高一上冊生物學(xué)《二 酶的特性（2）》教學(xué)設(shè)計

1、“二酶的特性（2）”教學(xué)設(shè)計說明：教師通過視頻課程教學(xué)設(shè)計，明確本節(jié)課所教授的知識體系或技能方法,并通過一定的教學(xué)環(huán)節(jié)提升學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)，體現(xiàn)教學(xué)評一致性。一、（教學(xué)目標(biāo)）學(xué)習(xí)目標(biāo)與重難點1. 學(xué)習(xí)目標(biāo)（教學(xué)目標(biāo)）（1）通過探究影響酶活性的條件，闡明酶的作用條件較溫和（2）酶的分布與細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系2. 學(xué)習(xí)重難點（教學(xué)重難點）（1）學(xué)習(xí)重點（教學(xué)重點）1、酶的作用條件較溫和2、酶的分布與細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系（2）學(xué)習(xí)難點（教學(xué)難點）1、探究影響酶活性的條件2、探究實驗中控制變量的科學(xué)方法二、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)師生活動設(shè)計意圖課程導(dǎo)入問題引入：上節(jié)課我們通過將酶和無 機催化劑進(jìn)行對比，得出了酶

2、的催化作用 具有專一性。那么許多無機催化劑能在高 溫、高壓、強酸或強堿條件下催化化學(xué)反 應(yīng)，那么酶起催化作用又需要怎樣的條件 呢？對比酶和無 機催化劑，繼續(xù) 探究酶的特性。一、概念建構(gòu)學(xué)習(xí)課本82頁的探究實踐：影響酶 活性的條件。思考什么是酶活性？如果細(xì) 胞生活的環(huán)境條件發(fā)生了變化，酶活性究 竟會怎樣變化呢？請同學(xué)們看以下一段背景知識1、在初中做消化酶實驗時需要控制 溫度等實驗條件。2、不同消化液的ph不一樣，唾液的 ph為6. 2到7. 4,胃液的ph為0. 9到1. 5, 小腸液的ph為7.60唾液淀粉酶會隨唾 液流入胃，胃蛋白酶會隨食糜進(jìn)入小腸。那么讀了這段背景知識，你能提出 什么樣的問

3、題呢？下面請同學(xué)們思考你 提出的問題有沒有探究的價值，能不能通 過探究實驗找到答案。如果可以，那么請 針對提出的問題作出假設(shè)。依據(jù)酶的化學(xué)本質(zhì)一般是蛋白質(zhì)，而 蛋白質(zhì)會受到環(huán)境因素的影響。同學(xué)們可 能會提出溫度會影響酶活性以及ph會影 響酶活性的假設(shè)。那么如何驗證自己的假 設(shè)呢？實驗?zāi)康姆浅Ｃ鞔_，就是探究溫度或 者ph對酶活性的影響。那么自變量就是 溫度或者ph,因變量就是酶活性，而因變 量酶活性的觀測指標(biāo)需要根據(jù)相應(yīng)的酶 促反應(yīng)來確定。所以我們的實驗思路即 為：在不同的溫度或者ph條件下，讓底 物在酶的催化下進(jìn)行反應(yīng)，然后檢測底物 的分解速率或者底物的剩余量。在設(shè)計實驗時，需要思考以下兒個問

4、 題： 材料用具提到了兩種酶溶液，那么 你將選擇哪一種酶作為實驗材料？為什 么選擇這種酶？ 實驗中應(yīng)該如何控制自變量？怎 樣觀察或檢測因變量？ 怎么排除自變量以外的因素對實 驗結(jié)果造成干擾？ 根據(jù)自己做出的假設(shè)，你預(yù)期會看 到怎樣的實驗結(jié)果？比如酶活性升高或 降低時，會出現(xiàn)什么樣的實驗現(xiàn)象？將預(yù) 期的實驗結(jié)果記錄下來。明確酮活性 的概念，開始進(jìn) 行探究實驗的設(shè) 計。閱讀背景知 識，提出問題， 作出假設(shè)。引出探究實 驗的實驗?zāi)康模?設(shè)計思路。根據(jù)提供的 材料用具，思考 如何選擇材料， 如何控制變量， 如何檢測因變 量，如何預(yù)期實 驗結(jié)果。明確探究溫 度對酶活性影響 的實驗中的自變 量、因變量以及

5、 無關(guān)變量等問 題。強化實驗操作在酶和淀粉 混合之前，務(wù)必 各自在設(shè)定的溫 度保溫好五分 鐘，不能混合后 再保溫。一旦混 合，二者就會快 速完成反應(yīng)，因 為酶的催化具有 高效性。在探究溫度對酶活性的影響時，如何 解決上述的問題？因為過氧化氫在不同溫度下有不同 的分解速率，高溫下可以自身分解，會給 實驗引入了額外的變量。所以適宜選用: 淀粉和淀粉酶來探究溫度對酶活性的影 響。那么自變量也就是溫度，其設(shè)置方法 我們可以根據(jù)所提供的材料用具來決定， 一般淀粉酶常用的是a-淀粉酶，最適合 的催化溫度大概在60°c,所以我們可以 準(zhǔn)備60°c的水、沸水以及冰水。而因變量也就是酶活性，

6、它的觀測指 標(biāo)我們可以通過滴加碘液后觀察溶液 顏色變化來記錄。材料用具里提供了碘液 還有斐林試劑，本實驗因變量的觀測指標(biāo) 不宜選用斐林試劑來檢測是否有還原糖 的生成，因為斐林試劑檢測需要水浴加 熱，而加熱會改變反應(yīng)體系的溫度，從而 給實驗又引入了額外的變量。那么在探究溫度對酶活性的影響時， 二、概念對比或應(yīng) 怎樣排除ph和其他因素對實驗結(jié)果造成 用干擾呢？ 一定要讓每個處理組的無關(guān)變量保持一致，例如ph要調(diào)至相同且適宜。最后根據(jù)酶絕大多數(shù)都是蛋白質(zhì)，而 蛋白質(zhì)容易受到環(huán)境因素影響，我們可以 預(yù)測：在a-淀粉酶比較適宜催化的60°c 處理組，酶活性較高，使得淀粉分解，因 此加入碘液不變

7、色，而其他組的溫度可能 會降低a -淀粉酶的活性，使得淀粉有剩 余，加碘液會變藍(lán)色。實驗步驟：第一步，我們要準(zhǔn)備六支試管，并且 編號。其中在1號、3號、5號三支試管 中分別加入2ml淀粉溶液。2號、4號、6 號三支試管中分別加入iml淀粉酶溶液。第二步，將1號試管和2號試管進(jìn)行 冰水浴保溫五分鐘，將3號試管和4號試 管在60°c水浴保溫五分鐘，將5號試管 和6號試管進(jìn)行沸水浴五分鐘。第三步，將2號試管中的溶液倒入1 號試管進(jìn)行混合，將4號試管中的溶液倒 入3號試管中進(jìn)行混合，將6號試管中的 溶液倒入5號試管中進(jìn)行混合。第四步，混合之后將1號試管、3號 試管以及5號試管分別在冰水浴、6

8、0°c水 浴、沸水浴條件下保溫兩分鐘。第五步，加入兩滴碘液，觀察顏色變 化。因為在100攝氏度的高溫下，淀粉結(jié) 構(gòu)被破壞，不能與碘液形成藍(lán)色絡(luò)合物， 遇碘不變藍(lán)。所以5號試管在完成反應(yīng) 后，先在自來水下沖涼，然后再加入碘液 進(jìn)行檢測。那么究竟會出現(xiàn)什么樣的顏色變化 呢？請同學(xué)們認(rèn)真觀看探究溫度對酶活 性影響的實驗操作視頻，并闡述實驗結(jié) 果。根據(jù)視頻中看到的實驗現(xiàn)象，可以得 出實驗結(jié)果：1號試管及5號試管溶液變 為深藍(lán)色，說明淀粉被分解得極少或未分 解，3號試管溶液幾乎未變色，說明淀粉 幾乎被徹底分解。由此可以得到實驗結(jié) 論：溫度過低或過高都會降低淀粉酶的活 性，60°c時其

9、活性較高。那么在探究ph對酶活性的影響時應(yīng) 該怎么選擇實驗材料，確定自變量的設(shè)置 方法以及因變量的檢測方法呢？當(dāng)自變量為ph時適宜選用：過氧化 氫溶液和肝臟研磨液來進(jìn)行探究實驗。自 變量也就是ph,其設(shè)置方法可以選用材 料用具提供的：緩沖液，鹽酸溶液和氫氧 化鈉溶液。因變量酶活性的觀測指標(biāo):可以通過 檢測反應(yīng)產(chǎn)物氧氣產(chǎn)生的速率，或者可以 插入衛(wèi)生香觀察衛(wèi)生香復(fù)燃情況。那么怎樣排除溫度和其他因素對實 驗結(jié)果造成干擾呢？無關(guān)變量一定保持 一致，例如將溫度調(diào)至相同且適宜。一般來說，酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催 化作用的有機物，活細(xì)胞的ph和緩沖液 最接近，因此在緩沖液組的ph條件下， 酶活性較高，因此預(yù)測

10、：緩沖液組氣泡產(chǎn) 生最快，衛(wèi)生香復(fù)燃劇烈。而其他組的 ph可能會降低酶的活性，影響反應(yīng)的強 度。實驗步驟。根據(jù)實驗現(xiàn) 象闡明實驗結(jié) 果，得出實驗結(jié) 論。不適宜選用 淀粉溶液和淀粉 酶溶液。因為酸 可以催化淀粉水 解；調(diào)節(jié)ph值所 營造的酸性環(huán)境 會干擾堿性的斐 林試劑對淀粉分 解的檢測；堿性 環(huán)境會干擾碘液 與淀粉的藍(lán)色反 應(yīng)；而斐林試劑 的堿性又會影響 淀粉酶的活性。 所以還是適宜選 用過氧化氫溶液 和肝臟研磨液。掌握實驗步 驟，注意操作易 錯點。第一步，準(zhǔn)備三支試管，并且編號。 在三支試管中，分別加入兩滴肝臟研磨液。第二步，在1號試管中加入1ml ph=7 的緩沖液，在2號試管中加入1ml

11、鹽酸溶 液，在3號試管中加入1ml氫氧化鈉溶液。第三步，在三支試管中分別加入兩毫 升過氧化氫溶液。注意需要事先在肝臟研磨液中加入 調(diào)節(jié)ph的溶液，之后再將酶溶液和底物 進(jìn)行混合，否則尚未調(diào)節(jié)ph反應(yīng)就已經(jīng) 結(jié)束，因為酶的催化具有高效性。第四步，觀察氣泡生成的速率，或者 插入衛(wèi)生香，觀察復(fù)燃情況。根據(jù)視頻中看到的實驗現(xiàn)象，可以得 出實驗結(jié)果：1號試管氣泡多、衛(wèi)生香復(fù) 燃快，說明此ph條件下足。2被催化分解 產(chǎn)生了氧氣。2、3號試管幾乎無氣泡產(chǎn) 生且衛(wèi)生香不復(fù)燃,說明此ph條件下h202 幾乎不被分解。實驗結(jié)論：pll過酸或過 堿都會降低過氧化氫酶的活性，ph為7 時其活性較高。三、概念遷移通過對

12、兩個探究實驗的實驗結(jié)論進(jìn) 行歸納整合，可以得出：1、溶液的溫度和ph均會影響酶活 性。2、與無機催化劑相比，酶所催化的 化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn) 行。到底不同溫度或者不同ph條件下， 酶的活性差別有多大呢？下面我們以溫 度為例做進(jìn)一步探究，學(xué)習(xí)將定性實驗變 為定量實驗。定量實驗的基本思路和實驗步驟：1、分組：設(shè)置 0°c、20°c、40°c、 60°c、80°c. 100°c 6個溫度梯度進(jìn)行催 化反應(yīng)。2、記錄反應(yīng)時間：從反應(yīng)開始，每 隔imin從每個反應(yīng)管中吸取一滴反應(yīng)液 用碘液檢測淀粉的有無，記錄反應(yīng)液中檢 測不到淀粉

13、所需的時間。3、酶活性計算：以反應(yīng)液中檢測不 到淀粉所需時間的倒數(shù)作為酶活性高低 的檢測指標(biāo)。然后可以根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出溫通過探究實 踐，得出酶的作 用條件較溫和。學(xué)習(xí)將定性 實驗變?yōu)槎繉?驗。度對酶活性影響的曲線?？茖W(xué)家采用定量分析的方法，分別在 不同的溫度和ph條件下，測定同一種酶 的活性，根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)繪制成曲線 圖。引出溫度或 者ph對酶活性的 影響曲線圖。闡明酶的分 布與細(xì)胞結(jié)構(gòu)和 功能的關(guān)系。酶在我們的 生活和生產(chǎn)中的 應(yīng)用，為我們的 生活添姿彩。分析這兩個曲線圖可以看出，在最適 宜的溫度和ph條件下，酶的活性最高。 溫度和ph偏高或偏低，酶活性都會明顯 降低。同學(xué)們可以想想是不是

14、在感冒發(fā)燒 時會有些食欲不振？就是因為體溫偏高 時，偏離了酶的最適溫度，我們體內(nèi)的消 化酶的活性也會變差。那么在過酸、過堿或溫度過高，會使 酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。 在0°c左右時，酶的活性很低，但酶的 空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性 還會升高。因此酶制劑適宜在低溫下保 存。細(xì)胞中的各類化學(xué)反應(yīng)之所以能有 序進(jìn)行，還與酶在細(xì)胞中的分布有關(guān)。拿 植物葉肉細(xì)胞來說，與光合作用有關(guān)的酶 分布在葉綠體內(nèi)，與呼吸作用有關(guān)的酶分 布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體內(nèi)，這樣，光合 作用與呼吸作用在細(xì)胞內(nèi)不同的區(qū)室同 時進(jìn)行，就可以互不干擾了。溶菌酶能夠溶解細(xì)菌的細(xì)胞壁，具有 抗菌消炎的作用。

15、在臨床上與抗生素混合 使用，能增強抗生素的療效。果膠酶能分解果肉細(xì)胞壁中的果膠， 提高果汁產(chǎn)量，使果汁變得清亮。加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更強的 去污能力，能把衣物清洗得更加干凈鮮 亮。含酶牙膏可以分解細(xì)菌，使我們的牙 齒亮潔，口氣清新。多酶片中含有多種消化酶，人在消化 不良時可以服用。胰蛋白酶可用于促進(jìn)傷口愈合和溶 解血凝塊，還可以用于去除壞死組織，抑 制污染微生物的繁殖。利用脂肪酶處理廢油脂，制造生物柴 油，既保護了環(huán)境又使其得到合理利用。青霉素?；改軐⒁仔纬煽顾幮缘?青霉素改造成殺菌力更強的氨茉青霉素。自然界中存在的酶并不完全適于在 生活和生產(chǎn)上應(yīng)用?？茖W(xué)家利用酶工程技 術(shù)對酶進(jìn)行改造，使之更加符合人們的需 要。四、評價與反饋下面; 將剛米摘 水中熱燙， 這是因為:a. 提高茨b. 改變耳c. 破壞成d. 破壞米 性下圖: 敘述正確我們一起來做一下課堂反饋： 的新鮮糯玉米立即放入85°c的 處理2min,可較好地保持甜味。 加熱會（）e粉酶的活性溶性糖分子的結(jié)構(gòu):粉酶的活