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新陈代谢与酶
【教学目标】
1、知识：学生知道新陈代谢和酶的概念、酶的发现过程、酶的特性。
2、能力：在引导学生探究酶的特性和影响酶活性因素的过程中，初步培养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。
3、情感、态度、价值观：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。
【教学重点】酶的概念和特性
【教学难点】探索酶专一性和高效性的实验
【课 时】2课时
【教学过程】
1、导入：
师：同学们，通过前面的学习，大家还记得生物与非生物最本质的区别是什么吗？
生：新陈代谢
师：对，非常不错。我们知道生物体内时时刻刻都在进行着新陈代谢，只有在此基础上生物才表现出生长、发育、遗传和变异等基本特征。如果新陈代谢一旦停止，生命也就结束了。那么什么是新陈代谢呢？它与哪些物质有关呢？带着这些疑问，我们共同走进今天的新课——第三章 第一节 新陈代谢与酶
2、新课：
首先，我们来看究竟什么是新陈代谢。书上的第一句话就告诉了我们答案，大家说是什么呢？
生：新陈代谢是生物体内全部有序的化学变化的总称。
师：对，很好。回顾我们前面学习的知识，我们是不是学习过细胞里的一些化学反应呢，比如说在核糖体上合成蛋白质，在线粒体里分解有机物。我们学化学时，知道很多化学反应都需要在催化剂的作用下进行的，那么生物体内的化学变化是不是也需要呢？
生：需要
师：对，而这种催化剂就是我们今天要学习的一个重要内容——酶。那么它究竟是一种什么样的物质呢？它有何特点呢？对于这些问题，曾困扰了很多科学家们，那么他们是如何一步步的研究酶的呢？下面我们就跟随他们的脚步来揭开酶的神秘面纱。
我想大家通过初中的学习都知道了我们的胃以及鸟类的胃是具有化学性消化作用的，也就是说它能分解食物中的有机物。但是很久以前人们并不清楚，他们认为鸟类的胃具有物理性消化，即能磨碎食物。直到1773年，意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验才让人们对此观点持否定的态度。那么这个实验是如何进行的呢？
他首先将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰将吞下去，多一段时间后，再将小笼子取出来，结果发现笼内的肉块消失了。
那么通过这个实验现象，我们能得出什么结论呢？或者猜想斯帕兰札尼能得出什么结论呢？
生；胃液里一定含有消化肉块的物质。
师：对，也就是说胃具有化学性消化作用。那么这个实验巧妙之处在哪呢？
生：肉块不会受到胃的物理性消化，而胃液却能流入笼内。
师：好，那么究竟是什么物质将肉块消化了呢？当时并不清楚，直到1836年，德国科学家施旺，从胃液里提取出来消化蛋白质的物质，即胃蛋白酶，才真正的解开了胃的消化之谜。那究竟酶的化学本质是什么呢？无机物还是有机物呢？
生：不清楚
师：随着科学的进步，在20世纪20～30年代时，科学家们相继提取出了多种酶的蛋白质结晶，指出酶是一类具有生物催化的蛋白质。比如说：1926年，美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶的结晶，并通过化学实验验证脲酶是一种蛋白质。那么是不是说所有的酶都是蛋白质呢？
生：……
师：事实上不是的，呵呵。在20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现了少数RNA也具有催化作用。这就是酶发现的整个历程，从这个过程中，我们可以看出对事物的认识是会随着科学的发展不断深入的，而人类的进步也都离不开那些在实验室默默无闻的科学家们。那么从这一发现历程中，大家能否总结得出酶的概念呢？
生：酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数是RNA。
师：好，在这里老师要强调三点。1、酶来源是活细胞2、酶的功能是催化作用3、酶的本质是大多数是蛋白质。
大家知道许多化学反应需要在无机催化剂才能进行，那么酶与无机催化剂相比有哪些不同特点呢？下面我们就通过下面的实验来探讨。
【实验四】 比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率
实验步骤：
操作序号 项 目 1号试管 2号试管
1 3%的H2O2溶液 2mL 2mL
2 催化剂 2滴肝脏研磨液(20%) 2滴FeC l3（3.5%）溶液
3 振荡试管 √ √
实验演示：如图1
实验现象：
试管1：产生气泡快，而且多，气泡使卫生香燃烧猛烈
试管2：产生气泡慢，而且少，气泡使卫生香燃烧不猛烈
实验结论： 酶具有高效性
【实验五】探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用
(
实验演示
：如图
2
实验现象
：
试管
1
：
有砖红色沉淀出现
试管
2
：
无现象
实验结论：
酶具有
专一性
)实验步骤：
操作序号 项 目 1号试管 2号试管
1 注入可溶性淀粉溶液 2mL /
2 注入蔗糖溶液 / 2mL
3 注入新鲜淀粉酶溶液 2mL 2mL
(
图
1
) (
图
2
)
师：通过上面的两个实验，我们知道了酶具有的特点有：高效性和专一性。高效性体现在，酶的催化效率是无机催化剂的107 ～1013。而专一性体现在：每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。比如说二肽酶可以水解任何两种氨基酸组成的二肽。除此之外，还有没有其他的特点呢？
生：……
师：我们知道在化学反应在生物体内发生的，这个环境相对温和。因此酶需要在一个适宜的条件下，才能发挥作用。这个适宜的条件就是最适的温度和酸碱度（PH）。科学实验表明：高温，低温以及过酸和过碱，都会影响酶的活性。其中过酸、过碱、高温能破坏酶的结构，使酶的活性消失。请大家看书上图3-3和图3-4。
3、小结：
通过这节课的学习，我们知道了生物的新陈代谢是在酶的催化下进行的，酶是活细胞产生的一种有机物，具有高效性和专一性，需要适宜的条件。生物体只有在新陈代谢的基础上才能表现出生长、发育等特征。
【板书设计】
新陈代谢与酶
酶的发现
1773，意大利 斯帕兰札尼，得出胃具有化学性消化作用。
1836，德国 施旺，从胃液中提取出了胃蛋白酶/
20世纪30年代，科学家指出酶是一类具有催化作用的蛋白质
20世纪80年代，美国 切赫和奥特曼，发现少数RNA也具有生物催化作用。
酶的特性
1、酶具有高效性-----【实验四】
2、酶具有专一性-----【实验五】
3、需要适宜的条件
附：
1.（09重庆卷）下列有关酶的叙述，正确的是（ ）
A. 高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
B. 酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质
C. 细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶
D. 细胞质中没有作用于DNA的解旋酶
2.（09辽宁、宁夏卷）右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是（ ）
A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降
B．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性上升
C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存
D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重
西南大学生命科学学院 李代琴制作

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