關(guān)于酶本質(zhì)的探索教案

1、教材 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū) 生物 分子與細(xì)胞 人民教育出版社第四章 細(xì)胞的能量供應(yīng)與利用 課時(shí)二 關(guān)于酶本質(zhì)的探索（1課時(shí)）教學(xué)目標(biāo)：一、知識(shí)目標(biāo)：1.概述酶的本質(zhì)。二、能力目標(biāo)：1.通過(guò)分析酶本質(zhì)的探究歷程，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的技能訓(xùn)練；2.通過(guò)分析酶本質(zhì)的探究歷程，進(jìn)行歸納總結(jié)的思維訓(xùn)練。三、情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)目標(biāo)：1.認(rèn)同科學(xué)發(fā)展是在不斷地探索和爭(zhēng)論中進(jìn)行的，養(yǎng)成自覺(jué)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，討論問(wèn)題的習(xí)慣；2.認(rèn)同科學(xué)的發(fā)現(xiàn)需要質(zhì)疑、創(chuàng)新、勇于實(shí)踐、合作的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)：1.概述酶的本質(zhì)；2.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和歸納總結(jié)的技能訓(xùn)練。教學(xué)難點(diǎn)：1. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和歸納總結(jié)的技能訓(xùn)練。教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師行為預(yù)

2、設(shè)學(xué)生行為教學(xué)意圖、教學(xué)策略和媒體一、復(fù)習(xí)舊知識(shí)，導(dǎo)入新課通過(guò)上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們已經(jīng)知道酶是通過(guò)降低反應(yīng)的活化能，讓反應(yīng)快速高效的進(jìn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)它的催化作用的。提問(wèn)：酶到底是什么物質(zhì)呢？科學(xué)家是怎么知道的呢？學(xué)生回憶、傾聽(tīng)、思考。以學(xué)生熟悉的知識(shí)點(diǎn)導(dǎo)入，引起注意，關(guān)注課堂。二、1.提出問(wèn)題2. 作出假設(shè)3. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)4.實(shí)施實(shí)驗(yàn)5.得出結(jié)論回到課本，引出酶的探索和釀葡萄酒有關(guān)：在19世紀(jì)，由于釀出的葡萄酒經(jīng)常變酸，受這一問(wèn)題困擾，科學(xué)界非常重視對(duì)發(fā)酵過(guò)程的研究。當(dāng)時(shí)已經(jīng)知道釀酒就是讓糖類(lèi)變成酒精和二氧化碳，這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為發(fā)酵。提問(wèn)：發(fā)酵是怎樣產(chǎn)生的呢？條件是什么呢？早期許多化學(xué)家發(fā)酵是一個(gè)純化

3、學(xué)過(guò)程，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)。真的是這樣嗎？請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文第三段。法國(guó)著名微生物學(xué)家巴斯德提出質(zhì)疑，并于1854年開(kāi)始研究酒精工業(yè)。他將發(fā)酵中的液體帶回實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀(guān)察，并大膽將顯微技術(shù)觀(guān)察運(yùn)用到發(fā)酵的研究中，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了酒中含有酵母菌。因此，他提出了一個(gè)大膽的假設(shè)：發(fā)酵過(guò)程與酵母菌的生長(zhǎng)和增殖有關(guān)。經(jīng)過(guò)了三年實(shí)驗(yàn)，巴斯德提出了他的觀(guān)點(diǎn)：釀酒中的發(fā)酵是由于酵母細(xì)胞的存在，沒(méi)有活細(xì)胞的參與，糖類(lèi)是不可能變成酒精的。即發(fā)酵與細(xì)胞生命活動(dòng)有關(guān)。但是，細(xì)胞生命活動(dòng)又是如何影響發(fā)酵過(guò)程的呢？而同一時(shí)期的德國(guó)化學(xué)家李比希提出了自己的觀(guān)點(diǎn)：引起發(fā)酵的是酵母菌 中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解

4、后才能發(fā)揮作用。請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合多媒體提供的表格比較這兩個(gè)科學(xué)家對(duì)發(fā)酵本質(zhì)提出的觀(guān)點(diǎn)，四人為一組進(jìn)行交流討論，四分鐘后請(qǐng)同學(xué)上臺(tái)分享討論結(jié)果。多媒體展示比較表格。教師巡視。巴斯德李比希主要觀(guān)點(diǎn)發(fā)酵與酵母菌活細(xì)胞生命活動(dòng)有關(guān)發(fā)酵與死亡裂解的酵母細(xì)胞內(nèi)的某些物質(zhì)有關(guān)各有所長(zhǎng)各有所短教師評(píng)價(jià)，對(duì)兩位科學(xué)家的觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行分析比較。從巴斯德的研究領(lǐng)域，他主要強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的整體作用，著重發(fā)酵與細(xì)胞生命活動(dòng)有關(guān)，但是未具體說(shuō)明是酵母菌的哪種物質(zhì)導(dǎo)致了發(fā)酵過(guò)程；從李比希的研究領(lǐng)域來(lái)看，他傾向于從化學(xué)的角度考慮問(wèn)題，著重于發(fā)酵與某些物質(zhì)有關(guān)，但是窄化了物質(zhì)起作用的條件，否認(rèn)了細(xì)胞生命活動(dòng)的重要性。由此可見(jiàn)，兩位科學(xué)

5、家各有所見(jiàn)，他們所爭(zhēng)論的焦點(diǎn)在于發(fā)酵的過(guò)程是否與細(xì)胞生命活動(dòng)有關(guān)。為此，德國(guó)化學(xué)家畢希納綜合了這兩位科學(xué)家觀(guān)點(diǎn)的可取之處，提出：引起發(fā)酵的是酵母細(xì)胞在生命活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的某些物質(zhì)。那么，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證假設(shè)呢？教師問(wèn)題引導(dǎo)（1）實(shí)驗(yàn)該如何取材？（2）采用什么實(shí)驗(yàn)方法？（3）反應(yīng)變量如何設(shè)置？ 請(qǐng)同學(xué)四人為一組對(duì)畢希納提出的假說(shuō)設(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證假說(shuō)的合理性。教師巡視，5min后請(qǐng)甲小組派代表展示討論結(jié)果。教師評(píng)價(jià)總結(jié)，（1）實(shí)驗(yàn)材料：活酵母細(xì)胞 （2）實(shí)驗(yàn)方法：對(duì)比實(shí)驗(yàn) （3）反應(yīng)變量：不含活酵母細(xì)胞的提取液和活酵母細(xì)胞的提取液教師引導(dǎo)學(xué)生分析畢希納的研究過(guò)程：實(shí)驗(yàn)：活酵母細(xì)胞加水?dāng)?/p>

6、拌加壓過(guò)濾不含活酵母細(xì)胞的提取液加入葡萄糖此外，畢希納進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，在糖液中加入活酵母細(xì)胞，釀成了酒。現(xiàn)象：冒出氣泡結(jié)果：酵母細(xì)胞提取液和活酵母細(xì)胞的作用一樣。接著提出以下問(wèn)題：（1） 畢希納把酵母細(xì)胞放在石英砂中用力研磨，是為了什么？（2） 為什么要加壓過(guò)濾，為什么他要得到不含酵母細(xì)胞的提取液？教師評(píng)價(jià)總結(jié)，對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。接著引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：引起發(fā)酵的是酵母細(xì)胞在生命活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的某些物質(zhì)。畢希納將酵母細(xì)胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱(chēng)為釀酶，但是提取液中還含有許多其他物質(zhì)，無(wú)法對(duì)釀酶直接鑒定。學(xué)生傾聽(tīng)、思考。學(xué)生聯(lián)系課文，回答：當(dāng)時(shí)的許多化學(xué)家認(rèn)為這是一個(gè)純化學(xué)過(guò)程，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)。

7、帶著問(wèn)題閱讀課文。認(rèn)真聽(tīng)講，并思考科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)及其過(guò)程。學(xué)生疑惑思考學(xué)生回憶，歸納，探索問(wèn)題答案。學(xué)生傾聽(tīng)、思考學(xué)生傾聽(tīng)、思考。學(xué)生四人為一組，思考并交流討論。甲小組代表表達(dá)討論結(jié)果：實(shí)驗(yàn)材料采用活酵母細(xì)胞。將酵母細(xì)胞中的物質(zhì)分離出來(lái)制成不含酵母細(xì)胞的提取液，加入葡萄糖溶液。還需要補(bǔ)充對(duì)比實(shí)驗(yàn)：將活酵母細(xì)胞直接加入葡萄糖溶液，觀(guān)察兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否一樣。學(xué)生思考并分析畢希納的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。學(xué)生思考并回答問(wèn)題：（1） 將活酵母細(xì)胞的細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞，將里面的 物質(zhì)釋放出來(lái)。（2）加壓過(guò)濾是為了濾去殘余的細(xì)胞及其結(jié)構(gòu)。要得到不含酵母細(xì)胞的提取液是要排除酵母細(xì)胞對(duì)發(fā)酵過(guò)程的影響，使實(shí)驗(yàn)更為嚴(yán)謹(jǐn)。以科學(xué)史引起學(xué)

8、生的興趣，在積極思考的過(guò)程中體會(huì)科學(xué)探究的一般過(guò)程。指導(dǎo)讀書(shū)P81充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，訓(xùn)練學(xué)生從材料中提煉有效信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考的習(xí)慣。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)同科學(xué)發(fā)展是在不斷探索、爭(zhēng)論中進(jìn)行的，培養(yǎng)學(xué)生勇于質(zhì)疑、敢于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度。利用自制多媒體輔助教學(xué)課件展示表格，充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生比較歸納的能力，訓(xùn)練學(xué)生從材料中提煉有效信息的能力。對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的技能訓(xùn)練，從而認(rèn)同科學(xué)的發(fā)展需要質(zhì)疑、創(chuàng)新、合作，以此使學(xué)生養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、討論問(wèn)題的習(xí)慣。利用教材所給資料，合理設(shè)置問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家科學(xué)研究的艱辛，培養(yǎng)學(xué)生敢于探索，勇于探究的科學(xué)精神。利用自制多媒體輔助教學(xué)

9、課件，展示實(shí)驗(yàn)流程。合理設(shè)置問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。三、1. 提出問(wèn)題2. 作出假設(shè)3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)4.實(shí)施實(shí)驗(yàn)5.得出結(jié)論雖然已經(jīng)確定了酶在物質(zhì)變化中的作用，但酶到底是什么物質(zhì)仍是困擾大家的問(wèn)題。要研究酶是什么物質(zhì)，首先就要獲得純度較高的酶，然后才能作出鑒定。美國(guó)科學(xué)家薩姆納在研究酶究竟是什么過(guò)程中作出了杰出貢獻(xiàn)。美國(guó)科學(xué)家薩姆納以刀豆種子中的脲酶入手，著手研究脲酶是什么物質(zhì)？與其他科學(xué)家相同，薩姆納推測(cè)脲酶是蛋白質(zhì)。借助其他科學(xué)家的研究，薩姆納得知刀豆種子中脲酶含量相當(dāng)高，并且這種酶能使尿素分解成氨和二氧化碳，便決定用刀豆種子為原料，提取純酶。從1917年

10、開(kāi)始薩納姆嘗試了各種方法，歷經(jīng)一次又一次的失敗。1926年驚喜發(fā)現(xiàn)用丙酮作溶劑的提取液中出現(xiàn)了結(jié)晶，說(shuō)明提取物達(dá)到一定的純度。教師提問(wèn)：脲酶提取出了，根據(jù)材料如何證明它就是脲酶，不是細(xì)胞中其他有機(jī)物呢？教師引導(dǎo)：那么根據(jù)你所學(xué)過(guò)的知識(shí)，如何證明脲酶就是蛋白質(zhì)呢？教師總結(jié)：1926年薩姆納用丙酮作溶劑的提取液中出現(xiàn)了結(jié)晶，這種結(jié)晶溶于水后能夠催化尿素分解成氨和二氧化碳，因而說(shuō)明該結(jié)晶為脲酶。然后他又用多種方法證明了脲酶是蛋白質(zhì)。學(xué)生傾聽(tīng)、思考學(xué)生思考并回答：根據(jù)材料，脲酶能使尿素分解成氨和二氧化碳，來(lái)判定它是否為脲酶。學(xué)生回憶回答：可以利用雙縮脲試劑的顯色反應(yīng)。學(xué)生傾聽(tīng)。指導(dǎo)讀書(shū)P81利用自制多

11、媒體輔助教學(xué)課件展示設(shè)計(jì)原理。合理設(shè)置問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，使同學(xué)體驗(yàn)酶本質(zhì)的探索。四、1. 進(jìn)一步發(fā)展1926年薩姆納的重要研究成果讓人們知道脲酶就是蛋白質(zhì)。從植物體（刀豆）中提取出的酶是蛋白質(zhì)，從動(dòng)物體提取的酶會(huì)是什么呢？后來(lái)的科學(xué)家又相繼獲得了胃蛋白酶、胰蛋白酶等許多酶的結(jié)晶，并且證明這些酶都是蛋白質(zhì)。所以在以后一段較長(zhǎng)的時(shí)間，人們都認(rèn)為酶就是蛋白質(zhì)。那么，科學(xué)家為什么會(huì)得出這樣的結(jié)論？教師引導(dǎo)：但是，這樣的結(jié)論到了20世紀(jì)80年代美國(guó)科學(xué)家的重要發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了變化：切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作用。此外，1994年Breaker等利用體外

12、選擇技術(shù)首次發(fā)現(xiàn)了切割RNA的DNA分子，稱(chēng)之為脫氧核酶。教師提問(wèn)：根據(jù)后來(lái)的研究，酶都是蛋白質(zhì)嗎？回歸課本，學(xué)生歸納：脲酶是蛋白質(zhì)，胃蛋白酶是蛋白質(zhì)，胰蛋白酶是蛋白質(zhì)。學(xué)生總結(jié)：人們發(fā)現(xiàn)的酶都是蛋白質(zhì)，所以酶是蛋白質(zhì)。學(xué)生回答：不都是。酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA、DNA。 指導(dǎo)讀書(shū)P82充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，訓(xùn)練學(xué)生從材料中提煉有效信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考的習(xí)慣。引導(dǎo)學(xué)生逐步分析科學(xué)家探究歷程，從個(gè)別特征到一般規(guī)律，旨在培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力。五、歸納總結(jié)教師提問(wèn)：1.通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，酶是由什么產(chǎn)生的呢？2.通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí)，酶的作用是什么？3.根據(jù)以往的知識(shí)，我們將RNA

13、和DNA稱(chēng)為核酸，那么蛋白質(zhì)、核酸這一類(lèi)物質(zhì)又可以稱(chēng)為什么呢？教師引導(dǎo)：來(lái)為酶下一個(gè)較為完整的定義：酶是 的具有 的 ，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是核酸。學(xué)生回答：活細(xì)胞學(xué)生回答：催化作用學(xué)生回答：有機(jī)物學(xué)生根據(jù)問(wèn)題提示，補(bǔ)充空格得出完整的酶的定義：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是核酸。以談話(huà)法，一問(wèn)一答，復(fù)習(xí)已有知識(shí)，進(jìn)一步鞏固新知識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力，使學(xué)生真正理解酶的本質(zhì)。利用自制多媒體輔助教學(xué)課件展示酶的定義。板書(shū)設(shè)計(jì)：第一節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課時(shí)二 關(guān)于酶本質(zhì)的探索一、發(fā)酵的本質(zhì)1. 提出問(wèn)題：發(fā)酵的本質(zhì)是什么？2. 作出假設(shè)：畢希納推測(cè)引起發(fā)酵的是酵母細(xì)胞在生命活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的某些物質(zhì)。3. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：（1）實(shí)驗(yàn)材料：活酵母細(xì)胞 （2）實(shí)驗(yàn)方法：對(duì)比實(shí)驗(yàn) （3）反應(yīng)變量：不含酵母細(xì)胞的提取液和活酵母細(xì)胞的提取液4. 實(shí)施實(shí)驗(yàn)：（1）活酵母細(xì)胞加水?dāng)嚢杓訅哼^(guò)濾不含活酵母細(xì)胞的提取液加入葡萄糖（2）活酵母細(xì)胞的提取液加入葡萄糖5. 得出結(jié)論：發(fā)酵是酵母