2022年高一生物《新陳代謝與酶》教學(xué)設(shè)計(jì)之二

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1、2022年高一生物《新陳代謝與酶》教學(xué)設(shè)計(jì)之二 教學(xué)目的 1.新陳代謝的概念(A:知道)。 2.酶的發(fā)現(xiàn)過程(A:知道)和酶的概念(D:應(yīng)用)。 3.酶的特性(D:應(yīng)用)。 教學(xué)重點(diǎn) 1.酶的概念。 2.酶的特性。 教學(xué)難點(diǎn) 探索酶的專一性和高效性的實(shí)驗(yàn)。 教學(xué)方法 自學(xué)與實(shí)驗(yàn)探索相結(jié)合。 教學(xué)用具 實(shí)驗(yàn)五、實(shí)驗(yàn)六所需用具和藥品(見課本),光合作用反應(yīng)式、有氧呼吸和氨基酸縮合形成多肽反應(yīng)式的投影片,酶的活性受溫度影響的示意圖投影片,胃蛋白酶、胰蛋白酶的活性受pH影響的示意圖投影片。 課時(shí)安排 2課時(shí)。 板 書 教學(xué)過程 第三章 生物的新陳代謝

2、 新陳代謝:活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱。 第一書 新陳代謝與酶 一、酶的發(fā)現(xiàn) 酶:是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機(jī)物。 二、酶的特性 1. 酶的高效性 2.酶的專一性: 催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。 3.酶需要適宜的條件:同溫度、pH有密切關(guān)系。 引言:第二章中我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)細(xì)胞的一些知識(shí)。在第三章中,我們將學(xué)習(xí)生物新陳代謝的知識(shí)。新陳代謝是生物體進(jìn)行生命活動(dòng)的基礎(chǔ),只有在新陳代謝的基礎(chǔ)上,

3、生物體才會(huì)表現(xiàn)出其他生命活動(dòng)。因此,新陳代謝是生物最基本的特征,那么,新陳代謝究竟是指什么呢? 提問:請一位同學(xué)說出葉綠體、線粒體、核糖體的生理功能是什么? (回答:略。) 講述:上面幾種細(xì)胞器的生理功能我們都可以用化學(xué)反應(yīng)式表示出來。 (教師放投影片:光合作用的反應(yīng)式,有氧呼吸及氨基酸縮合形成多肽的反應(yīng)式。) 講述:上述反應(yīng)都是在活細(xì)胞中進(jìn)行的,這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的過程。就是生物體內(nèi)進(jìn)行新陳代謝的過程。因此,我們可以說,新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱。 講述:生物體內(nèi)這些化學(xué)反應(yīng),在生物體內(nèi)溫和的條件下(常溫、常壓)很快就能完成,這全靠生物體內(nèi)的催化劑——酶的作用。那么,酶的

4、本質(zhì)是什么?又有哪些特征? 這些都是本節(jié)課重點(diǎn)探討的問題。 下面,首先請同學(xué)們閱讀課本中“酶的發(fā)現(xiàn)”。 閱讀后,教師要求學(xué)生提出不懂的問題。 討論后學(xué)生回答:1.1783年,意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),其巧妙之處在哪里?從這個(gè)實(shí)驗(yàn)中你能得出什么結(jié)論? 2. 20世紀(jì)30年代以來。科學(xué)家相繼提取出多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶,這一事實(shí)說明酶的本質(zhì)是什么? 3. 20世紀(jì)80年代,科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作用,這一發(fā)現(xiàn)使酶的概念又?jǐn)U展成什么? 4.酶從具有催化作用的蛋白質(zhì),發(fā)展到有催化作用的有機(jī)物,導(dǎo)致酶概念發(fā)展的因素是什么? (回答:略。) 講述:從發(fā)現(xiàn)酶到認(rèn)識(shí)酶的本質(zhì)

5、,都離不開科學(xué)實(shí)驗(yàn),可見實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)的重要性。科學(xué)實(shí)驗(yàn)可導(dǎo)致科學(xué)的發(fā)展,生產(chǎn)實(shí)踐同樣可導(dǎo)致科學(xué)的發(fā)展。因此,我們不僅要重視實(shí)驗(yàn),也要重視生產(chǎn)實(shí)踐。 酶既是生物催化劑,它和無機(jī)催化劑相比,具有哪些不同的特點(diǎn)呢?下面我們通過實(shí)驗(yàn)來探索。 講述:過氧化氫(H2O2)在Fe3+的催化下,可分解成H2O和O2,動(dòng)物新鮮肝臟中含有的過氧化氫酶也能催化這個(gè)反應(yīng)。據(jù)測算,每滴氯化鐵中的Fe3+數(shù),大約是肝臟研磨液中過氧化氫分子數(shù)的25萬倍。從數(shù)目上看,一滴含有催化劑的容液中,F(xiàn)e3+數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于過氧化氨酶的分子數(shù)。如果現(xiàn)在我們想弄清楚Fe3+與過氧化氫酶,哪一種催化劑的催化效率高,那么,我們應(yīng)該如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)

6、驗(yàn)? (回答:略。) 講述:要比較Fe3+和過氧化氫酶的催化效率,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中的其他條件應(yīng)該相同,如兩個(gè)試管中過氧化氫溶液的量應(yīng)該相同, Fe3+和動(dòng)物肝臟也應(yīng)盡可能同時(shí)加入兩個(gè)試管中。 (學(xué)生按實(shí)驗(yàn)步驟分組實(shí)驗(yàn)。) 提問:1.你在實(shí)驗(yàn)過程中觀察到哪些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象? (回答:略)。 2.從這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)憧梢缘贸鍪裁唇Y(jié)論? (回答:過氧化氫酶的催化能力強(qiáng)。) 講述:過氧化氫酶的催化效率和Fe3+相比,要高很多。事實(shí)上,酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的 107~ 1013倍。上述實(shí)驗(yàn)說明了酶的一個(gè)特性——高效性。 酶還具有什么特性呢?讓我們繼續(xù)通過實(shí)驗(yàn)來探索。 講述:淀粉和蔗糖都是非還原性

7、糖,淀粉在酶的催化下能水解為麥芽糖和葡萄糖,蔗糖在酶的催化下能水解為葡萄糖和果糖。麥芽糖、果糖、葡萄糖均屬還原性糖。還原性糖能夠與一種叫做斐林的試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成磚紅色的沉淀。現(xiàn)在給你淀粉酶溶液,要觀察淀粉酶能催化哪種糖水解?應(yīng)該如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?你又怎么能知道淀粉酶催化了糖的水解呢? (回答:略,然后學(xué)生按設(shè)計(jì)步驟實(shí)驗(yàn)。) 提問:1.哪個(gè)試管加入斐林試劑后再加熱會(huì)出現(xiàn)了磚紅色的沉淀? (回答:在加入可溶性淀粉的試管中。) 2.出現(xiàn)磚紅色沉淀的原因是什么? (回答:略。) 3. 實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是什么? (回答:淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解。) 講述:上述實(shí)驗(yàn)

8、說明了酶具有的又一個(gè)特性——專一性;需要說明的是:生物體內(nèi)有些酶能夠催化某些分子結(jié)構(gòu)相近礦物質(zhì),如二肽酶,可似催化任何兩種氨基酸組成的二肽水解。所以,確切地說,酶的專一性是指一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。 根據(jù)酶的專一性,催化蔗糖的水解,應(yīng)該是哪一種酶? (回答:蔗糖酶。) 提問:做《探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖水解的作用》的實(shí)驗(yàn)時(shí);為什么要將試管浸到60 ℃的溫水中? (回答:我們使用的淀粉酶,在60 ℃左右時(shí),催化效率最高。) 講述:酶的催化效率的高低,又叫做酶的活性。從上面的實(shí)驗(yàn)可以知道,酶的活性與哪些條件有關(guān)? (回答:溫度。) (教師出示:酶活性受溫度影響示

9、意圖投影片。) 提問:溫度與酶的活性有什么關(guān)系呢? (回答:在最適溫度下,酶的活性最高,低于或高于最適溫度時(shí)酶的活性都降低。) 講述:溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度有很大影響,如上圖所示,每種酶都有自己的最適溫度。在最適溫度的兩側(cè),反應(yīng)速度都比較低,所以我們看到的是~個(gè)鐘形的曲線。大部分酶在較高的溫度下(如 60℃以上)時(shí),會(huì)因?yàn)槊傅姆肿咏Y(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性。根據(jù)這個(gè)道理,我們在使用加酶洗衣粉時(shí),用哪種水(如涼水、沸水、溫水)浸泡好呢? (回答:溫水。) (教師出示:胰、胃蛋白酶受PH影響的示意圖投影片。) 提問:酶的活性還受哪些條件的影響呢? (回答:受pH的影響。) pH與酶的活性有什么關(guān)系呢? (回答:在最適的pH下,酶的活性最高。) 講述:因此,從上圖可以看出,酶促反應(yīng)不僅與溫度有關(guān),還與pH等條件有關(guān)。因?yàn)樵谶^酸、過堿的條件下,都會(huì)使酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去恬性。下面哪位同學(xué)能夠總結(jié)出酶的第三個(gè)特性? (回答:酶活性的發(fā)揮需要適宜的條件。) 講述:正確,其中溫度和pH與酶的活性有密切關(guān)系。 小結(jié):生物催化劑──酶和無機(jī)催化劑相比,具有高效性、專一性、并且需要適宜的條件。

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