科学·技术·社会　酶为生活添姿彩课堂实录【2】

第1节 降低化学反应活化能的酶

一、教学目标

1、说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。

2、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。

3、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。

二、教学重点、难点及解决方法

1、教学重点：酶的作用、本质和特性。

2、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。

三、教学过程

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。

3酶1、实验原理：2H2O22H2O＋O2

2H2O2Fe2H2O＋O2

2、实验步骤及现象

试管号

1 2 3 4 3%的过氧化氢溶液

2mL 2 mL 2 mL 2 mL 控制变量

实验处理

90℃左右水浴加热

滴加3.5%FeCl3溶液2滴

滴加20%肝脏研磨液2滴

气泡多少

很少

较多

很多

点燃的卫生香检测

燃烧但不猛烈

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

生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1 3.5%的FeCl3溶液1滴

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进行实验：

自变量

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

因变量

H2O2分解速度用产生气泡的数目多少表示

第2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

无关变量

加入试剂的量；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨液的新鲜程度。

对照组

1号试管

实验组

2、3、4号试管

序号

1 2 3 4 5 6 7 3、实验结论

实验操作内容

注入可溶性淀粉溶液

注入蔗糖溶液

注入淀粉酶溶液

将试管放在60℃水中

加入斐林试剂

放热水于大烧杯中加热煮沸

观察实验现象

试管1 2ml

2ml 5分钟

2ml 1分钟

试管2

2ml 2ml 5分钟

2ml 1分钟

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

2、步骤

序号

1 2 3 4 5 6 7 8

序号

1 2 3 4 实验操作内容

注入等量的新鲜淀粉溶液

注入等量的不同PH的溶液

注入等量的可溶性淀粉溶液

放60℃热水中相等时间

试管1 1mL 1 mL蒸馏水

2 mL 5分钟

试管2 1 mL 1 mL NaOH 2 mL 5分钟

试管3 1 mL 1 mL HCl 2 mL 5分钟

注入可溶性淀粉溶液

2ml 注入新鲜淀粉酶溶液

放置温度

保温时间

混合

保温时间

滴碘液

观察实验现象

60℃

5分钟

2ml

100℃

5分钟

2ml

0℃

5分钟

1ml 60℃

5分钟

1ml 100℃

5分钟

1ml 0℃

5分钟

实验操作内容

试管1 试管2 试管3 试管1′

试管2′

试管3′

试管1′

试管2′

试管3′

5分钟

1滴

5分钟

1滴

5分钟

1滴

5 6 7 加等量斐林试剂并摇匀

放热水中用酒精灯加热煮沸

观察实验现象

2 mL 1分钟

2 mL 1分钟

2 mL 1分钟

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。