高一上册生物学《二 酶的特性（2）》教学设计

1、“二酶的特性（2）”教学设计说明：教师通过视频课程教学设计，明确本节课所教授的知识体系或技能方法,并通过一定的教学环节提升学生学科素养，体现教学评一致性。一、（教学目标）学习目标与重难点1. 学习目标（教学目标）（1）通过探究影响酶活性的条件，阐明酶的作用条件较温和（2）酶的分布与细胞结构和功能的关系2. 学习重难点（教学重难点）（1）学习重点（教学重点）1、酶的作用条件较温和2、酶的分布与细胞结构和功能的关系（2）学习难点（教学难点）1、探究影响酶活性的条件2、探究实验中控制变量的科学方法二、教学过程教学环节师生活动设计意图课程导入问题引入：上节课我们通过将酶和无 机催化剂进行对比，得出了酶

2、的催化作用 具有专一性。那么许多无机催化剂能在高 温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反 应，那么酶起催化作用又需要怎样的条件 呢？对比酶和无 机催化剂，继续 探究酶的特性。一、概念建构学习课本82页的探究实践：影响酶 活性的条件。思考什么是酶活性？如果细 胞生活的环境条件发生了变化，酶活性究 竟会怎样变化呢？请同学们看以下一段背景知识1、在初中做消化酶实验时需要控制 温度等实验条件。2、不同消化液的ph不一样，唾液的 ph为6. 2到7. 4,胃液的ph为0. 9到1. 5, 小肠液的ph为7.60唾液淀粉酶会随唾 液流入胃，胃蛋白酶会随食糜进入小肠。那么读了这段背景知识，你能提出 什么样的问

3、题呢？下面请同学们思考你 提出的问题有没有探究的价值，能不能通 过探究实验找到答案。如果可以，那么请 针对提出的问题作出假设。依据酶的化学本质一般是蛋白质，而 蛋白质会受到环境因素的影响。同学们可 能会提出温度会影响酶活性以及ph会影 响酶活性的假设。那么如何验证自己的假 设呢？实验目的非常明确，就是探究温度或 者ph对酶活性的影响。那么自变量就是 温度或者ph,因变量就是酶活性，而因变 量酶活性的观测指标需要根据相应的酶 促反应来确定。所以我们的实验思路即 为：在不同的温度或者ph条件下，让底 物在酶的催化下进行反应，然后检测底物 的分解速率或者底物的剩余量。在设计实验时，需要思考以下儿个问

4、 题： 材料用具提到了两种酶溶液，那么 你将选择哪一种酶作为实验材料？为什 么选择这种酶？ 实验中应该如何控制自变量？怎 样观察或检测因变量？ 怎么排除自变量以外的因素对实 验结果造成干扰？ 根据自己做出的假设，你预期会看 到怎样的实验结果？比如酶活性升高或 降低时，会出现什么样的实验现象？将预 期的实验结果记录下来。明确酮活性 的概念，开始进 行探究实验的设 计。阅读背景知 识，提出问题， 作出假设。引出探究实 验的实验目的， 设计思路。根据提供的 材料用具，思考 如何选择材料， 如何控制变量， 如何检测因变 量，如何预期实 验结果。明确探究温 度对酶活性影响 的实验中的自变 量、因变量以及

5、 无关变量等问 题。强化实验操作在酶和淀粉 混合之前，务必 各自在设定的温 度保温好五分 钟，不能混合后 再保温。一旦混 合，二者就会快 速完成反应，因 为酶的催化具有 高效性。在探究温度对酶活性的影响时，如何 解决上述的问题？因为过氧化氢在不同温度下有不同 的分解速率，高温下可以自身分解，会给 实验引入了额外的变量。所以适宜选用: 淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影 响。那么自变量也就是温度，其设置方法 我们可以根据所提供的材料用具来决定， 一般淀粉酶常用的是a-淀粉酶，最适合 的催化温度大概在60°c,所以我们可以 准备60°c的水、沸水以及冰水。而因变量也就是酶活性，

6、它的观测指 标我们可以通过滴加碘液后观察溶液 颜色变化来记录。材料用具里提供了碘液 还有斐林试剂，本实验因变量的观测指标 不宜选用斐林试剂来检测是否有还原糖 的生成，因为斐林试剂检测需要水浴加 热，而加热会改变反应体系的温度，从而 给实验又引入了额外的变量。那么在探究温度对酶活性的影响时， 二、概念对比或应 怎样排除ph和其他因素对实验结果造成 用干扰呢？ 一定要让每个处理组的无关变量保持一致，例如ph要调至相同且适宜。最后根据酶绝大多数都是蛋白质，而 蛋白质容易受到环境因素影响，我们可以 预测：在a-淀粉酶比较适宜催化的60°c 处理组，酶活性较高，使得淀粉分解，因 此加入碘液不变

7、色，而其他组的温度可能 会降低a -淀粉酶的活性，使得淀粉有剩 余，加碘液会变蓝色。实验步骤：第一步，我们要准备六支试管，并且 编号。其中在1号、3号、5号三支试管 中分别加入2ml淀粉溶液。2号、4号、6 号三支试管中分别加入iml淀粉酶溶液。第二步，将1号试管和2号试管进行 冰水浴保温五分钟，将3号试管和4号试 管在60°c水浴保温五分钟，将5号试管 和6号试管进行沸水浴五分钟。第三步，将2号试管中的溶液倒入1 号试管进行混合，将4号试管中的溶液倒 入3号试管中进行混合，将6号试管中的 溶液倒入5号试管中进行混合。第四步，混合之后将1号试管、3号 试管以及5号试管分别在冰水浴、6

8、0°c水 浴、沸水浴条件下保温两分钟。第五步，加入两滴碘液，观察颜色变 化。因为在100摄氏度的高温下，淀粉结 构被破坏，不能与碘液形成蓝色络合物， 遇碘不变蓝。所以5号试管在完成反应 后，先在自来水下冲凉，然后再加入碘液 进行检测。那么究竟会出现什么样的颜色变化 呢？请同学们认真观看探究温度对酶活 性影响的实验操作视频，并阐述实验结 果。根据视频中看到的实验现象，可以得 出实验结果：1号试管及5号试管溶液变 为深蓝色，说明淀粉被分解得极少或未分 解，3号试管溶液几乎未变色，说明淀粉 几乎被彻底分解。由此可以得到实验结 论：温度过低或过高都会降低淀粉酶的活 性，60°c时其

9、活性较高。那么在探究ph对酶活性的影响时应 该怎么选择实验材料，确定自变量的设置 方法以及因变量的检测方法呢？当自变量为ph时适宜选用：过氧化 氢溶液和肝脏研磨液来进行探究实验。自 变量也就是ph,其设置方法可以选用材 料用具提供的：缓冲液，盐酸溶液和氢氧 化钠溶液。因变量酶活性的观测指标:可以通过 检测反应产物氧气产生的速率，或者可以 插入卫生香观察卫生香复燃情况。那么怎样排除温度和其他因素对实 验结果造成干扰呢？无关变量一定保持 一致，例如将温度调至相同且适宜。一般来说，酶是活细胞产生的具有催 化作用的有机物，活细胞的ph和缓冲液 最接近，因此在缓冲液组的ph条件下， 酶活性较高，因此预测

10、：缓冲液组气泡产 生最快，卫生香复燃剧烈。而其他组的 ph可能会降低酶的活性，影响反应的强 度。实验步骤。根据实验现 象阐明实验结 果，得出实验结 论。不适宜选用 淀粉溶液和淀粉 酶溶液。因为酸 可以催化淀粉水 解；调节ph值所 营造的酸性环境 会干扰碱性的斐 林试剂对淀粉分 解的检测；碱性 环境会干扰碘液 与淀粉的蓝色反 应；而斐林试剂 的碱性又会影响 淀粉酶的活性。 所以还是适宜选 用过氧化氢溶液 和肝脏研磨液。掌握实验步 骤，注意操作易 错点。第一步，准备三支试管，并且编号。 在三支试管中，分别加入两滴肝脏研磨液。第二步，在1号试管中加入1ml ph=7 的缓冲液，在2号试管中加入1ml

11、盐酸溶 液，在3号试管中加入1ml氢氧化钠溶液。第三步，在三支试管中分别加入两毫 升过氧化氢溶液。注意需要事先在肝脏研磨液中加入 调节ph的溶液，之后再将酶溶液和底物 进行混合，否则尚未调节ph反应就已经 结束，因为酶的催化具有高效性。第四步，观察气泡生成的速率，或者 插入卫生香，观察复燃情况。根据视频中看到的实验现象，可以得 出实验结果：1号试管气泡多、卫生香复 燃快，说明此ph条件下足。2被催化分解 产生了氧气。2、3号试管几乎无气泡产 生且卫生香不复燃,说明此ph条件下h202 几乎不被分解。实验结论：pll过酸或过 碱都会降低过氧化氢酶的活性，ph为7 时其活性较高。三、概念迁移通过对

12、两个探究实验的实验结论进 行归纳整合，可以得出：1、溶液的温度和ph均会影响酶活 性。2、与无机催化剂相比，酶所催化的 化学反应一般是在比较温和的条件下进 行。到底不同温度或者不同ph条件下， 酶的活性差别有多大呢？下面我们以温 度为例做进一步探究，学习将定性实验变 为定量实验。定量实验的基本思路和实验步骤：1、分组：设置 0°c、20°c、40°c、 60°c、80°c. 100°c 6个温度梯度进行催 化反应。2、记录反应时间：从反应开始，每 隔imin从每个反应管中吸取一滴反应液 用碘液检测淀粉的有无，记录反应液中检 测不到淀粉

13、所需的时间。3、酶活性计算：以反应液中检测不 到淀粉所需时间的倒数作为酶活性高低 的检测指标。然后可以根据数据绘制出温通过探究实 践，得出酶的作 用条件较温和。学习将定性 实验变为定量实 验。度对酶活性影响的曲线。科学家采用定量分析的方法，分别在 不同的温度和ph条件下，测定同一种酶 的活性，根据所得到的数据绘制成曲线 图。引出温度或 者ph对酶活性的 影响曲线图。阐明酶的分 布与细胞结构和 功能的关系。酶在我们的 生活和生产中的 应用，为我们的 生活添姿彩。分析这两个曲线图可以看出，在最适 宜的温度和ph条件下，酶的活性最高。 温度和ph偏高或偏低，酶活性都会明显 降低。同学们可以想想是不是

14、在感冒发烧 时会有些食欲不振？就是因为体温偏高 时，偏离了酶的最适温度，我们体内的消 化酶的活性也会变差。那么在过酸、过碱或温度过高，会使 酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 在0°c左右时，酶的活性很低，但酶的 空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性 还会升高。因此酶制剂适宜在低温下保 存。细胞中的各类化学反应之所以能有 序进行，还与酶在细胞中的分布有关。拿 植物叶肉细胞来说，与光合作用有关的酶 分布在叶绿体内，与呼吸作用有关的酶分 布在细胞质基质和线粒体内，这样，光合 作用与呼吸作用在细胞内不同的区室同 时进行，就可以互不干扰了。溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有 抗菌消炎的作用。

15、在临床上与抗生素混合 使用，能增强抗生素的疗效。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。加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更强的 去污能力，能把衣物清洗得更加干净鲜 亮。含酶牙膏可以分解细菌，使我们的牙 齿亮洁，口气清新。多酶片中含有多种消化酶，人在消化 不良时可以服用。胰蛋白酶可用于促进伤口愈合和溶 解血凝块，还可以用于去除坏死组织，抑 制污染微生物的繁殖。利用脂肪酶处理废油脂，制造生物柴 油，既保护了环境又使其得到合理利用。青霉素酰化酶能将易形成抗药性的 青霉素改造成杀菌力更强的氨茉青霉素。自然界中存在的酶并不完全适于在 生活和生产上应用。科学家利用酶工程技 术对酶进行改造，使之更加符合人们的需 要。四、评价与反馈下面; 将刚米摘 水中热烫， 这是因为:a. 提高茨b. 改变耳c. 破坏成d. 破坏米 性下图: 叙述正确我们一起来做一下课堂反馈： 的新鲜糯玉米立即放入85°c的 处理2min,可较好地保持甜味。 加热会（）e粉酶的活性溶性糖分子的结构:粉酶的活