资源简介

第1节
降低化学反应活化能的酶
●教学目标
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1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？
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
1
2
3
4
实验原理
过氧化氢在高温或Fe3＋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2
mL
3%的H2O2溶液
第二步
90
℃热水浴
用滴管加2滴3.5%FeCl3溶液
用滴管加2滴质量分数为20%肝脏研磨液
观
察
观察气泡冒出情况，并记录
现象
无
较多
较多
很多
将点燃的卫生香放在液面上
没变化
火头变亮
火头变亮
复燃
原
因
没有生成氧气
生成了少量氧气
生成了少量氧气
生成了大量氧气
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2
mL
H2O2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。
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.D
2.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。
第2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。
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：
1.C
2.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。
●板书设计普通高中课程标准实验教科书—生物第一册人教版
细胞的能量供应和利用
降低化学反应活化能的酶
教材分析：
新陈代谢是生物体内全部化学反应的总称，是生物体进行一切生命活动的基础。这些生物化学反应之所以能在常温常压下进行，就是因为有了酶这种生物催化剂的作用。因此酶是新陈代谢必不可少的物质。了解酶的本质、特性，不仅有助于学生延伸对蛋白质功能、性质的理解，对理解细胞中复杂的代谢过程能井然有序地进行、理解细胞呼吸和光合作用等重要生理活动的正常进行有重要作用。故本节内容在《分子与细胞》模块的知识体系中占有较重要地位.
学情分析:

学生在前面已经学习了蛋白质的结构和功能，并进行了‘探究植物细胞的吸水和失水’的实验，这为理解酶的特性并进行新的探究实验奠定了必要的知识和能力基础。
教学设计
一、知识结构
酶在细胞代谢中的作用
降低化学反应活化能的酶
酶的本质
高效性
酶的特性
专一性
作用条件比较温和
二、教学目标
知识目标：
1、说出细胞代谢的概念
2、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
能力目标：
1、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。
2、能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。
情感态度价值观目标：
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。
三、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点及解决方法
教学重点
酶的作用、本质和特性。
解决方法
⑴利用学生对无机催化剂的知识基础切入，引入酶的学习。
⑵通过实验、资料分析得出酶的本质和三大特性。
2、教学难点及解决方法
教学难点
⑴酶降低化学反应活化能的原理。
⑵控制变量的科学方法。
解决方法
⑴通过比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，感悟酶作为催化剂特点，及控制变量的方法。
⑵利用教材上形象，直观的图解和文学说明，让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能。
四、课时安排
3课时
五、教学方法
直观教学、讲解、启发、实验法。
六、教具准备
课件、绘图等。
七、学生活动
⑴指导学生阅读教材，找出需了解的知识点，细胞代谢的定义，酶的本质，酶的特性等。
⑵完成教材中的实验。
八、教学程序
第1课时
问题探讨介绍教材P78斯帕兰扎尼的实验，讨论下列问题：
⑴这个实验要解决什么问题？
⑵是什么物质使肉块消失了？
对细胞来说，能量的获得和利用都必须通过化学反应。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞中代谢过程离不开降低化学反应活化能的酶。
学生回忆：⑴化学反应中无机催化剂的概念？⑵无机催化剂的作用、特点和条件是什么？
学生思考：细胞内的环境是一个常温常压下的状态，在这种环境下化学反应却能高效有序地发生，应该有适合的生物催化剂——酶。
一、酶在细胞代谢中的作用。
实验比较过氧化氢在不同条件下的分解。
1、实验原理：2H2O22H2O＋O2
2H2O22H2O＋O2
2、实验步骤及现象
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
1
2mL
2
2
mL
90℃左右水浴加热
很少
3
2
mL
滴加3.5%FeCl3溶液2滴
较多
燃烧但不猛烈
4
2
mL
滴加20%肝脏研磨液2滴
很多
燃烧猛烈
3、讨论
⑴——⑷见教材P79。
⑸这个实验为什么要选用新鲜的肝脏？为什么要将肝脏制成研磨液？
⑹滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？
4、实验结论
5、实验过程的理论分析
⑴在做该实验时让学生感悟酶作为催化剂的突出特点——高效。
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：讲解教材P79相关内容，让学生了解实验设计的原则。
⑶
自变量
因变量
无关变量
对照组
实验组
2号：90℃水浴加热3号：加入3.5%
FeCl32滴4号：加入20%肝脏研磨液2滴
H2O2分解速度用产生气泡的数目多少表示
加入试剂的量；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨液的新鲜程度。
1号试管
2、3、4号试管
活化能分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。
用无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。如H2O2的分解，20℃无催化剂时需活化能75kJ/mol
；用铂作催化剂时，只需活化能54kJ/mol；用H2O2酶时，活化能下降到29
kJ/mol以下。（结合教材P80图讲解）
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。
二、总结
细胞代谢离不开酶的原因。
三、作业布置
预习下节课所讲内容。
四、析书设计
第5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、酶在细胞代谢中的作用
1、细胞代谢：细胞内的全部化学反应。
2、酶的作用：降低活化能更显著、催化效率更高。
第2课时
导言酶到到底是什么物质呢？19世纪以前，人们还不知道为何物。19世纪以后，随着对酿酒中发酵过程的深入研究，才逐渐揭开了酶的“面纱”。
一、酶的本质
资料分析教师设置下列问题，让学生带着问题去阅读教材P81——82相关内容。
1、巴斯德和李比希的观点分别是什么？
2、巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？
3、科学发展过程中出现争论是正常的。试分析巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么，这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？
4、巴斯德和李比希之间的争论被哪位科学家的研究成果平息了？
5、简述毕希纳实验的过程？
6、从毕希纳的实验可以得出什么结论？
7、要证明酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样还需要对实验如何改进？
8、萨姆纳提取到了脲酶，他是如何证明它的化学成分的？
9、萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原因是什么？
10、请给酶下一个较完整的定义？
11、结合酶本质的探索历程谈谈你对马克思说的：“在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点”这句话的理解。
学生讨论回答：
二、总结
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。
三、作业布置
教材P82练习
四、板书设计
二、酶的本质
酶本质的发现过程：
巴斯德
李比希
毕希纳
萨姆纳
切赫·奥特曼
2、酶的本质：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。
第3课时
导言：酶作为催化剂，与无机催化剂相比有什么不同呢？
通过教材P78实验，我们已经知道加肝脏研磨液的4号试管放出的O2远多于加FeCl3溶液的3号试管。从而说明了酶具有高效性。
一、酶具有高效性
酶的催化效率大约是无机催化剂的1017——1013倍（思考：这对细胞有什么意义？）
二、酶具有专一性
补充“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验。
1、实验原理
a.淀粉→麦芽糖
（非还原性糖）
蔗糖→葡萄糖＋果糖
还原性糖
（非还原性糖）
b.还原性糖＋斐林试剂→砖红色氧化亚铜沉淀
c.用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。
2、实验步骤
序号
实验操作内容
试管1
试管2
1
注入可溶性淀粉溶液
2ml
2
注入蔗糖溶液
2ml
3
注入淀粉酶溶液
2ml
2ml
4
将试管放在60℃水中
5分钟
5分钟
5
加入斐林试剂
2ml
2ml
6
放热水于大烧杯中加热煮沸
1分钟
1分钟
7
观察实验现象
3、实验结论
4、酶的专一性，每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
二、酶的作用条件较温和
探究影响酶活性的条件。
1、实验原理
淀粉→麦芽糖和葡萄糖→砖红色沉淀
↓碘液
↓碘液
紫蓝色复合物
不形成紫蓝色复合物
实验步骤
序号
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
试管1′
试管2′
试管3′
1
注入可溶性淀粉溶液
2ml
2ml
2ml
2
注入新鲜淀粉酶溶液
1ml
1ml
1ml
3
放置温度
60℃
100℃
0℃
60℃
100℃
0℃
4
保温时间
5分钟
5分钟
5分钟
5分钟
5分钟
5分钟
5
混合
试管1′
试管2′
试管3′
6
保温时间
5分钟
5分钟
5分钟
7
滴碘液
1滴
1滴
1滴
8
观察实验现象
序号
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
1
注入等量的新鲜淀粉溶液
1mL
1
mL
1
mL
2
注入等量的不同PH的溶液
1
mL蒸馏水
1
mL
NaOH
1
mL
HCl
3
注入等量的可溶性淀粉溶液
2
mL
2
mL
2
mL
4
放60℃热水中相等时间
5分钟
5分钟
5分钟
5
加等量斐林试剂并摇匀
2
mL
2
mL
2
mL
6
放热水中用酒精灯加热煮沸
1分钟
1分钟
1分钟
7
观察实验现象
3、实验结论
4、分析教材
⑴组织学生讨论完成教材P84相关问题。
⑵教师结合教材P85相关图讲解。
①在一定温度范围内，酶活性随温度升高而增强，其中酶的活性最高时的温度，即为该种酶的最适温度。若超过最适温度，酶的活性逐渐下降，甚至丧失。（低温使酶的活性明显降低，但酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。）
②每种酶只能在一定限度的PH范围内表现出活性，其中酶活性最强的PH即为该酶的最适PH。（过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活）
四、总结
酶具有高效性、专一性，并且需要适宜的条件。
五、作业布置
教材P86练习
六、板书设计
酶具有高效性
酶的特性酶具有专一性
酶的作用条件温和
教学反思
生物学教学中如何有效组织实验教学？演示实验价值如何体现？如何促进学生领悟生物实验以及生物研究的精华？这是我在备课、上课和课后反思过程中反复思考的三个问题，尤其对于那些刚刚接触高中生物的学生，更显它们的问题价值
。基于个人理解，示范、规范领悟和尝试运用是程序性知识习得的有效途径。本节课教学中自认为可取之处有：①组织学生挑教师精心设计的演示实验的“不足”，创设情境让学生“卷入”到教师的演示实验中来，促进学生领悟实验规范。②展示研究历程，激发学生对生物研究方法思想的领悟，培养学生科学探究意识和能力。在后面问题探究寻求解决过程中，发现学生巧妙地运用由现象到结构，再到物质，最后对物质进行分离、提纯和鉴定的科学探究思想，而且尝试类比研究（如学生利用已知蛋白酶处理蛋白质，看是否与胃中提纯物质功能相似等）。自认为不足部分有：①对学生实验规范要求是满足高考需要还是满足培养科学素养需要，很难把握。②实验教学中情景创设和新课导入与新课改要求之间还存在很大差距。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。
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：
1.C
2.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2
mL水中；将该溶液注入试管，并向试管注入双缩脲试剂A液1
mL;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。
（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。
●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。5.1　降低化学反应活化能的酶　教学设计
一、教学内容和教学对象分析

1．教学内容

处于生活状态下的细胞是一个开放的系统,时刻与周围的环境进行物质交换和能量交换，并利用这些物质和能量维持自身的各项生命活动，进行新陈代谢。酶作为生物催化剂，细胞内部的物质转换和能量转换都离不开酶的催化作用。因此引导学生掌握酶的概念和本质，理解酶在代谢中的作用就显得十分非常重要。另外，学生已具备做科学的能力，在课堂中引导学生科学地思考，积极动手实验，对于培养学生的科学精神十分有益，因此本节课初步引入对照实验和控制变量。

2．教学对象分析

学生通过初三、高一阶段化学的学习，对于纯化学反应已熟悉，但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识有限。工业制氨的化学反应是在高温高压催化剂下进行的，细胞内部却是常温常压温和状态，而细胞代谢包括一系列的化学反应，这些化学反应的进行应该有生物催化剂──酶的参与，才能使高效有序的进行，因此引入对酶相关知识的学习。

二、教学目标

1．知识目标

探讨活细胞内酶的本质和作用、探究酶的高效性和专一性。

2．能力目标

①进行有关的实验和探究，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在问题探讨，有关实验设计，资料分析等问题讨论中，培养运用语言表达的能力以及查阅资料、共享信息的能力。

3．情感目标

①通过回顾科学家对酶本质的探索历史，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的。

②认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于质疑，创新，和勇于实践的科学精神与态度。

三、教学方法和教学手段

1．
教学方法：实验法、小组讨论法、鼓励评价法、比较说明法、卡通图片法，

2．教学手段：借助多媒体、设计实验表格

四、教学流程


五、教学过程

教师活动
学生活动
设计意图
精心设问，步步深入（5分钟） [新课导入]
已近中午了，大家的肚子一定饿了。为什么肚子会饿呢？食物是怎样被消化的呢？ [问题探讨]图示1783年，斯帕兰扎尼“鹰与笼子”的实验，探讨相关问题及实验的巧妙之处。 [对比说明]工业制氨的条件是什么？ 细胞内是否具备这些条件？但是细胞内的化学反应依然高效有序的进行，原因何在？ [提出课题]酶的作用和本质
激发学生兴趣，让大脑快速进入思考状态。 [小组讨论，得出结论]： 鸟类的胃不仅有物理性消化，还有化学性消化。 回答： 高温、高压、催化剂 推测： 细胞内有生物催化剂。
为引入新课作铺垫。 此实验是开创了酶研究先河。其问题的提出，实验方案，实验设想，结论与推论等过程及创新思维的意识对学生有学习与借鉴的意义。
[新课]探究研讨，引议释疑（30分钟） 一、酶在细胞代谢中的作用（20分钟） 引导思考，设计实验，验证酶的高效性 [实验原理及材料]我们知道过氧化氢可以在Fe3+催化下，分解成水和氧。新鲜的动物肝脏研磨液含有过氧化氢酶。如果给你新鲜的动物肝脏研磨液、过氧化氢溶液、氯化铁溶液，以及必需的实验用具，你能否设计实验？ [提示1]酶的高效性是相对谁而言？ [提示2]反应物怎么选择呢？ [提示3]
因变量是什么？ [提示4]
观察那些现象可以得出结论？ [提示5]实验预期和结果讨论。 提问：为什么酶具有高效性？ [此实验为特别补充内容] 设计实验，验证酶的专一性 [过渡]细胞代谢包括很多化学反应，不仅反应速度快，而且有条不紊地进行，这说明酶作为催化剂，不仅具有高效性，还具有专一性。 提示：怎样理解专一性？ 我们知道木瓜果汁含有木瓜蛋白酶，嫩肉粉中也含有蛋白酶制剂，如果给你木瓜榨汁，嫩肉粉，牛奶、豆浆、淀粉溶液、碘液、斐林试剂、双缩脲试剂，请根椐需要选择合适的试剂和的实验用具，能否设计实验验证酶的专一性？ [小结]酶的高效性和专一性。
[学生实验一]
[小组讨论] 设计实验方案 设计表格记录实验现象及结果 回答：无机催化剂 思考：是让无机催化剂和酶各自催化一种呢？还是催化同一种物质呢？ 回答：过氧化氢分解速度 回答： 气泡的多少及产生速度 点燃的卫生香复燃情况 结果：过氧化氢酶的催化效率比氯化铁的催化效率高，说明酶具有高效性。 回答：降低了活化能。 参考教材利用卡通式插图，结合文字叙述，形象描述。 [学生实验二] [小组讨论]：应该体现在酶只能催化某种特定的反应，而对其它反应没有催化作用。 [小组讨论实验方案] 选取何种酶？选取何反应物？如何设计对照？如何鉴定结果？预测结果？
理解关于变量、自变量、因变量、无关变量、对照实验 观察实验现象，感性认识过氧化氢酶的高效性。 培养语言表达能力，将感性知识上升到理性知识。 [实验一]是用两种不同的催化剂来催化同一种物质[实验二]是用同一种酶来催化两种不同的物质，让学生了解设计实验的思路是怎样的？怎样选材？怎样设计对照？从而加强实验技能的训练。 教师特意设置二个小陷阱，①是让学生自行选取择蛋白质的鉴定试剂，巩固其使用方法。②材料丰富，根据实验需要，懂得取舍，不可贪多。
二、酶的本质（10分钟） 1．从人物的角度来看 2．从研究结果的角度来看 从观察到到问题，从问题到猜测，从猜测到实验，从不完善到完善，这是做科学的必然步骤，也是科学发展的必然规律。 [补充] （1）如四膜虫的rRNA前体具有催化活性。（2）目前已有发现具催化活性的DNA的报道。 3．引导与激励 结合酶本质的探索历程及萨姆特历时9年获得诺贝尔奖的过程，谈谈马克思的话的理解。 [小结]酶的本质
[资料阅读，探索酶的本质] 完成课本82页基础题一，体会几位科学家的观点之间的逻辑关系。 分析每位科学家的科学结论中可取之处与不足之处。 [小组讨论发言] 在酶的发现历程中，由胃的物理性消化→胃的化学性消化
→从胃液中提出了消化蛋白质的物质→脲酶结晶的提取→证实脲酶是一种蛋白质→提取出多种酶的蛋白质结晶→指出酶是具催化作用的蛋白质→少数RNA也具有生物催化作用→进一步完善了酶的概念。 [小组感言] 科学无坦途。 科学的苦与甜。 [小组总结] 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数的酶是蛋白质，少数酶是RNA。
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。 引导学生从两种不同角度分析这一过程，实际上就是提高学生分析与推理能力的过程。 激励性评价：科学知识都不是一承不变的，是一个不断发展的过程，唯有上下求索，才能做到科研无止境。你也可以未来科学史上一颗闪亮的星星。 促进学生积极改变学习方式，培养学生主动建构知识。
[课后进一步探究]
（5分钟） 请根据下列材料设计一个证明酶是蛋白质的实验： 实验材料：5%的NaOH溶液、3%的CuSO4溶液、鸡蛋、水、唾液、小烧杯、玻璃棒、试管滴管、镊子、脱脂棉。
实验原理： 实验步骤： 实验结论：
理解酶的本质 训练实验思维。

五、教学小结

细胞作为开放性的生命系统，不断地与周围的环境进行物质交换和能量交换，并在此基础上实现新陈代谢。酶作为生物催化剂，对于细胞高效有序地完成各种生理作用起着非常重要的作用。随着科学的不断发展，有关酶的本质的探索也处于不断不断完善中。近年来，酶工程的发展为生产和生活带来巨大的活力，而这点点滴滴的进步既归功于大胆的猜想，又归功于科学而巧妙的实验设计，因此，同学们在日常生活中要学会发现问题，提出问题，然后通过推理和实验去解决问题，那么你会有意想不到的惊喜，无形中发现你解决问题的能力和科学实验的能力大大提高了，希望明天的科学之星就是你。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：
淀粉溶液（1号试管）
蔗糖溶液（2号试管）
实验原理
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色沉淀
淀粉酶不能让蔗糖水解，所以与斐林试剂不能反应生成砖红色沉淀
实验步骤
一
试管各加入2
mL淀粉溶液
试管各加入5
mL蔗糖溶液
二
加入淀粉酶2滴，振荡，放在60
℃的左右，反应约5
min
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（1号试管）
淀粉溶液（2号试管）
淀粉溶液（3号试管）
实验原理
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色沉淀酶只有在合适的温度时候它的催化效率才最大
实验步骤
一
试管各加入2
mL淀粉溶液
二
加入淀粉酶2滴，振荡，加热至60
℃左右，反应约5
min
加入淀粉酶2滴，振荡，保持20
℃左右，反应约5
min
加入淀粉酶2滴，振荡，加热至100
℃左右，反应约5
min
三
加斐林试剂→振荡→水浴加热煮沸
实验现象
无变化
蓝色→棕色→砖红色沉淀
无变化
结
论
只有在一定温度下酶的催化效率最好
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：
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
实验步骤
一
试管各加入2
mL体积分数为3%的过氧化氢溶液
二
pH为2左右
pH为7左右
pH为12左右
三
分别加入过氧化氢酶溶液2滴
实验现象（用卫生香来检验）
反应不剧烈，几乎无变化
复燃
反应不剧烈，几乎无变化
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。
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。
●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5－1－4
2.（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。
b.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。第5单元
第1课时
降低化学反应活化能的酶
一
酶的作用和本质
授课年级
高一
课题
第5单元
第1课时
降低化学反应活化能的酶
一
酶的作用和本质
课程类型
新授课
课程学习目标
目标解读
1．说出酶的作用和本质；2．尝试比较H2O2在不同条件下的分解速率；3．学会控制自变量，观察和检测因变量的变化。
重点难点
重点：1．比较H2O2在不同条件下的分解速率快慢的实验；2．酶的本质。难点：1．酶能降低化学反应的活化能；2．酶的本质。
课程导学建议
课前准备
PPT演示：酶降低活化能的图解；科学家关于酶本质的探索图解；“比较H2O2在不同条件下的分解”实验的原理、方法步骤、现象图解；课堂上知识引导所提出的问题及答案等。
教学建议
建议教师在教学过程中，从无机催化剂的知识切入，引入酶的学习；要求学生自己设计实验方案，并按照自己的实验方案进行主动探索，从而得到实验结论，培养学生科学的思维方法和研究方法。
课
堂
教
学
过
程
设
计
程序
学习内容
教师行为
学生行为
媒体运用
导入新课
创设情境
1.PPT演示酶降低活化能的图解，引出酶的概念，说明酶具有催化作用。2.PPT演示科学家关于酶本质的探索图解和“比较H2O2在不同条件下的分解”实验的现象图解，说明本课时将要学习的内容。
观看图片：1.思考酶的作用——催化作用。2.思考酶的催化作用（催化效应）与无机催化剂催化作用的高低。
PPT演示
第一层级学习过程
自主预习
1.布置学生预习教材，补充完成[知识体系梳理]的内容，思考讨论以下问题。2.PPT演示问题：①什么是酶？酶的化学本质是什么？②什么叫活化能？③在“比较H2O2在不同条件下的分解”实验中，自变量是什么？因变量是什么？④“比较H2O2在不同条件下的分解”的实验，得出的结论是什么？
1.把握“教学目标”，通读教材。2.完成[知识体系梳理]的填空。3.思考问题，做好预习笔记。
PPT演示问题
交流讨论
1.抽检学生[知识体系梳理]的完成情况。2.针对普遍疑问进行解释、纠正、探讨、交流。3.PPT演示答案：①酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其化学本质是蛋白质或RNA。②活化能是分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。③在“比较H2O2在不同条件下的分解”实验中，自变量是酶的类型（如Fe3+
和H2O2酶），因变量是产生气泡的数量和速度。④“比较H2O2在不同条件下的分解”的实验，得出的结论是：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
1.分组交流预习中存在的疑问，提炼问题，组间讨论，师生讨论。2.思考讨论教师提出的问题，分析本课时的重、难点内容。
PPT演示问题及答案
第二层级学习过程
知识点一：
比较“H2O2在不同条件下的分解”实验解读
1.PPT演示实验原理，引导学生思考：如果改变反应条件，反应速度是否会改变？如何改变？2.PPT演示实验步骤（如下图），强调实验的自变量和因变量，以及实验遵循的两个原则：对照原则和单一变量原则。3.PPT演示实验现象（如下图），引导学生得出正确的结论。4.点拨实验注意事项。
观看PPT演示，思考：1.实验现象：4号试管产生气泡的速度最快，带火星的卫生香复燃最剧烈。2.实验结论：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高，即具有高效性。3.酶的来源及使用要求：H2O2酶可来自新鲜的动物肝脏或马铃薯细胞；使用时要保持新鲜，以充分发挥催化效应，肝脏或马铃薯块要剪碎，以便H2O2酶与反应物充分混合。
PPT演示实验原理、方法步骤、现象等
知识点二：对酶的化学本质及作用机理的认识
1.PPT演示科学家关于酶本质的探索图解，引导学生认识酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数为RNA的事实。2.PPT演示酶降低活化能的图解，引导学生了解酶是生物催化剂，有催化作用。3.强调如何证明酶的化学本质，是蛋白质呢？还是RNA呢？可设计实验，其原理如下：①证明某种酶是蛋白质实验组：待测酶液+双缩脲试剂→是否出现紫色反应对照组：已知蛋白液+双缩脲试剂→出现紫色反应②证明某种酶是RNA实验组：待测酶液+吡罗红染液→是否呈现红色对照组：已知RNA溶液+吡罗红染液→呈现红色
观看PPT演示，思考：1.科学家探索酶本质的历程。2.酶的定义、作用、化学本质。3.证明酶化学本质的实验设计思路。
PPT演示
第三层级学习过程
课堂巩固
布置学生完成[基础智能检测]。
课堂独立完成[基础智能检测]中的题目。
PPT演示答案
展示讲评
1.抽查完成情况及通过提问检查学习效果。2.对学生课堂所作出的努力给予鼓励，肯定学生的成绩，同时点评题目中容易出错的内容，分析原因，引导学生得出合理的答案。如学生很容易想当然地认为只要是酶，就能与双缩脲试剂发生紫色反应，而不去考虑某种酶的化学本质是不是RNA。3.通过点评，对课堂教学内容作必要的补充。如酶作为生物催化剂，同无机催化剂一样，反应前后，其质量和性质保持不变。
1.分组讨论题目答案，配合教师课堂教学，与教师探讨易错知识点，做好笔记。2.认真记好教师补充的内容。
口述
第四层级学习过程
反思感悟
随同学生一起思考这一堂课中学了什么内容，学到了什么内容。指导学生补充完成[思维导图构建]，将知识进行初步的有机综合。
1.思考课堂上接触到的知识，完成一个知识由“厚”变“薄”的过程。2.填写[思维导图构建]，加强知识间的联系，争取对所学内容有更进一步的理解。
口述（教师、学生互动）
课堂小结
1.简要叙述本课堂主干知识：①酶的作用；②酶具有高效性（“比较H2O2在不同条件下的分解”的实验）；③酶的本质（关于酶本质的探索）。2.讲述学习中需多加注意之处及知识之间的联系，明确该部分内容在整个高中生物中的地位。3.完善板书，布置课外作业（如固学案）。
1.与教师共同梳理本课堂主干知识，找出自己的不足，完善自己的知识结构。2.理解该部分内容在整个高中生物中的地位，做到对知识进行宏观的控制。3.完善笔记，合理安排作业时间。
PPT演示板书
课外拓展
继续探究
提出问题，引导学生思考，为下一课时内容的学习做好铺垫：酶的催化作用受哪些因素影响呢？
PPT演示问题第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。
（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？
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
1
2
3
4
实验原理
过氧化氢在高温或Fe3＋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2
mL
3%的H2O2溶液
第二步
90
℃热水浴
用滴管加2滴3.5%FeCl3溶液
用滴管加2滴质量分数为20%肝脏研磨液
观
察
观察气泡冒出情况，并记录
现象
无
较多
较多
很多
将点燃的卫生香放在液面上
没变化
火头变亮
火头变亮
复燃
原
因
没有生成氧气
生成了少量氧气
生成了少量氧气
生成了大量氧气
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2
mL
H2O2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。
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.D
2.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
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.说明FeCl3中的Fe3＋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。
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Fe3＋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：
κ=Ae－E/RT（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：
E=RT2（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（activation
energy）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。
（2）邻近效应（proximity
effect）和定向效应（orientation
effect）
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1节
降低化学反应的酶（第2课时）
探究酶的特性
一．教学目标
理解酶的特性
说明酶的特性与酶在细胞代谢中的作用相适应
设计实验探究酶的特性，学会控制变量，设置对照组并观察和检测结果
二．教学重点和难点
教学重点
酶的特性
科学设计探究实验
教学难点
控制变量的科学实验方法
三．教学策略
以小组形式进行合作学习，在师生相互评价中自主建构新的知识和经验，通过讨论和演示的形式提升学生的思维能力。
四．教学过程
教学环节
教学过程
教学意图
课前布置
学生4人为一组，根据四个问题，设计探究实验。问题1：无机催化剂和酶的催化效率谁更高？问题2：一种酶能催化多种化学反应吗？问题3：酶的活性是否受温度影响？问题4：酶的活性是否受pH影响？
培养学生合作学习的意识；学会通过控制变量设计实验探究问题
新课导入
知识回顾：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。酶的化学本质是什么？酶加快化学反应的原因是什么？酶在细胞外能发挥作用吗？化学反应前后，酶自身会发生变化吗？过渡：酶作为一种生物催化剂，它有什么特性呢？
复习酶的作用和本质，形成知识的自然过渡。
探究酶的高效性
复习实验：比较过氧化氢在FeCl3和过氧化氢酶的催化下的分解速率得出结论：酶的催化具有高效性提问：酶比无机催化剂催化效率更高的本质是什么？学生回答：酶能更加显著地降低反应活化能
学生自主建构出酶具有高效性
探究酶的专一性
小组派代表上台展示自己的实验设计，其他小组和老师进行评价。老师展示自己设计的实验：探究唾液淀粉酶对淀粉和蔗糖的分解作用，学生进行分析评价。视频演示实验操作，学生得出结论：酶具有专一性。提问：还有没有其他思路证明酶具有专一性？学生思考回答。对视频中实验操作提出疑惑：为什么要将试管放入60℃水浴保温？引出温度对酶活性可能有影响
锻炼学生的演讲与表达能力；激发学生之间的竞争意思，引发思维碰撞。
探究温度对酶活性的影响
老师展示实验的设计方案，同学们对方案进行评价。引导性问题：为什么不选用过氧化氢酶？学生评价，师生共同修正实验方案，并视频演示实验操作。学生根据实验结果得出结论：酶的活性受温度影响对实验操作进行分析思考：冰水和沸水中酶的活性是否能恢复？展示温度对酶活性的影响示意图并分析：温度过低，酶的活性受抑制；温度过高，酶的活性丧失。联系生活：为什么生病发烧后，没有食欲？农夫与蛇的故事。
培养学生评价实验的能力；提升学生分析曲线的能力；学会联系所学知识，解释生活现象。
探究pH对酶活性的影响
根据上面的实验，学生对自己的实验进行修正，并提醒学生不能用淀粉酶。请小组派代表上台展示并演示实验。根据实验现象，得出结论：酶的活性受pH影响展示pH对酶活性的影响示意图并分析：强酸和强碱会破坏酶的空间结构，使其活性丧失。联系生活：人身体内不同部位酶的最适pH不同胃内的酶最适pH为1~2小肠内的酶最适pH为7~8
培养学生知识和思维迁移的能力；提升学生分析曲线的能力；学会联系所学知识，解释生活现象。
小结
正是因为酶的这些特性，才使得细胞代谢能够在温和的条件下高效地进行。
新旧知识融会贯通
反思
这节课学到了什么？设计实验的科学方法掌握了酶的特性酶在温和的条件下催化化学反应…………
五．板书设计
探究酶的特性
酶具有高效性
酶具有专一性
酶的活性受温度影响
酶的活性受pH影响
六．教学反思
本节课以学生课前通过小组合作学习，设计的四个探究实验为主线，通过自我评价和师生评价展开。整个课堂气氛轻松活跃，引发了学生之间的思维碰撞。课堂以学生为主体，体现了少教多学和以生为本的思想。学生通过不断试错自主建构了知识和经验，通过一些引导性的问题激活学生的思维，目标达成效果较好。但由于本人经验不足，对教材的解读还不够深刻，对课堂的把控力还存在一些不足，一些专业性表述上还不够通俗简洁明了。今后需要在这些方面多下功夫。
0
最适温度
t/℃
υ/mmol·s-1
0
最适pH
pH
υ/mmol·s-1
温和的条件

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