高一上冊(cè)生物學(xué)《二 酶的特性（2）》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、“二酶的特性（2）”教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明：教師通過(guò)視頻課程教學(xué)設(shè)計(jì)，明確本節(jié)課所教授的知識(shí)體系或技能方法,并通過(guò)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(píng)一致性。一、（教學(xué)目標(biāo)）學(xué)習(xí)目標(biāo)與重難點(diǎn)1. 學(xué)習(xí)目標(biāo)（教學(xué)目標(biāo)）（1）通過(guò)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(diǎn)（教學(xué)重難點(diǎn)）（1）學(xué)習(xí)重點(diǎn)（教學(xué)重點(diǎn)）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(diǎn)（教學(xué)難點(diǎn)）1、探究影響酶活性的條件2、探究實(shí)驗(yàn)中控制變量的科學(xué)方法二、教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)師生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖課程導(dǎo)入問(wèn)題引入：上節(jié)課我們通過(guò)將酶和無(wú) 機(jī)催化劑進(jìn)行對(duì)比，得出了酶

2、的催化作用 具有專一性。那么許多無(wú)機(jī)催化劑能在高 溫、高壓、強(qiáng)酸或強(qiáng)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(duì)比酶和無(wú) 機(jī)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(yè)的探究實(shí)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(huì)怎樣變化呢？請(qǐng)同學(xué)們看以下一段背景知識(shí)1、在初中做消化酶實(shí)驗(yàn)時(shí)需要控制 溫度等實(shí)驗(yàn)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(huì)隨唾 液流入胃，胃蛋白酶會(huì)隨食糜進(jìn)入小腸。那么讀了這段背景知識(shí)，你能提出 什么樣的問(wèn)

3、題呢？下面請(qǐng)同學(xué)們思考你 提出的問(wèn)題有沒(méi)有探究的價(jià)值，能不能通 過(guò)探究實(shí)驗(yàn)找到答案。如果可以，那么請(qǐng) 針對(duì)提出的問(wèn)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(huì)受到環(huán)境因素的影響。同學(xué)們可 能會(huì)提出溫度會(huì)影響酶活性以及ph會(huì)影 響酶活性的假設(shè)。那么如何驗(yàn)證自己的假 設(shè)呢？實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆浅Ｃ鞔_，就是探究溫度或 者ph對(duì)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(cè)指標(biāo)需要根據(jù)相應(yīng)的酶 促反應(yīng)來(lái)確定。所以我們的實(shí)驗(yàn)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(cè)底物 的分解速率或者底物的剩余量。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要思考以下兒個(gè)問(wèn)

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(shí)驗(yàn)材料？為什 么選擇這種酶？ 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該如何控制自變量？怎 樣觀察或檢測(cè)因變量？ 怎么排除自變量以外的因素對(duì)實(shí) 驗(yàn)結(jié)果造成干擾？ 根據(jù)自己做出的假設(shè)，你預(yù)期會(huì)看 到怎樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果？比如酶活性升高或 降低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？將預(yù) 期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄下來(lái)。明確酮活性 的概念，開始進(jìn) 行探究實(shí)驗(yàn)的設(shè) 計(jì)。閱讀背景知 識(shí)，提出問(wèn)題， 作出假設(shè)。引出探究實(shí) 驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?設(shè)計(jì)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(cè)因變 量，如何預(yù)期實(shí) 驗(yàn)結(jié)果。明確探究溫 度對(duì)酶活性影響 的實(shí)驗(yàn)中的自變 量、因變量以及

5、 無(wú)關(guān)變量等問(wèn) 題。強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)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(huì)快 速完成反應(yīng)，因 為酶的催化具有 高效性。在探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，如何 解決上述的問(wèn)題？因?yàn)檫^(guò)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(huì)給 實(shí)驗(yàn)引入了額外的變量。所以適宜選用: 淀粉和淀粉酶來(lái)探究溫度對(duì)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(lái)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(cè)指 標(biāo)我們可以通過(guò)滴加碘液后觀察溶液 顏色變化來(lái)記錄。材料用具里提供了碘液 還有斐林試劑，本實(shí)驗(yàn)因變量的觀測(cè)指標(biāo) 不宜選用斐林試劑來(lái)檢測(cè)是否有還原糖 的生成，因?yàn)殪沉衷噭z測(cè)需要水浴加 熱，而加熱會(huì)改變反應(yīng)體系的溫度，從而 給實(shí)驗(yàn)又引入了額外的變量。那么在探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)， 二、概念對(duì)比或應(yīng) 怎樣排除ph和其他因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成 用干擾呢？ 一定要讓每個(gè)處理組的無(wú)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(cè)：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(huì)降低a -淀粉酶的活性，使得淀粉有剩 余，加碘液會(huì)變藍(lán)色。實(shí)驗(yàn)步驟：第一步，我們要準(zhǔn)備六支試管，并且 編號(hào)。其中在1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)三支試管 中分別加入2ml淀粉溶液。2號(hào)、4號(hào)、6 號(hào)三支試管中分別加入iml淀粉酶溶液。第二步，將1號(hào)試管和2號(hào)試管進(jìn)行 冰水浴保溫五分鐘，將3號(hào)試管和4號(hào)試 管在60°c水浴保溫五分鐘，將5號(hào)試管 和6號(hào)試管進(jìn)行沸水浴五分鐘。第三步，將2號(hào)試管中的溶液倒入1 號(hào)試管進(jìn)行混合，將4號(hào)試管中的溶液倒 入3號(hào)試管中進(jìn)行混合，將6號(hào)試管中的 溶液倒入5號(hào)試管中進(jìn)行混合。第四步，混合之后將1號(hào)試管、3號(hào) 試管以及5號(hào)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?yàn)樵?00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(hào)試管在完成反應(yīng) 后，先在自來(lái)水下沖涼，然后再加入碘液 進(jìn)行檢測(cè)。那么究竟會(huì)出現(xiàn)什么樣的顏色變化 呢？請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真觀看探究溫度對(duì)酶活 性影響的實(shí)驗(yàn)操作視頻，并闡述實(shí)驗(yàn)結(jié) 果。根據(jù)視頻中看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以得 出實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1號(hào)試管及5號(hào)試管溶液變 為深藍(lán)色，說(shuō)明淀粉被分解得極少或未分 解，3號(hào)試管溶液幾乎未變色，說(shuō)明淀粉 幾乎被徹底分解。由此可以得到實(shí)驗(yàn)結(jié) 論：溫度過(guò)低或過(guò)高都會(huì)降低淀粉酶的活 性，60°c時(shí)其

9、活性較高。那么在探究ph對(duì)酶活性的影響時(shí)應(yīng) 該怎么選擇實(shí)驗(yàn)材料，確定自變量的設(shè)置 方法以及因變量的檢測(cè)方法呢？當(dāng)自變量為ph時(shí)適宜選用：過(guò)氧化 氫溶液和肝臟研磨液來(lái)進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。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(cè)指標(biāo):可以通過(guò) 檢測(cè)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(duì)實(shí) 驗(yàn)結(jié)果造成干擾呢？無(wú)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(lái)說(shuō)，酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催 化作用的有機(jī)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(cè)

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(huì)降低酶的活性，影響反應(yīng)的強(qiáng) 度。實(shí)驗(yàn)步驟。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn) 象闡明實(shí)驗(yàn)結(jié) 果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié) 論。不適宜選用 淀粉溶液和淀粉 酶溶液。因?yàn)樗?可以催化淀粉水 解；調(diào)節(jié)ph值所 營(yíng)造的酸性環(huán)境 會(huì)干擾堿性的斐 林試劑對(duì)淀粉分 解的檢測(cè)；堿性 環(huán)境會(huì)干擾碘液 與淀粉的藍(lán)色反 應(yīng)；而斐林試劑 的堿性又會(huì)影響 淀粉酶的活性。 所以還是適宜選 用過(guò)氧化氫溶液 和肝臟研磨液。掌握實(shí)驗(yàn)步 驟，注意操作易 錯(cuò)點(diǎn)。第一步，準(zhǔn)備三支試管，并且編號(hào)。 在三支試管中，分別加入兩滴肝臟研磨液。第二步，在1號(hào)試管中加入1ml ph=7 的緩沖液，在2號(hào)試管中加入1ml

11、鹽酸溶 液，在3號(hào)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(guò)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?yàn)槊傅拇呋哂懈咝?。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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以得 出實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1號(hào)試管氣泡多、衛(wèi)生香復(fù) 燃快，說(shuō)明此ph條件下足。2被催化分解 產(chǎn)生了氧氣。2、3號(hào)試管幾乎無(wú)氣泡產(chǎn) 生且衛(wèi)生香不復(fù)燃,說(shuō)明此ph條件下h202 幾乎不被分解。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：pll過(guò)酸或過(guò) 堿都會(huì)降低過(guò)氧化氫酶的活性，ph為7 時(shí)其活性較高。三、概念遷移通過(guò)對(duì)

12、兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn) 行歸納整合，可以得出：1、溶液的溫度和ph均會(huì)影響酶活 性。2、與無(wú)機(jī)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(shí)驗(yàn)變 為定量實(shí)驗(yàn)。定量實(shí)驗(yàn)的基本思路和實(shí)驗(yàn)步驟：1、分組：設(shè)置 0°c、20°c、40°c、 60°c、80°c. 100°c 6個(gè)溫度梯度進(jìn)行催 化反應(yīng)。2、記錄反應(yīng)時(shí)間：從反應(yīng)開始，每 隔imin從每個(gè)反應(yīng)管中吸取一滴反應(yīng)液 用碘液檢測(cè)淀粉的有無(wú)，記錄反應(yīng)液中檢 測(cè)不到淀粉

13、所需的時(shí)間。3、酶活性計(jì)算：以反應(yīng)液中檢測(cè)不 到淀粉所需時(shí)間的倒數(shù)作為酶活性高低 的檢測(cè)指標(biāo)。然后可以根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出溫通過(guò)探究實(shí) 踐，得出酶的作 用條件較溫和。學(xué)習(xí)將定性 實(shí)驗(yàn)變?yōu)槎繉?shí) 驗(yàn)。度對(duì)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(cè)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(duì)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(gè)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(huì)明顯 降低。同學(xué)們可以想想是不是

14、在感冒發(fā)燒 時(shí)會(huì)有些食欲不振？就是因?yàn)轶w溫偏高 時(shí)，偏離了酶的最適溫度，我們體內(nèi)的消 化酶的活性也會(huì)變差。那么在過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高，會(huì)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(shí)，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(huì)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(lái)說(shuō)，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(shí)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(qiáng)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(qiáng)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(shí)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(hù)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(qiáng)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(duì)酶進(jìn)行改造，使之更加符合人們的需 要。四、評(píng)價(jià)與反饋下面; 將剛米摘 水中熱燙， 這是因?yàn)?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(lái)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(huì)（）e粉酶的活性溶性糖分子的結(jié)構(gòu):粉酶的活