酶的特性-教案设计

课题：酶的特性〖课标与教材分析〗“酶的特性”是人教版高中《生物》（必修1分子与细胞）第5章“细胞的能量供应和利用”第1节“降低化学反应活化能的酶二”的内容。本节课在高中生物中起着承上启下的作用，它以必修1中的“蛋白质的功能”等知识为基础，为以后学习必修1中的“细胞呼吸”、“光合作用”、必修2中的“基因的本质”、“基因的表达”、必修3中的“内环境稳态的重要性”以及选修部分等相关内容打下基础。本节基本知识相对比较简单，但其潜在的知识和能力要求比较高。对照实验规范、变量分析能力和生物学研究思想的领悟是本节关键。这些都是新课程中探究性学习必须具备的素质。教师利用教材资源，加强学生实验能力的训练非常必要。〖学情分析〗本节课授课对象为高一年级学生，对细胞内的化学反应了解较少，但经过前阶段的学习，学生已具备了“催化剂”“新陈代谢”“科学探究的一般程序”“对照实验的设计与操作方法、自变量和无关变量的分析与控制方法”等基础知识。然而，有关影响酶条件的实验方案设计，对学生而言，要求较高，仍存在相当大的困难，为此采取议论加引导的教学设计思路来突破这一难点。〖教学设计〗一、教学目标1、知识目标举例说明酶的特性。2、能力目标进行相关探究实验设计，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，及设计对照组和重复实验。3、情感、态度、价值观通过实验探究影响酶活性的条件，培养学生的探索精神、创新精神及团队精神。二、教学重点与难点1/91、重点：酶的特性2、难点：探究“影响酶活性的条件”的实验设计。三、教学策略及方法老师讲授；学生探究；小组讨论及师生讨论。四、教学用品多媒体教室、一袋加酶洗衣粉五、教学过程创设情境、导入新课。观看1min的视频“福缘地生物酶洗涤剂宣传沙画”，导入新课，酶是什么，有什么特性？学生活动1：生活中哪些地方用到酶？学生畅所欲言，人人参与。图片演示：如加酶洗衣粉、多酶片、生物酶牙膏等。学生活动2：5分钟预习课文并思考（1）我们在使用加酶洗衣粉时，用哪种水（如凉水、温水、沸水）浸泡好呢？（2）高烧时为什么人往往没有胃口？多媒体演示：课堂评价（竞答）科学家不断探索，不断实验，共同努力终于揭开酶的“面纱”。请给酶下一个较完整的定义。学生分组竞答。教师活动：指定小组回答，教师评价学生从来源、功能、本质等方面给酶下了一个较完整的定义，表述很准确，小组加10分。学生活动3：快速齐读，圈点画批。酶是活细胞产生（来源）的一类具有催化作用（功能）的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA（本质）。酶的催化功能与无机催化剂有什么不同呢？举例说明（一）、酶具有高效性资料1：在研究酶性质的过程中，科学家通过整理大量的实验数据，发现酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。分析资料得出酶具有高效性。回顾过氧化氢在不同条件下的分解实验。放小视频，通过比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率，学生得出酶具有高效性。怎样设计实验证明酶的高效性？

（学生思考，老师提示：控制变量，其他条件均相同，只有催化剂的种类不同）有没有更简单的方法呢？学生讨论，有学生提出稀释。教师表扬鼓励。项目试管12变量3%的H2O2溶液2ml2ml无关变量催化剂FeCl3肝脏研磨液自变量H2O2分解速度（气泡多少）较多很多因变量点燃的卫生香检测心舌发亮自燃结论酶具有高效性酶的效率如此高效，酶是万能的吗?吃鸡腿容易塞牙缝，我们的口腔有唾液淀粉酶，但是塞牙缝的肉丝几小时后还没被消化？（二）、酶具有专一性资料2： 酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。脲酶只能催化尿素分解，对其他化学反应不起作用。分析资料得出酶具有专一性淀粉酶能催化淀粉分解为麦芽糖和葡萄糖，淀粉酶能不能催化蔗糖的分解呢？（蔗糖在酶作用下可水解为葡萄糖和果糖。已知麦芽糖、葡萄糖及果糖均为还原糖，能够与斐林试剂反应生成砖红色沉淀）（设计实验验证：控制自变量，以及设置对照组。）放小视频，学生观察现象，分析结果，得出结论：一种酶只能催化一种或一类化学反应即酶具有专一性。实验原理淀粉溶液（1号试管）蔗糖溶液（2号试管）淀粉酶使淀粉水解成还原糖，还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀淀粉酶不能水解蔗糖，与斐林试剂不反应实验步骤1试管1加入2mL淀粉溶液试管2加入2mL蔗糖溶液2加入淀粉酶2滴，震荡，60℃水浴反应6min3加入斐林试剂，震荡，水浴加热至沸腾实验现象蓝色一棕色一砖红色沉淀无变化结论酶具有专一性教师活动：引导学生思考——细胞内化学反应多种多样，而酶的专一性决定了一种酶只能催化一种或一类化学反应，那么生物体内是不是应该含有多种多样的酶呢？多媒体演示：课堂检测（分组竞答）：TOC\o"1-5"\h\z.蛋白酶溶液被稀释10倍后催化效率与稀释前相当，这一事实说明了酶的（ ）A.高效性 B.专一性 C.多样性 D.稳定性.蛋白酶使蛋白质水解为多肽，但不能使多肽水解为氨基酸，这一事实说明了酶的（ ）A.高效性 B.专一性 C.多样性 D.稳定性.下列能水解脂肪酶的酶是（ ）A.脂肪酶 B.淀粉酶 C.蛋白酶 D.肽酶.在不损伤植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质适于去除细胞壁（）A.蛋白酶 B.纤维素酶 C.盐酸 D.淀粉酶.活细胞内唾液淀粉酶的合成场所是（ ）A.细胞核 B.线粒体 C.核糖体 D.高尔基体由小组竞答，答对就给该小组加分，小组成员为一个团队，小组成员商量好后派一名代表表达。采用小组评分制的方法，指导学生自己看，小组成员主动交流达成共识；鼓励各小组大胆说，创造条件让学生上讲台讲，最好的学习效果是通过教学获得的。在课堂上，小组内同学主动参与、乐于探究，小组成员之间能充分地交流与合作，各小组之间充分地展开竞争。老师对学习的学习效果给以及时反馈，鼓励成功，及时批评、帮助和矫正错误，加强有效性教学，开展探究式教学。（三）酶的作用条件温和创设情境：师（展示一袋加酶洗衣粉）指定学生阅读洗衣粉袋上的使用说明。强调：为什么这种洗衣粉要在60℃以下的温水中使用呢？结合教材p83-84叶探究栏目的文字材料，学生自主探究影响酶活性的条件。资料3：阅读课本P85页三段小字内容分析资料得出酶作用条件温和学生活动1:提出问题作出假设并选择要探究的问题。（温度和pH会影响酶活性。）学生活动2:以小组为单位，设计可行的实验方案。确定自变量和因变量及检测方法。并预测实验结果。每组指定一名同学表达并交流，选出代表性、科学性设计方案。如探究温度对对酶活性的影响有4种代表性方案：方案1：①取3支洁净的试管，编号1、2、3,并且分别注入2mL可溶性淀粉溶液。②在3支试管中各注入1mL的淀粉酶，摇匀后，维持5min。③将3支试管分别放入60℃热水（1）、沸水（2）、和冰水（3）中维持各自的温度5min。④在3支试管中各滴入1滴碘液，然后摇匀。⑤预期实验结果：1管不变蓝，2管变蓝，3管变浅蓝。方案2：①取3支洁净的试管，编号1、2、3,并且分别注入2mL可溶性淀粉溶液。②将3支试管分别放入60℃热水（1）、沸水（2）、和冰水（3）中维持各自的温度5min。③在3支试管中各注入1mL的淀粉酶，摇匀后，维持5min。④在3支试管中各滴入1滴碘液，然后摇匀。⑤预期实验结果：1管不变蓝，2管变蓝，3管变浅蓝。方案3：①取3支洁净的试管，编号1、2、3,并且分别注入2mL可溶性淀粉溶液。②另取3支洁净的试管，编号A、B、C，在3支试管中各注入1mL的淀粉酶。③将1和A，2和B，3和C分别放入60℃热水、沸水、和冰水中维持各自的温度5min。④将1和A，2和B，3和C混合摇匀后维持各自的温度5min。⑤在3支试管中各滴入1滴碘液，然后摇匀。⑥预期实验结果：1管不变蓝，2管变蓝，3管变浅蓝。方案4：①取3支洁净的试管，编号1、2、3,并且分别注入2mL可溶性淀粉溶液。②另取3支洁净的试管，编号A、B、C，在3支试管中各注入1mL的淀粉酶。③将1和A，2和B，3和C分别放入60℃热水、沸水、和冰水中维持各自的温度5min。④将1和A，2和B，3和C混合摇匀后维持各自的温度5min。⑤在3支试管中各加入2mL斐林试剂，然后摇匀，水浴加热5min。⑥预期实验结果：1管变砖红色，2管不变砖红色，3管变砖红色浅。学生活动3：学生选择材料用具，根据设计的实验方案，分组探究温度和pH值对酶活性的影响，进行实验。（条件允许时做）学生讨论、实验、交流，达成共识。老师活动：多媒体演示方案4并评价方案4既控制了温度对酶的影响（如果在加入淀粉酶后再控制温度，那么，一旦淀粉酶加入，其中的淀粉酶马上催化淀粉水解，就观察不到温度对酶活性影响的正确实验结果）又可以检测淀粉有没有分解，而碘液检测的是淀粉是否被彻底分解，具科学性，严谨性。师生共同参与活动：1、探究pH对酶活性的影响方案的设计（针对教材P84建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响）为什么不用淀粉酶探究pH对酶活性的影响？可以用淀粉酶探究pH对酶活性的影响吗？已知：在有碱性条件下，碘液检测淀粉不符合预期设想。假设一：淀粉被分解了？怎么验证？滴加盐酸，中和后显蓝色。否定假设。假设二：I2被碱性条件下被破坏？求助教师。让学生课后查找资料。I2+NaOH=NaI+NaIO+H2O方法总结：在探究pH值对淀粉酶的活性影响时不宜用碘液作鉴定指示剂，或不宜用淀粉酶探究pH值对酶的活性影响。项目试管123淀粉酶溶液1mL1mL1mL蒸馏水1mL//NaOH/1mL/HCl//1mL淀粉溶液2mL2mL2mL斐林试剂2滴2滴2滴结果现象砖红色沉淀无无2、酶的活性受温度影响的示意图曲线和酶的活性受pH值影响的示意图曲线同为钟型。V/mmolsi0最适温度t/°c称的活性受温度影响示

意图V/minors10酶的活性•美pH影响示意

图注意“三点两段”，“三点”即低温或过酸时（设为A点）、适宜温度或pH时（设为B点）、高温或过碱时（设为C点）；“两段”即A〜B段和B〜C段。引导学生总结方法规律：对曲线题要搞清横轴、纵轴、起点、落点、转折点、交叉点等，如此在潜移默化中培养一种良好的思维方式，对真正掌握知识大有裨益，是提高学习效率的有效途径。注意高温、过酸、过碱使酶发生不可逆失活，低温抑制酶的活性，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。多媒体演示：课堂检测（分组竞答）：1、某生物学兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测定”实验。下表是他们记录的不同温度除去不同污渍所需时间对照表，请依据表中数据作答。水温/℃冷水20304050607080植物油4839302017111220蓝墨水93868072686781105奶渍48432812641217（1）要达到最佳洗涤效果，使用加酶洗衣粉的最适宜温度范围是。（2）在适宜温度范围内，加酶洗衣粉对衣物上的的洗涤效果最佳，对的洗涤效果最差，其原因是。（3）羊毛、蚕丝等织物（填“能”或“不能”）用加酶洗衣粉洗涤，因为。2.为探索“酸碱度对酶活性的影响”，某同学进行如下的实验。.实验目的：探索酸碱度对酶活性的影响.实验原理：（略）三.实验材料：