生物催化剂——酶教学设计(教案)

第一节

生物催化剂-酶

【设计背景】本节课的内容为高中教材《生命科学》第四章第一节生物体内的化学反应中有关酶这部分的内容。教材主要介绍了酶的定义、特性、命名方法、应用等，并且设置了《探究酶的高效性》和《探究影响酶的活性的因素》（选做）两个实验。这部分涉及到的催化剂的相关知识，学生已经在化学的学习中接触到了；另外，对于酶是一种生物大分子，利用第二章《生命的物质基础》部分的知识，学生不难理解。有关酶的特性和影响因素这两部分的内容，设计多个实验，目的是由实验现象分析得出相应的知识点，旨在培养学生的生命科学素养。

【教学目标】

知识与技能：1) 认识酶的概念和本质,理解酶的生理学特性

2)理解影响酶活性的因素

3)能够利用影响酶活性的因素来解决生活中的问题。

过程与方法：1）通过酶的高效性、专一性的实验和pH值、温度对酶活性影响的实验探究，体验实验探究活动的一般过程，并训练逻辑思维能力，分析实验现象能力及设计实验的能力。

2）通过坐标曲线图的分析，直接从图上获得信息，锻炼读图分析的能力。

情感态度与价值观：

1）体会实验在生物学研究中的作用地位。

2）关注酶在生产和生活中的应用实例，认识生命科学的价值，激发学科的热情

【教学重点】酶的特性和影响酶活性的因素。

【教学难点】酶的专一性

【教学流程】

利

用唾液淀粉酶引入

利用例题复习总结

并且引出酶的应用

酶的应用

其他因素：抑制剂

（图解）

影响酶活性的因素

读图总结：PH值

影响酶的活性

酶的反应场所、辅酶

演示实验：温度

影响酶的活性

酶的命名

利用酶的发现历程讲述本质和概念

演示实验：酶的高效性

酶的特性

实验设计：酶的专一性

【教学过程】

教学内容

引入

教师活动

咀嚼馒头或者米饭的时候会品尝到丝丝的甜味，而馒头和米饭的主要成分淀粉是没有甜味的，但是淀粉的水解产物麦芽糖是有甜味的。我们口腔中的什么物质催化了淀粉的水解，使之生成了麦芽糖？

（PPT出示材料）

提问：同学们从刚才科学家们探索酶的本质的历程中，知道酶的本质是什么了吗？

酶的本质我们描述为：酶绝大部分是蛋白质，少数是RNA。而蛋白质和RNA都是属于生物大分子物质。同学们看一下我们这节课的标题-酶具有什么功能？具有催化功能。

酶的定义：酶是由活细胞产生的具有催化能力的生物大分子。

演示实验：过氧化氢分解实验

试想一下，在两支含有相同量的过氧化氢（3%H2O2）中分别加入新鲜猪肝的研磨液和三氯化铁溶液，两支试管中的反应速度是否一样？若不一样，哪支试管反应速度快？为什么？这说明了什么？

总结：酶的催化效率（或者说酶的活性）比无机催化剂的催化效率高得多，实际上通常可以达到107~1013倍。因此，酶的作用具有高效性。

学生活动

学生思考

唾液淀粉酶

设计意图

通过生活常识与已学知识引入，激发学生的兴趣。

通过酶的研究历史来培养学生的生物学兴趣，并且锻炼学生在材料中提取关键词的能力。

通过演示实验让学生直观的认识到酶的高效性

通过层层递进的问题引导得出实验结论。

锻炼学生分析实验现象的能力。

锻炼学生设计实验的能力和逻辑思维能力

引导学生利用所学的生命科学的物质基础的知识来解决新的问题,获得新知识

利用图解形象的解释酶的专一性

酶的本质和概念

蛋白质和RNA

催化功能

酶的特性

1、高效性

猜测并给出理由

观察实验现象

2、专一性

情景设计实验：利用所学知识设计实验来探索淀粉酶是否能够对淀粉和蔗糖发挥作用。

依次提示：（1）淀粉可以分解产生麦芽糖，蔗糖可以分解产生葡萄糖和果糖（2）淀粉，蔗糖属于非还原性糖，麦芽糖、葡糖糖和果糖属于还原性糖。（3）实验2.1食物中主要营养成分的鉴定方法中还原性糖的鉴定

提问：请同学们设计实验来探索淀粉酶是否能够对淀粉和蔗糖发挥作用。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶溶液，然后再加入班氏试剂，加热至沸腾，若是淀粉在淀粉酶的作用下可以分解为麦芽糖，则会变为红黄色。若淀粉酶对淀粉不起作用则不变为红黄色。若是淀粉酶能作用于蔗糖使之分解，生成葡萄糖和果糖，则变为红黄色，若不能则不变为红黄色。

提问：同学们猜测一下两个试管会有什么样反应呢？为什么会有这样的现象发生？这说明了什么？（PPT动画演示）

总结：装有淀粉的试管加入班氏试剂，加热后变为红黄色，说明这支试管中有还原性糖的存在，说明淀粉在淀粉酶的作用下分解分解为了麦芽糖。而加入蔗糖的试管中没有还原性糖的存在，即淀粉酶对蔗糖没有起到作用。

这个实验说明了淀粉酶只能催化分解淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。这就说明了酶的另一个特性：专一性。

酶之所以具有专一性是因为酶分子上存在一个特定的活性部位，该部位只有与其所催化的物质在结构和形状上完全契合才能起催化作用，所以，每一种酶只能催化一种或一类化合物（PPT图示）解释酶的专一性：一种：就一对一的关系，比如脲酶

学生回忆第二章的知识来简单的设计小实验。

班氏试剂鉴定还原性糖

思考，认识到酶的专一性

一类：有些酶识别特定的化学键，而对化学键两个基团没有选择性，比如酯酶。

利用例子让学生进一步理解酶的专一性

回答

胰腺产生的分解蛋白质的酶

酶的命名

习惯上命名的原则是：根据来源、底物或者所催化的反应类型而命名，如胃蛋白酶、唾液淀粉酶、DNA聚合酶等。

举例来说：唾液淀粉酶是由唾液腺产生的分解淀粉的酶；DNA聚合酶的作用是催化核苷酸聚合形成DNA的. 练习：分析一下胰蛋白酶的来源和作用

学习完的酶的特性我们再来学习一下影响酶活性的因素

演示实验+提问：在两支含有相同量的过氧化氢溶液中分别加入经高温处理的猪肝研磨液和经高温处理的三氯化铁溶液，同学们猜测一下实验现象跟我们刚才第一个实验现象一样吗？为什么？这说明了什么？

总结：酶的活性受温度的影响。

①最适温度：

②当温度低于最适温度时，酶的活性随着温度的升高而升高，当温度超过最适温度，酶的活性会随着温度的升高而降低，当温度超过一定值，酶会失活。低温不破坏蛋白质空间结构，所以低温条件下酶不会失活，只温度低时物质热运动慢了，导致酶与底物结合概率变下，从而催化效率下降。高温会使酶失活。

过渡

影响酶活性的因素

1、温度

通过前后两个演示实验的对比总结出酶的活性受到温度的影响

2、PH值

猜测并给出理由

不一样，4号试管没有明显现象，第3号试管产生少量的气泡，与1号试管类似。

讲解：除了温度能够影响酶的活性，PH值也能影响酶的活性。

培养学生的识提问：同学们看一下这张图片，看一下几种常见的酶与PH之间的

图能力和图表关系（图4-5）同学们根据我们刚才讲的温度对酶活性的影响来分看图思考

分析能力。

析一下PH值对酶活性的影响。

呼应前面讲的

酶的本质，酶①最适pH：每一种酶都有一个最适pH值。胃蛋白酶：2左右；

总结回答

大部分是蛋白淀粉酶（植物）：5-6；淀粉酶（唾液）：7-8；胰蛋白酶：9-10。

质

②当PH大于或小于最适PH值时，它的活性就会受到影响，甚至

失活

提问：酶为什么在强酸强碱、高温的

回顾蛋白质部条件下失活呢？

分的知识，温酶的本质：绝大多数酶的本质是蛋白

故知新，理解质，蛋白质在高温、强酸和强碱条件

酶失活的本下它的空间结构被破坏，导致蛋白质

质。

丧失生物学活性。即蛋白变性。并且

这种变性是不可逆的。

思考题：唾液淀粉酶随食物进入胃中，能否继续发挥作用把淀粉分

解为麦芽糖吗？为什么？

思考回答

提示：胃中因为含有胃酸，胃内的PH值在1.5左右。

不能，唾液淀粉酶因胃内PH值太低，活性降低甚至失活。

课下阅读广角镜的内容

3.其他因素

抑制剂：除了温度和PH值能影响酶的活性，酶的活性还受到其他因素的影响，比如酶的抑制剂。（PPT图解）

关于抑制剂的作用原理同学们课下阅读P60广角镜。

总结：1．——竞争性抑制。

2．非竞争性抑制。

这个方法已经广泛的运用到了我们的生活中，比如青霉素就是通过抑制细菌形成细胞壁的酶来杀灭细菌的

酶发挥作用的场所

辅酶

讲述：酶要发挥作用，除了需要合适的温度，PH值，还需要合适的场所。有些在细胞内起催化作用，有些则分泌到细胞外才能起到催化作用，比如各种消化酶，都是在细胞内合成分泌到消化道官腔内起作用的。

还有些酶，尤其是与氧化还原反应有关的酶，只有在与辅助因子结合时才显示活性。辅助因子有的是金属离子，有的是小分子有机化和物。这些小分子化合物称为辅酶。

利用所学知识来解决问题，同时加深对所学知识的印象

练习题

1、酶的基本组成单位是（

）

A．氨基酸

B．核苷酸

C．葡萄糖

D．A或B 2、胰腺产生的能催化淀粉水解成麦芽糖的酶是（

）

A．胰麦芽糖酶

B．胰淀粉酶

C．水解酶

D．唾液淀粉酶

3、在测定胃蛋白酶活性时,将溶液pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将

A．不断上升

B．没有变化

C．先升后降

D．先降后升

4、纺织工业上的退浆工序通常由两类：化学法，需要NaOH 7 ~ 9g/L，在70 ~ 80℃条件下作用12小时，退浆率为50%～60%；加酶法，用少量的细菌淀粉酶在适宜温度下作用5分钟，退浆率为98%，这一事实说明酶具有

A．高效性

B．专一性

C．多样性

D．活性

从这个题目中我们还可以得到一个信息就是酶的在生产实践中的应用。那么酶在我们生活中还有那些应用呢？依据时间可以让学生回答。

酶在我们的生活中已经得到了广泛的应用，我们日常生活中常见的就是加酶洗衣服。同学们有没有注意到加酶洗衣服都有一个洗涤说明，这是为什么？（加酶洗衣粉中的酶不是直接来自生物的，而是经过酶工程改造的产品，比一般的酶稳定。）。

提问：展示加酶洗衣粉的洗涤说明，让学生利用本节课的知识进行解释。

酶在生产实践中还有更加广泛的应用，比如在纺织业，同学们可以课下查阅相关资料进行进一步的了解。

①溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用，在临床上与抗生素复合使用，能增强抗生素的疗效。

②果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮。

③多酶片中含有多种消化酶，可以用来治疗消化不良。

④残留在牙缝里的食物残渣是细菌的美食，也是导致龋齿（quchi）的祸根。含酶牙膏可以分解细菌，使我们牙齿亮洁，口气清新。

酶的活性受到温度的影响，每一种酶都有它的最适温度。

学生课后拓展学习

利用题目进一步加深学生对于课堂知识的理解和运用。

同时引出酶的应用

酶的应用

情景设计让学生利用所学知识进行解释。

利用酶在生活中的应用进一步让学生认识到生命科学在社会实践中的重要作用，激发学生对生命科学的兴趣。

⑤在动物饲料中添加酶制剂，促进动物的消化，有利于营养的吸收。

⑥糖尿病检测试剂盒用的是葡糖糖氧化酶，可以快速的检测尿糖的含量。

结尾

作业

课下可以查阅相关的资料来了解酶更加广泛的应用价值。并且对于这些应用我们可以用我们所学的知识进行解释说明。

完成练习册上的相关题目

【板书设计】

生物催化剂—酶

1．本质：绝大部分是蛋白质

，少数是RNA 2．定义：是由活细胞产生的具有催化能力的生物大分子

高效性：催化效率是无机催化剂的107-1013倍

3．酶的特性

专一性：只能催化一种或者一类物质。脲酶，酯酶

4. 酶的命名：根据来源、底物或者所催化的反应类型而命名，如胃蛋白酶、DNA聚合酶等。

5．

影响酶活性的因素

温度

蛋白质变性—酶失活

PH

其他因素：抑制剂

6、酶促反应的场所：细胞内细胞外都可以进行。

7．辅酶：某些酶所必需的辅助因子，是一些小分子有机物或者金属离子。

8．酶的应用：加酶洗衣粉

【教学反思】

1.

本节课是公开课，最大的问题是讲课时语速有一些快，所以导致距离下课还有五分钟就讲完了。所以以后一定要把握好教学节奏，教学节奏不能太快。所以以后要注意教学节奏，注意语速，要关注到所有学生，备课的时候要考虑教学难点也要考虑到学生难点。

2.

在引导学生设计实验或者根据实验现象推导出相关关键词时，语言的逻辑性还需要进一步的加强

3.

学生通过高温处理的猪肝，没有联想到温度影响酶的活性，只能说出高温影响酶的活性

4.

猪肝研磨液加入过氧化氢中反应十分剧烈，学生很惊讶。以后上课时可以多多设计相关的实验，提高学生的兴趣，使课堂丰富多彩

5.

本节课在讲完主要内容时利用四个练习题，对主要内容有一个小结。同学利用题目引出了后面的酶的应用，利用与生活实践相结合的知识进一步的让学生认识到生命科学在生产实践中的重要价值，从而激活学生学习生物的兴趣。每节课的例题要注意选取，本节课的的例题选择的不错的。

6.

本节课与学生的互动比较好，教师对于学生的回答一定要有一定的呼应，如果学生回答的比较好，一定要先肯定的学生的回答，如果回答的不全面，再进一步的引导学生回答。如果学生回答的不对，就及时的给学生引导，启迪学生的思维。或者再让其他的同学回答，对与有些问题，不能只提问一个学生，要照顾到好学生，也要照顾到一般的学生。

7.

每一节课都要尽量关注到所有学生，提问问题时，照顾到各个层面的学生，敢于让学生发表不同的意见。并且要照顾到教师各个方向的学生，本次提问比较偏重中间的，以后提问要注意边上的学生。

8.

每节课都要准备一些弹性的题目，因为对于一节课要上满，控制好时间，首先是备课的时候计划好，最好是预估每一个教学板块所需时间，其次是准备一些弹性的题目，已备不时之需。

9.

板书，本节课的板书书写的不好，写斜了，板书一定要有一定的布局，逻辑性要强，书写整齐规范。需要练习。

10.

本次公开课一节课语气平平，以后尽量做到抑扬顿挫，让每一节课都有一个高潮，突出重点。

11.

可以考虑把每一节课的教学反思作为一个案例，整理成一篇文章。

12.

这节课的引入与最后的应用都是与生活实践相联系的，这点做得比较好，所以以后尽量每节课都做到与生活实践相联系，激发学生兴趣。

13.

可以考虑演示实验让学生做，这样学生可以参与到课堂中来。本节课的演示实验在加三氯化铁的时候，实验现象不是很明显，只能让少数的学生观察到，应该让更多的学生观察到，留出比较多的时间让学生观察实验现象，对于没有观察到的可以让学生下课的时候再观察。

14.

把课堂还给学生。陈奇校长说应该让学生参与教学。教师在课堂上讲的时间≤1/3。酶活性的因素，因为学生知道了酶的本质，可以引导学生通过蛋白质的知识，让学生猜测影响酶活性的因素。然后再导引学生说出温度，PH值等。然后再引导学生猜测温度和PH值如何影响酶的活性。通过一次次的学生探讨，培养学生思维，然后让学生举一反三。

15.

课堂上让学生做的题目一定要当堂讲，不讲的就是课下作业。