竟有没有呢?我们通过一个实验来验证一下吧,那这个实验怎么做呢?本实验我们可以用过氧化氢溶液和新鲜土豆片作为实验材料,下面请大家来设计一下这个实验.(土豆片中含有过氧化氢酶) 生:等质量的土豆片 师:对!非常正确。 PH对酶的活性有影响,PH过高或过低都会影响酶的活性都会影响酶的活性,并且它也有一个最适PH值。我们同样可以以一条曲线来表示。但是值得注意的是:PH过高或过低都会使酶的空间机构被破坏,所以这条曲线应该是一条与X轴相交的。 小结:通过以上两个实验可以看出:酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。 |
总结 | 1、高温会使酶永久失活,不可恢复,低温使酶活性降低,酶制剂常在低温下保存. 2、过酸或过碱都会使酶永久失活. 结论:酶的作用条件较温和。 师:俗话说得好:“工欲善其事必先利其器,我们要使酶发挥到最大的功效,就应该抓住它的特性,才能充分地利用资源,最大地为人类服务。 |