酶在代谢中的作用

洛川县中学生物科导学案高一新课教学第三单元第二章细胞能量的来源与转变第2节酶在代谢中的作用（第一课时）高一年级班第组组号姓名备案设计人党鹏辉审批人（备课组长）李晓霞授课时间课标要求1、使学生理解新陈代谢的概念及其本质。2、使学生了解酶的发现过程；初步理解酶的概念、酶的特性、影响酶活性的因素。3、使学生理解酶在生物新陈代谢中的作用。4、在引导学生分析生物新陈代谢概念，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。教学目标1．知识目标：（1）学生说出细胞代谢的概念。（2）学生举例说明酶在细胞代谢中的作用。（3）概述酶的化学本质，比较酶和无机催化剂的异同。（4）举例说明酶的特性2．能力目标：能设计并实施探究影响酶活性的因素的有关实验，能够控制自变量，观察和检测因变量的变化，设置对照组和重复实验，并记录实验结果。3．情感目标：通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进的。教学重点1.酶的作用、本质和特性。2.控制自变量和设置对照实验。教学难点酶降低化学反应活化能的原理。教学过程设计意图及个人修改【预习准备】学生课前完成“新教学案”P48页课前自主导学部分，教师检查完成情况。【合作探究】导入：引导学生阅读章首语和章题图右下方的小诗：新叶伸向和煦的阳光，蚱蜢觊觎绿叶的芬芳。它们为生存而获取能量，能量在细胞里流转激荡！师问：诗中蕴含了怎样的生物学道理？生：阅读、思考并回答：生命活动离不开能量。师问：能量的最终源头是哪里？依靠什么在细胞里流转激荡？生答：能量的最终源头是太阳能。靠化学反应在细胞里流转激荡。师问：细胞中每时每刻都进行着许许多多的化学反应，我们称之为细胞代谢。细胞代谢为什么能在温和的条件下顺利而有效地进行呢？板书：细胞代谢生答：因为有酶。一、展示学习目标，学生自主学习1.学生根据课前预习，简述酶的定义、产生场所、本质、作用。2.自主阅读教材中比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，做出预测并填洛川县中学生物科导学案高一新课教学第三单元第二章细胞能量的来源与转变表。试管号3%的过氧化氢溶液实验处理现象气泡多少点燃的卫生香检测a2mL滴加3.5%FeCl3溶液3滴较多燃烧但不猛烈b2mL滴加20%肝脏研磨液3滴很多燃烧猛烈二、根据学生自主学习情况，提出探究问题（1）酶作为生物催化剂，它同我们初中学过的无机催化剂相比，有何异同点呢？（2）过氧化氢酶能高效地催化过氧化氢进行水解，能不能催化细胞内所有的化学反应呢？（3）酶为什么具有高效性？【展示交流】探究一：探究问题一，学生尝试回答，教师不做点评，可根据实验来说明探究问题。酶具有高效性提问：酶与无机催化剂相比具有哪些特点?教师演示实验五“过氧化氢酶与Fe3+的催化效率”，教师边讲边做，学生边看边做，教师引导学生用对比方法观察实验现象:加入肝脏研磨液的试管产生气泡快而且多。实验有力证明，过氧化氢酶比Fe3+催化效率高得多。又比如碳酸酐酶能催化下面反应:CO2+H2O——H2CO3每个碳酸酐酶分子每秒能催化6×10F个CO2与相同数量的H2O结合，形成相同数量的H2CO3。一般地说，酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍，也就是说，酶的催化作用具有高效性特点。教师和学生合作分析实验，探讨以下问题：a.为什么实验中要选用新鲜的肝脏？b.为什么要把肝脏研磨碎？c.实验中加入对比组会否更好？如果会，应如何设置对比组？实验过程的理论分析：⑴实验现象说明的问题：酶具有高效性。20%的新鲜肝脏研磨液1滴3.5%的FeCl3溶液1滴生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1无机催化剂：Fe3+Fe3+的相对数量：25万⑵控制变量：明确：①自变量是催化剂（种类不同）；②因变量是过氧化氢溶液分解速度的快慢（产生气泡数量的多少）；③a与b试管构成对照实验。洛川县中学生物科导学案高一新课教学第三单元第二章细胞能量的来源与转变酶的催化特性除了高效性，还有什么特性?酶能否催化任意一个化学反应?引出探究问题二。探究二：酶具有专一性教师演示“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验，学生边看边做此实验，仔细观察根据现象可知:淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。说明生物体内某些酶只能催化某些分子结构相近的物质，而不能催化所有物质。如二肽酶能水解任意两种氨基酸组成的二肽。所以，每一种酶只能催化一种或一类化合物。通过实验可以得出这样的结论：酶的催化作用具有专一性。探究三：酶能显著降低活化能，因而催化效率更高。师：正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。在前面的实验中，为什么要选用新鲜的肝脏？为什么要将肝脏制成研磨液？使用煮熟的肝脏是否可以？如果将上述两只试管放到80℃的水浴环境中进行实验，会出现怎样的结果？通过讨论以上问题，引出酶的作用易受环境条件的影响，并得出酶的第三个特性——酶的作用条件比较温和。【反馈训练】1.下列有关酶的叙述正确的是()。①是有分泌功能的细胞产生的②有的从食物中获得，有的在体内转化而来③凡是活细胞都能产生酶④酶大都是蛋白质⑤有的酶是核酸⑥酶在代谢中有多种功能⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用⑧酶只是起催化作用A．①②⑤B．②③⑦C．③④⑧D．④⑤⑧解析首先明确酶的概念，根据概念，可知酶是活细胞产生的，具有催化作用，而不具有其他多种功能，绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA。活细胞一般都能产生酶，但由于哺乳动物和人成熟的红细胞没有细胞核，不再具有合成酶的功能。答案D2.生物体内酶的作用机理是()。A．能使不能发生的化学反应发生B．能降低化学反应的活化能C．为生物体内的化学反应提供能量D．催化效率与无机催化剂相同解析酶作为生物催化剂只能加快化学反应的速率，不能使本来不能发生的化学反应顺利进行。答案B3.在过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率比较实验中，把肝脏制成研磨液的目的是()。A．有利于过氧化氢酶的释放B．保护过氧化氢酶C．提高过氧化氢酶的活性D．以上说法都不对解析过氧化氢酶存在于肝脏细胞内，通过研磨释放出来后，增大与H2O2的接触面积，进而加快反应速率。答案A洛川县中学生物科导学案高一新课教学第三单元第二章细胞能量的来源与转变【小结本节】尝试让学生总结本节收获。【板书设计】一、细胞代谢：二、酶1、酶的定义：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。产生场所：活细胞作用：催化作用本质：有机物，多数酶是蛋白质。2、酶的特性：①高效性；②专一性；③酶的作用条件比较温和。三、活化能酶能显著降低活化能，因而催化效率更高。【课后反思】洛川县中学生物科导学案高一新课教学第三单元第二章细胞能量的来源与转变第2节细胞中的能源物质（第二课时）高一年级班第组组号姓名备案设计人党鹏辉审批人（备课组长）李晓霞授课时间课标要求探究酶的特性，探究影响酶活性因素，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。教学目标1．知识目标：（1）学生能够说出影响酶活性的因素。（2）学生能够绘制影响酶活性及反应速率的曲线图，并会阐述。2．能设计并实施探究影响酶活性的因素的有关实验，能够控制自变量，观察和检测因变量的变化，设置对照组和重复实验，并记录实验结果。3．情感目标：通过对酶的生物活性及其特性的探究性学习，培养学生崇尚科学的态度和实事求是的精神。教学重点1.影响酶活性的因素2.影响酶促反应速率的因素教学难点控制自变量和设置对照实验。教学过程设计意图及个人修改【预习准备】学生课前完成“新教学案”P48-49页课前自主导学部分，教师检查完成情况。【合作探究】导入：上节课学习了酶的特性，今天主要通过实验验证酶的特性、影响酶活性的因素以及影响酶促反应的因素。一、展示学习目标，学生自主学习1.教师布置实验内容，学生以小组为单位尝试设计实验（1）比较过氧化氢在不同条件下的分解（2）探究温度对唾液淀粉酶活性的影响（3）探究pH对唾液淀粉酶活性的影响二、根据学生自主学习情况，师生合作探究【展示交流】一、比较过氧化氢在不同条件下的分解1、实验原理：新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，Fe3+是一种无机催化剂，它们都可以催化过氧化氢分解成水和氧。由于过氧化氢分解后放出的氧气会以气泡形式逸出，所以，当分别用一定数量的过氧化氢酶和Fe3+催化过氧化氢分解成水和氧时，可以通过比较两者产生气泡的多少、相同时间内积累氧气的多少(可用卫生香的燃烧程度证明)，来比较二者的催化效率。经计算，用质量分数为3．5％的氯化铁溶液和质量分数为20％的洛川县中学生物科导学案高一新课教学第三单元第二章细胞能量的来源与转变肝脏研磨液做实验，每滴氯化铁溶液中的Fe3+数，大约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。2、目的要求：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义，学习控制实验变量，设置对照实验。3、材料用具：4、方法步骤及实验现象试管号3%的过氧化氢溶液控制变量点燃的卫生香检测实验处理气泡多少12mL室温22mL90℃左右水浴加热很少32mL滴加3.5%FeCl3溶液2滴较多燃烧但不猛烈42mL滴加20%肝脏研磨液2滴很多燃烧猛烈5、记录实验现象，完成实验报告。二：探究温度对唾液淀粉酶活性的影响1、实验原理淀粉遇碘后，形成紫蓝色的复合物。淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖。麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色。2、实验目的1．初步学会探索温度对酶活性的影响的方法。2．探索唾液淀粉酶在不同温度下催化淀粉水解的情况。3.材料用具：3、实验步骤1．取3支试管，编上号，然后分别注入2mL可溶性淀粉溶液。2．另取3支试管，编上号，然后分别注入1mL唾液。3．将装有淀粉溶液和酶溶液的试管分成3组，分别放入热水(约37℃)、沸水和冰块中，维持各自的温度5min。4．分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，维持各自的温度5min。5．在3支试管中各滴入1—2滴碘液，然后摇匀。6．观察这3支试管中溶液颜色的变化情况，并将观察结果记录。4、实验现象及结论：1号试管中的溶液不呈紫蓝色，2号和3号试管中的溶液均呈现紫蓝色。上述现象说明，1号试管中的淀粉已经被淀粉酶水解，2号和3号试管中的淀粉未被淀粉酶水解，由此推知，1号试管中的淀粉酶发挥了正常的催化作用，2号和3号试管中的淀粉酶没有发挥催化作用，由此证明，酶的催化活性需要适宜的温度，高温、低温都将影响酶的洛川县中学生物科导学案高一新课教学第三单元第二章细胞能量的来源与转变活性。三、探究pH对唾液淀粉酶活性的影响1、实验原理：淀粉酶可使淀粉水解成麦芽糖和葡萄糖，麦芽糖和葡萄糖具有还原性，能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色氧化亚铜沉淀。2、实验目的1．初步学会探究pH对酶活性的影响的方法。2．探索唾液淀粉酶在不同pH下催化淀粉水解的情况3、实验步骤：序号实验操作内容试管1试管2试管31注入新鲜的唾液1mL1mL1mL2注入等量不同pH的溶液1