高中生物酶的發(fā)現(xiàn)教案
高中生物酶的發(fā)現(xiàn)教案5篇
酶(enzyme)是由活細(xì)胞產(chǎn)生的、對其底物具有高度特異性和高度催化效能的蛋白質(zhì)或RNA。酶的催化作用有賴于酶分子的一級結(jié)構(gòu)及空間結(jié)構(gòu)的完整，下面是小編為大家整理的高中生物酶的發(fā)現(xiàn)教案5篇，希望大家能有所收獲!
高中生物酶的發(fā)現(xiàn)教案1
一、酶的發(fā)現(xiàn)
1773年，斯帕蘭札尼(意大利)，把肉塊放入金屬籠內(nèi)，讓鷹吞下，肉消失，證明胃具有化學(xué)性消化;1836年，施旺(德國)，從胃液提取消化蛋白質(zhì)的物質(zhì);1926年，薩姆納(美國)，提取脲酶結(jié)晶，證實脲酶是一種蛋白質(zhì);20世紀(jì)80年代，切赫和奧特曼(美國)，證明少數(shù)RNA具催化作用。結(jié)論：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有催化作用的有機(jī)物。
二、影響酶活性的因素
1. 酶濃度
在底物充足，其他條件適宜且不變，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比，見圖1。
2. 底物濃度
在底物濃度較低時，反應(yīng)速率隨底物濃度的增加而加快;當(dāng)?shù)孜餄舛群艽罅浚磻?yīng)速率達(dá)到最大值，此時再增加底物濃度，反應(yīng)速率不再增加。見圖2。
3. 溫度
酶促反應(yīng)速率在一定的溫度范圍內(nèi)隨溫度的升高而加快，達(dá)到最適溫度后，酶促反應(yīng)速率隨溫度的繼續(xù)升高反而下降，超過一定溫度后酶的結(jié)構(gòu)會被破壞，從而失去活性。實驗證明：高溫、低溫都影響酶的活性，但高溫會使酶失去活性。見圖3。
4. pH
酶對pH值十分敏感。酶只有在一定pH值范圍內(nèi)才表現(xiàn)出活性，一般地說，酶的最適pH值在4~8之間。但各種酶最適pH值互不相同，甚至差別很大。如胃蛋白酶最適pH值在1.5~2.2之間，而胰蛋白酶最適pH值范圍在7.7左右。實驗證明：過酸、過堿環(huán)境也使酶的活性降低甚至失活。見下圖4。
高中生物酶的發(fā)現(xiàn)教案2
酶的作用和本質(zhì)
1、酶在細(xì)胞代謝中的作用⑴細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)。
⑵酶的作用：通過“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，可以說明酶在細(xì)胞代謝中具有催化作用，同時證明，與無機(jī)催化劑相比，酶具有高效性的特性。
⑶酶的作用機(jī)理：①活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。
②催化劑的作用：降低反應(yīng)的活化能，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。
③作用機(jī)理：催化劑是降低了反應(yīng)的活化能。與無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著。思考：酶在化學(xué)反應(yīng)中，能不能增加生成物的量?不能。酶只是降低活化能，加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時間，但不會使生成物的量增加。
思考：酶在化學(xué)反應(yīng)中，能不能增加生成物的量?
不能。酶只是降低活化能，加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時間，但不會使生成物的量增加。
2、酶的本質(zhì)
⑴酶本質(zhì)的探索：最初科學(xué)家通過大量實驗證明，酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì);在20世紀(jì)80年代，又發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有催化作用。
⑵酶的本質(zhì)：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。
3、酶的特性
⑴高效性：酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的107～1013倍。
⑵專一性：每一種酶只能催化劑一種或一類化學(xué)反應(yīng)。
⑶作用條件較溫和：高溫、過酸、過堿，都會使酶的結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活;在低溫下，酶的活性降低，但不會失活。
思考：酶與無機(jī)催化劑的相同之處是什么?
⑴化學(xué)反應(yīng)前后數(shù)量和性質(zhì)不變;⑵加快化學(xué)反應(yīng)的速度，縮短達(dá)到平衡的時間，但不能改變平衡點;⑶都能降低反應(yīng)的活化能。
酶的高中生物知識點3
酶的分布、分類、合成和分泌過程
⑴酶的分布：酶既可以在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用,比如線粒體內(nèi)的呼吸氧化酶和葉綠體中的光合作用酶等;也可以分泌到細(xì)胞外起作用,比如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等各種消化酶。不僅如此,在體外適宜的條件下酶也具有催化作用,比如可以把唾液淀粉酶加入到試管里,在適宜的條件下催化淀粉的水解反應(yīng)。
⑵酶的分類：
①根據(jù)酶在細(xì)胞中的分布可分為：胞外酶(如各種消化酶)、胞內(nèi)酶(如呼吸酶、與光合作用有關(guān)的酶)。
②根據(jù)酶的作用反應(yīng)物和產(chǎn)生器官分為：胃蛋白酶、胰蛋白酶、唾液淀粉酶、胰和腸麥芽糖酶、胰脂肪酶、腸脂肪酶等。
③根據(jù)酶所催化的化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)分為：水解酶、氧化酶、轉(zhuǎn)錄酶、逆轉(zhuǎn)錄酶、合成酶等。
⑶酶的合成過程：
①遵循中心法則
②蛋白質(zhì)類酶的合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，原料是氨基酸;而RNA酶的合成過程只有轉(zhuǎn)錄，原料是核糖核苷酸。
⑷酶的分泌過程：胞外酶合成之后要分泌到細(xì)胞外發(fā)揮催化作用，因此胞外酶的分泌過程也就是分泌蛋白的形成過程。它的合成、加工和分泌過程需要核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、細(xì)胞膜的參與。
高中生物酶的發(fā)現(xiàn)教案3
教學(xué)目標(biāo)
知識方面
1、使學(xué)生理解新陳代謝的概念及其本質(zhì)
2、使學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過程;初步理解酶的概念、酶的特性、影響酶活性的因素
3、使學(xué)生理解酶在生物新陳代謝中的作用
能力方面
在引導(dǎo)學(xué)生分析生物新陳代謝概念，探究酶的特性，探究影響酶活性因素的過程中，初步訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力，分析實驗現(xiàn)象能力及設(shè)計實驗的能力，。
情感、態(tài)度、價值觀方面
通過讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過程，使學(xué)生體會實驗在生物學(xué)研究中的作用地位;通過討論酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識到生物科學(xué)技術(shù)與社會生產(chǎn)、生活的關(guān)系;體會科學(xué)、技術(shù)、社會之間相互促進(jìn)的關(guān)系，進(jìn)而體會研究生命科學(xué)價值的教育。
教學(xué)建議
教材分析
1、酶的發(fā)現(xiàn)
教材簡單介紹酶的發(fā)現(xiàn)歷史，從1783年意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼設(shè)計的巧妙實驗到20世紀(jì)80年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)少數(shù)的酶是RNA，使學(xué)生對酶的研究歷史中的一些重大發(fā)現(xiàn)有了一個大致了解。
2、酶的特性
酶的特性主要是通過安排了有關(guān)的學(xué)生實驗，讓學(xué)生通過實驗，發(fā)現(xiàn)酶的三個特性，這樣的編排方式符合學(xué)生由感性到理性的認(rèn)知規(guī)律，有利于引導(dǎo)學(xué)生主動參與教學(xué)過程，并且有利于培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。酶的高效性特點，是通過比較《實驗五、肝臟內(nèi)的過氧化氫酶比無機(jī)催化劑 的催化效率》切入;酶的專一性的特點，是通過比較《實驗六、探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用》切入;
3、影響酶活性的因素
本節(jié)教材主要講述酶的催化作用需要適宜的條件，通過《實驗七、探索影響淀粉酶活性的條件(選做)》切入。
本節(jié)內(nèi)容的最后，安排了課外讀“造福人類的酶工程”，以開闊學(xué)生的視野，同時又有助于加強(qiáng)學(xué)生對本節(jié)基礎(chǔ)知識的理解，使學(xué)生體會科學(xué)、技術(shù)在改變?nèi)祟惿钯|(zhì)量中的作用。
教法建議
1、使學(xué)生在理解細(xì)胞水平上的新陳代謝概念及其本質(zhì)是本節(jié)的重點與難點
新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱，這是在細(xì)胞水平上對新陳代謝的描述。其實學(xué)生已不是第一次接觸新陳代謝的概念，在初中生物課和高中生物課緒論中，學(xué)習(xí)已接觸到諸如同化作用、異化作用及其關(guān)系等與新陳代謝有關(guān)的知識，但那是在生物個體水平對新陳代謝下的定義。本章的新陳代謝內(nèi)容是對以往知識的深化和展開，教學(xué)教師要有意識地從細(xì)胞和分子水平引導(dǎo)學(xué)生分析出生物體是如何自我更新的，合成與分解是如何進(jìn)行的，及其二者的關(guān)系，從而使學(xué)生更深刻地理解什么是生命。
例如，為使學(xué)生理解"新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱"這句話，教師可結(jié)合前一章細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的相關(guān)知識，引導(dǎo)學(xué)生分析活細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)，如發(fā)生在線粒體內(nèi)的糖的氧化放能的化學(xué)過程;發(fā)生在葉綠體中的水和二氧化碳合成為有機(jī)物的化學(xué)過程;發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過程等，使學(xué)生對"新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱"這句話有一個感性認(rèn)識。
2、使學(xué)生理解酶的概念是本節(jié)的重點。在本節(jié)教學(xué)中如何組織學(xué)生完成酶具有專一性的實驗并實施有效的討論是本節(jié)的難點。
生命體隨時隨刻發(fā)生著數(shù)量巨大的生物化學(xué)反應(yīng)，同時又是一個穩(wěn)定的，開放的系統(tǒng)。細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)不可能在高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等條件下進(jìn)行，而必須在常溫、常壓、水溶液環(huán)境下能快速、有序地進(jìn)行的，這就要盡可能地降低化學(xué)反應(yīng)能閾，這是新陳代謝為什么離不開生物催化劑，即酶的原因。
酶的概念和酶的發(fā)現(xiàn)可結(jié)合一起在讓學(xué)生討論，這樣可讓學(xué)生充分體會生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗對科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用。酶的特性這部分內(nèi)容，可先組織學(xué)生依次完成實驗，然后再由學(xué)生來討論和總結(jié)。
在引導(dǎo)學(xué)生分析酶的特性時，引導(dǎo)學(xué)生與蛋白質(zhì)的多樣性聯(lián)系起來，可使學(xué)生易于理解酶的催化作用的專一注必定意味著酶的多樣性，而且蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)的多樣性和酶的專一性催化關(guān)系密切。
3、使學(xué)生理解酶具有高效性、專一性和需要適宜條件是本節(jié)的重點，如何組織學(xué)生完成影響酶活性因素的選做實驗并分析、討論實驗是本節(jié)教學(xué)的難點。
在組織學(xué)生操作、分析、討論《實驗七、探索影響淀粉酶活性的條件(選做)》基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生分析兩個坐標(biāo)曲線圖，讓學(xué)生概括酶的催化作用需要適宜的溫度和pH。
教學(xué)設(shè)計示例
【課題】 第一節(jié) 新陳代謝與酶
【教學(xué)重點】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念、酶的特性、影響酶活性的因素、酶在生物新陳代謝中的作用
【教學(xué)難點】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念、酶在生物新陳代謝中的作用
【課時安排】1課時
【教學(xué)手段】板圖、多媒體課件、實驗
【教學(xué)過程】
1、引入新陳代謝的概念及本質(zhì)
(1)學(xué)生在初中生物學(xué)課本、高中緒論課的學(xué)習(xí)或通過各種媒體的介紹，對新陳代謝已經(jīng)有了一定的認(rèn)識，首先，教師應(yīng)了解學(xué)生對新陳代謝是如何理解的。為此教師可設(shè)計一些問題，引導(dǎo)學(xué)生以自身為例，剖析生命是如何維持的，以此引入本節(jié)的學(xué)習(xí)，如：
①人體的腦細(xì)胞是通過什么途徑獲得營養(yǎng)?腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過什么途徑排出體外的?
②進(jìn)入腦細(xì)胞的營養(yǎng)物質(zhì)是如何被利用的?
③學(xué)生如何理解同化作用、異化作用，物質(zhì)代謝、能量代謝，它們之間有何關(guān)系?
④想一想，人體的身體有哪些系統(tǒng)參與了新陳代謝過程，各是如何參與的等等?
(2)學(xué)生一般只能從生物個體、器官或系統(tǒng)水平上，說明生物體與外界環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換，在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)把討論引向微觀水平，即細(xì)胞和分子水平的代謝過程。如可以設(shè)問：
①你吃下的肉類蛋白質(zhì)，通過什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì)?
②你吃下的淀粉類食物，通過什么途徑為你提供能量?等等
通過分析、討論，使學(xué)生理解：細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生命活動的維持，需要不斷地合成與分解，不斷地處于自我更新的狀態(tài)，而這種自我更新的過程完全依賴于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)，從而在細(xì)胞水平理解新陳代謝的本質(zhì)，即“新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱”。
2、酶的概念、特性及其生理功能
在學(xué)生理解新陳代謝的本質(zhì)后，可以利用學(xué)生已有的化學(xué)知識，分析出無機(jī)化學(xué)反應(yīng)過程中所需的條件一般是很激烈的，再讓學(xué)生分析出生物體細(xì)胞生存的條件是很溫和的，可以提問，如：
(1)細(xì)胞生存的條件是很溫和的，那么細(xì)胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學(xué)反應(yīng)如何在常溫、常壓、水溶液環(huán)境、pH接近中性的條件下，迅速高效的進(jìn)行呢?
(2)在化學(xué)反應(yīng)中有沒有提高化學(xué)反應(yīng)的方法呢?
這樣可順利地引出活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑，即酶。
3、酶的發(fā)現(xiàn)史
這部分的教學(xué)，教師可讓學(xué)生自己閱讀，也可發(fā)給學(xué)生相應(yīng)的補充資料，尤其是某種酶的研究過程方面的資料，目的是讓學(xué)生對酶的研究過程、方法有一個較為全面的了解，讓學(xué)生切身體會到生物學(xué)的實驗研究對生物學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要作用。
學(xué)生閱讀后，可提問：酶都是蛋白質(zhì)嗎?并做一定的說明。
酶是活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有催化能力的一類特殊的蛋白質(zhì)。酶是細(xì)胞中促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度的催化劑。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的酶約有3000種以上。它們分別存在于各種細(xì)胞中，催化細(xì)胞生長代謝過程中各種不同的化學(xué)反應(yīng)，使生物化學(xué)反應(yīng)在常溫、常壓、水溶液等溫和的條件下就可順利進(jìn)行。
很多年來，人們一直認(rèn)為所有的酶都是蛋白質(zhì)。然而生物學(xué)家的實驗證明：RNA也可以是高活性的酶。早在1982年，T.Ceeh發(fā)現(xiàn)原生動物四膜蟲的26S rRNA前體在沒有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行內(nèi)含子的自我拼接，最終形成L19RNA。當(dāng)時因為只是了解它有這種自我催化的活性，沒有把它與酶等同看待。
1983年Atman和Pace分別報導(dǎo)了在RNA前體加工過程起催化作用的酶是由20%蛋白質(zhì)和80%RNA組成的。如果除去蛋白質(zhì)部分，并提高鎂離子的濃度，則留下的RNA具有與全酶相同的催化活性，這是說明RNA具有酶活性的第一例證。
“酶不都是蛋白質(zhì)”，這一科學(xué)事實再一次有力地證明了實驗在科學(xué)發(fā)展中所起到的舉足輕重的作用，同時也讓我們看到，科學(xué)是發(fā)展的，探索是無止境的，而真理是相對的，現(xiàn)在的科學(xué)事實可能在今后會被修正，甚至_。
另外，酶、激素、維生素之間的區(qū)別值得一提，學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中容易把這些物質(zhì)和它們的作用搞混。可就高中生物學(xué)水平做一簡單比較：
酶 激素 維生素
從化學(xué)本質(zhì)上看 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)(如生長素、胰島素等)、固醇類脂類物質(zhì)(如性激素) 多種多樣，一般為小分子有機(jī)物。 如維生素D是固醇類物質(zhì);維生素A是脂類物質(zhì)(萜類);維生素C是抗壞血酸(葡萄糖的衍生物)等等。
從生理功能看 可提高生物體生物化學(xué)反應(yīng)的速度，是一種生物催化劑。 激素又稱“化學(xué)信使”，是特定細(xì)胞合成的，能使生物體發(fā)生一定反應(yīng)的有機(jī)分子。它的作用力很強(qiáng)，很低的濃度就能引起很強(qiáng)的反應(yīng)，但在細(xì)胞中不能積累，很快就會被破壞。 維生素常常與酶結(jié)合，是較復(fù)雜酶的組成成分之一。天然食物中含量極少，但這些極微小的量對人體的生長和健康是必需的，人體一般不能合成它們或合成量不足，必須從食物中攝取。
可把酶的發(fā)現(xiàn)史與酶的特性這兩部分教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來，這樣可使學(xué)生用實驗方法探索酶的特性順理成章。
4、酶的特性
在進(jìn)行酶的特性教學(xué)時，教師可提問：
酶作為生物催化劑，與無機(jī)催化劑相比，有何特點?
為解決這個問題，教師可演示有關(guān)實驗，也可安排相應(yīng)的學(xué)生實驗，引導(dǎo)學(xué)生通過對實驗現(xiàn)象的觀察，分析得出結(jié)論，即酶的高效性、專一性與多樣性特性。
(1)酶的高效特性實驗，實驗前有必要簡單介紹兩項內(nèi)容：
一是過氧化氫這種物質(zhì)，它是動植物在代謝中產(chǎn)生的，對機(jī)體有毒害作用。生物體可通過過氧化氫酶，催化過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。無機(jī)催化劑三價鐵離子也可催化這一反應(yīng);二是本實驗的實驗步驟。
實驗后，讓學(xué)生討論得出過氧化氫酶的催化效率高于鐵離子的結(jié)論，在此基礎(chǔ)上，教師可列舉其他實例，概括酶的高效性。教師還應(yīng)強(qiáng)調(diào)正是由于酶的存在及其高效性，所以許多代謝反應(yīng)在體外很難發(fā)生，在體內(nèi)卻可迅速進(jìn)行。
(2)酶的專一性特性
實驗前可提問：“食物中的淀粉和蔗糖同屬糖類，唾液淀粉酶能否消化水解這兩種物質(zhì)?”
本實驗所涉及的顏色反應(yīng)要在實驗前跟學(xué)生說明清楚。淀粉水解成的麥芽糖和蔗糖水解成的葡萄糖、果糖在煮沸的條件下，與斐林試劑反應(yīng)會有磚紅色沉淀物質(zhì)產(chǎn)生，淀粉和蔗糖與斐林試劑無此反應(yīng)。因此，斐林試劑可以用來鑒定淀粉和蔗糖溶液中是否有麥芽糖和葡萄糖及果糖，進(jìn)而推測淀粉和蔗糖是否被水解。
在此基礎(chǔ)上，教師通過進(jìn)一步實例說明酶的專一性是酶普遍具有的特性;
(3)酶的多樣性原理，可在學(xué)生理解酶的專一性原理基礎(chǔ)上，結(jié)合蛋白質(zhì)的多樣性讓學(xué)生分析得出。
5、影響酶活性的因素
有條件的學(xué)校，應(yīng)盡量讓學(xué)生做《實驗七、探索影響淀粉酶活性的條件》，這對于訓(xùn)練學(xué)生分析實驗?zāi)芰?，理解對照實驗的設(shè)計方法等都是很幫助的。
在學(xué)生通過實驗分析得出影響酶活性的因素后，可適當(dāng)結(jié)合學(xué)生的生活實際，引導(dǎo)學(xué)生分析、討論一些與之相關(guān)的生活常識。如可提問：“持續(xù)高燒不退或嚴(yán)重腹瀉有時甚至?xí)＜叭说纳?，學(xué)生知道其中的原因嗎?”
人的正常體溫是37℃，體溫升高到38℃，雖然體溫只是升高了1℃，但人已感覺非常沒有精神，如果升高到39℃甚至40℃以上，而且持續(xù)高燒，就會出現(xiàn)一系列嚴(yán)重的反應(yīng)，如昏睡、昏迷、驚厥、甚至危及生命，這是為什么呢?原來，酶作為生物催化劑，其催化活性受到很多因素的影響，如溫度、pH值、有機(jī)溶劑、重金屬離子、酶濃度、酶的激活劑、抑制劑等等，而酶的活性受上述因素的影響是非常敏感的，影響因素發(fā)生很小的變化的，酶活性就會發(fā)生很大的改變。人體中酶的最適溫度一般為37℃，當(dāng)人體體溫高于或低于這個溫度時，機(jī)體中酶活性就會大大降低，細(xì)胞內(nèi)的各種生物化學(xué)反應(yīng)不能正常進(jìn)行了。
霍亂是一種烈性傳染病，為霍亂弧菌所致，曾在世界上引起多次大流行，死亡率甚高?；魜y弧菌通過人的腸粘膜并大量繁殖，同時產(chǎn)生腸毒素引起劇烈腹瀉造成迅速而嚴(yán)重的脫水，血容量明顯減少，因而出現(xiàn)微循環(huán)衰竭，使細(xì)胞得不到鉀、鈉、鈣、氯離子，導(dǎo)致肌肉痙攣;細(xì)胞得不到碳酸氫根離子而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)pH值發(fā)生較大的改變，酶活性即相應(yīng)大大降低，嚴(yán)重的會出現(xiàn)代謝性酸中毒，最終病人腎功能衰竭，休克、死亡。人體大量出汗、腹瀉都要相應(yīng)地補充水就是這個道理;嬰幼兒自身調(diào)節(jié)能力差，嬰幼兒腹瀉常常引起嚴(yán)重后果，就是這個道理。
或者問：“當(dāng)人誤食了含有重金屬的食物或農(nóng)藥后，有一種應(yīng)急措施，就是趕緊給病人大量喝牛奶或豆?jié){，學(xué)生知道這是為什么嗎?”
酶活性除了與溫度、pH有關(guān)外，還受有機(jī)溶劑、重金屬離子等的影響。有機(jī)溶劑與重金屬離子影響酶活性的主要原因是有機(jī)溶劑和重金屬離子與酶蛋白上的某些化學(xué)基團(tuán)結(jié)合，使酶的活性完全喪失，這也是人誤食了有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥或含重金屬離子的食物中毒甚至死亡的原因。
牛奶和豆?jié){中含有大量的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)可以和重金屬或有機(jī)物結(jié)合，而使這些金屬離子和有機(jī)物發(fā)生沉淀。當(dāng)人誤食了含重金屬的食品或農(nóng)藥后，大量飲用牛奶或豆?jié){可使這些有毒物質(zhì)沉淀下來不被消化道吸收，從而也就避免了這些有毒物質(zhì)與人體中正常的酶接觸的機(jī)會，而保護(hù)了這些酶的活性。當(dāng)然，這只是應(yīng)急措施，還要去醫(yī)院洗胃并進(jìn)行進(jìn)一步的治療。
擴(kuò)展資料
淀粉液遇碘變藍(lán)的原因
淀粉是白色無定形的粉末，由10%～30%的直鏈淀粉和70%~90%的支鏈淀粉組成。直鏈淀粉具有遇碘變藍(lán)的特性，因為溶于水的直鏈淀粉借助分子內(nèi)的氫鍵卷曲成螺旋狀，第一個螺距有六個葡萄糖殘基組成。如果在淀粉液中加入碘液，碘分子便嵌人到螺旋結(jié)鉤的空隙處，并且借助范德華力與直鏈淀粉聯(lián)系在一起，形成了一種絡(luò)合物，這種絡(luò)合物能夠比較均勻地吸收波長范圍為400~750nm可見光，而反射的光是藍(lán)光，所以使淀粉溶液呈現(xiàn)出藍(lán)色來。
絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA
生物體內(nèi)存在三千多種具有不同功能的酶，一切生命現(xiàn)象都與酶有關(guān)，因為活細(xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)，都是在酶的催化作用下進(jìn)行的，沒有酶，新陳代謝就不能進(jìn)行，生命也就會隨之停止。酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，這一認(rèn)識直到20世紀(jì)80年代后才被科學(xué)修正過來?？茖W(xué)研究表明，一些RNA分子也具有酶的催化功能，如一種叫RNaseP的酶，它是由20%的蛋白質(zhì)和80%的RNA組成。科學(xué)家將這種酶的蛋白質(zhì)除去，同時提高鎂離子的濃度，留下來的RNA仍具有與該酶相同的催化活性。后來的科學(xué)實驗進(jìn)一步證實其它某些RNA分子與那些構(gòu)成酶的蛋白質(zhì)分子一樣，也都是效率非常高的生物催化劑。
酶工程
細(xì)菌細(xì)胞直徑不足2μm，每時每刻卻發(fā)生著1500一2000個化學(xué)反應(yīng)，由1000多種酶對這些反應(yīng)進(jìn)行催化和調(diào)制，生產(chǎn)著3000多種蛋白質(zhì)，1000多種核酸;而且細(xì)菌合成效率驚人，它合成每個肽鏈只需百分之三秒，而現(xiàn)代最先進(jìn)的蛋白質(zhì)自動合成機(jī)器只能合成小肽，而且速度也慢，合成每個肽鏈需要7分鐘，兩者相差200多倍;它合成RNA和DNA的速度更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人工合成;另外細(xì)胞中能量轉(zhuǎn)換效率也很高，這一切都有賴于生物催化劑，這就是酶。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的酶約有幾千種以上。它們定位于各種細(xì)胞的不同細(xì)胞器中，催化細(xì)胞生長代謝過程中各種不同的化學(xué)反應(yīng)，使這些反應(yīng)在正常溫度等條件下就可順利進(jìn)行。
酶是細(xì)胞產(chǎn)物，但不一定非要在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，在細(xì)胞外，即在非細(xì)胞條件下也能發(fā)揮作用。19世紀(jì)，人們已認(rèn)識到酵母可以使葡萄糖發(fā)酵，產(chǎn)生酒精和二氧化碳，但是對于這一過程是如何進(jìn)行的，當(dāng)時主要有兩種觀點，而且一直未能達(dá)成一致。1857年，法國的細(xì)菌學(xué)家巴斯德認(rèn)為酒精發(fā)酵需要有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)才能實現(xiàn);德國化學(xué)家李比西則認(rèn)為酒精發(fā)酵要求的只是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，而不要求完整的細(xì)胞參與。直到1897年，畢西納不用完整的酵母細(xì)胞，而用酵母汁進(jìn)行酒精發(fā)酵獲得成功，從而證明生物體內(nèi)的催化反應(yīng)也可能在體外進(jìn)行。
正是基于這點，人們可以利用細(xì)胞中的酶能催化體外的生化反應(yīng)，這就是酶工程得以發(fā)現(xiàn)的前提。
我們都用過加酶洗衣粉，同一般的洗衣粉相比，加酶洗衣粉中含有蛋白質(zhì)和脂肪酶等多種通過微生物生產(chǎn)出來的酶，因此，去除汗?jié)n和油污的能力比較強(qiáng)。我們知道，酶作為一類具有生物催化作用的有機(jī)物，是在活細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的。那么，人們是怎樣通過活細(xì)胞獲得這種酶并且在生產(chǎn)和生活中使用這些酶的呢?這些都是通過酶工程來實現(xiàn)的。
所謂酶工程，就是在一定的生物反應(yīng)器中，利用酶的催化作用，將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)的技術(shù)，而且酶工程是生物工程的核心，沒有酶的作用，任何生物工程技術(shù)都不能實現(xiàn)。概括地說，酶工程是由酶制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用兩個方面組成的。
(一)酶制劑的生產(chǎn)
已知酶的種類大約有幾千種，實際已被運用于工業(yè)生產(chǎn)的僅10余種，如已能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化大量生產(chǎn)的酶有淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、葡萄糖異構(gòu)酶等，其中堿性蛋白酶用于加酶洗滌劑，占國際上酶銷售額的首位，青霉素固化酶用于醫(yī)療，占世界用量第二位。
早期酶制劑主要來源于動植物材料，而今酶的主要來源是微生物。酶制劑的生產(chǎn)包括酶的生產(chǎn)、提取、分離純化和固定化。
1、酶的生產(chǎn)、提取和分離純化
(1)酶的生產(chǎn)
酶普遍存在于動物、植物和微生物體內(nèi)。人們最早是從植物的器官和組織中提取酶的。例如，從胰臟中提取蛋白酶，從麥芽中提取淀粉酶;現(xiàn)在，生產(chǎn)酶制劑所需要的酶大都來自微生物，這是因為同植物和動物相比，微生物具有容易培養(yǎng)、繁殖速度快和便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點。人們提供必要的條件，利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)酶。
(2)酶的提取和純化
從微生物、動植物細(xì)胞中得到含有多種酶的提取液后，為了從提取液中獲得所需要的某一種酶，必須將提取液中的其他物質(zhì)分離，這就是酶的分離純化。經(jīng)過分離純化后的得到的酶，活性不能降低，因此，分離純化必須在適宜的條件下進(jìn)行。人們多選擇不同種類和濃度的有機(jī)溶劑，以沉淀不同的酶蛋白，達(dá)到分離純化酶的目的。
2、酶的固定化
將分離純化的酶制成酶制劑進(jìn)行干燥處理，再適量加入相應(yīng)的穩(wěn)定劑和填充劑，制成粉狀制劑，用它們來催化生化反應(yīng)。但其結(jié)果是酶制劑和產(chǎn)物混在一起，不能得到高純度的產(chǎn)品;也很難讓酶制劑進(jìn)行重復(fù)使用。怎么辦呢?科學(xué)家們想到了酶的固定化。
先將純化的酶連接到一定的載體上(使酶固定化)，使用時將被固定的酶投放到反應(yīng)溶液中，催化反應(yīng)結(jié)束后又能將被固定的酶回收。
固定化酶一般是呈膜狀、顆粒狀或粉狀的酶制劑，它在一定的空間范圍內(nèi)使用，產(chǎn)品的純度高，沒有酶的而且酶制劑可反復(fù)使用，這種技術(shù)是1969年日本首先研制成功，現(xiàn)已方法應(yīng)用到生產(chǎn)中的。固定化酶同自由酶相比，具有以下優(yōu)點：其一是穩(wěn)定性高;其二是酶可反復(fù)使用;其三是產(chǎn)物純度高;其四是生產(chǎn)可連續(xù)化和自動化;其五是設(shè)備小型化以及可節(jié)約能源等。
我們知道，蔗糖幾乎全部來源于甘蔗或甜菜，但是甘蔗和甜菜的種植范圍都比較有限，因此，蔗糖的產(chǎn)量也就受到了影咱。能不能利用淀粉來生產(chǎn)類似蔗糖的甜味劑呢?科學(xué)家通過α-淀粉酶、糖化酶和將葡萄糖異構(gòu)酶連接到離子交換樹脂上，或者包埋在明膠中，制成的固定化葡萄糖異構(gòu)酶，這種固定化酶可以用于使葡萄糖轉(zhuǎn)化成甜度更高的高果糖漿。一些發(fā)達(dá)國家高果糖漿的年產(chǎn)量現(xiàn)已達(dá)到幾百萬噸，高果糖漿在許多飲料的制造中已經(jīng)逐漸替代了蔗糖。
3、固定化細(xì)胞
利用胞內(nèi)酶制作固定化酶時，先要把細(xì)胞打碎，才能將里面的酶提取出來，這就增加了工序和成本。人們設(shè)想直接固定那些含有所需胞內(nèi)酶的細(xì)胞，并且就用這樣的細(xì)胞來催化化學(xué)反應(yīng)。20世紀(jì)70年代，科學(xué)家研制成固定化細(xì)胞，并且用于生產(chǎn)。例如，將酵母細(xì)胞吸附到多孔塑料的表面上或包埋在瓊脂中，制成的固定化酵母菌細(xì)胞，可以用于酒類的發(fā)酵生產(chǎn)。
(二)酶制劑的應(yīng)用
1、治療疾病
胰島素是治療糖尿病的常用藥品，這種蛋白質(zhì)是胰臟中胰島細(xì)胞分泌的一種激素，是由兩條肽鏈組成，一條由21個氨基酸組成，稱為A鏈;另一條由30個氨基酸組成，稱為B鏈。胰島素是治療糖尿病的。由于糠尿病患者很多，胰島素的需要量很大，所以許多糖尿病患者使用的曾是豬的胰島素。但是，豬胰島素與人胰島素在化學(xué)結(jié)構(gòu)上有一處差別：豬胰島素B鏈上最后一個氨基酸是丙氨酸，人胰島素B鏈上最后一個氨基酸是蘇氨酸。因此，用豬胰島素治療人的糖尿病，容易使一些患者產(chǎn)生免疫反應(yīng)。現(xiàn)在，科學(xué)家可利用酶，切下并移去豬胰島素B鏈上的那個丙氨酸，然后接上一個蘇氨酸。這樣，豬的胰島素就魔術(shù)般地變成人的胰島素了;
尿激酶可以用來活化人體內(nèi)的溶纖維蛋白酶原，使溶纖維蛋白酶原轉(zhuǎn)化為溶纖維蛋白酶，是治療腦溢血、心肌梗塞、肺動脈阻塞等疾病引起的血栓所需要的藥物，它是能利用培養(yǎng)哺乳動物細(xì)胞得到的可以商業(yè)化的治療劑。但由尿或組織培養(yǎng)的產(chǎn)物中提取價格較高，1980年4月，科學(xué)家已經(jīng)通過質(zhì)粒DNA誘發(fā)大腸桿菌生產(chǎn)出尿激酶，為在工業(yè)上利用酶工程方法生產(chǎn)酶開辟了道路;
青霉素是人們經(jīng)常使用的一種抗生素。但是，多年的使用使得不少病原菌對青霉素產(chǎn)生了抗藥性，為此，科學(xué)家一方面研制新的抗生素以替代青霉素，另一方面設(shè)法通過有關(guān)的酶制劑來改造青霉素的分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而研制出新型的青霉素。青霉素的分子是由一個母核和一個側(cè)鏈組成的。科學(xué)家利用青霉素?；?，將母核和側(cè)鏈水解開，然后，利用化學(xué)合成的方法，使青毒素的母核與其他的側(cè)鏈連接，從而研制出氨芐青霉素等新型的青霉素?，F(xiàn)在，制藥廠已經(jīng)能夠利用固定化青霉素酰化酶反應(yīng)器，成批地生產(chǎn)用于合成氨芐青霉素等新型青霉素的母核了;
再如，溶菌酶可分解病原菌的細(xì)胞壁，具有明顯的抗菌和消炎作用;溶纖維蛋白酶具有溶解患者血管內(nèi)纖維蛋白凝塊的作用，可以用來治療血栓病。
2、產(chǎn)品加工
利用酶制劑生產(chǎn)一些產(chǎn)品，這一過程是在酶反器中進(jìn)行的，酶反應(yīng)器是指供酶制劑催化化學(xué)反應(yīng)容器。酶反應(yīng)器分成多種，如具有固定化酶(或固定化細(xì)胞)的反應(yīng)器叫做柱式酶反應(yīng)器，柱式酶反應(yīng)器是將含有底物的液體，以一定的速度連續(xù)不斷地從一端注入裝有固定化酶(或固定化細(xì)胞)的容器，在液體流經(jīng)固定化酶(或固定化細(xì)胞)時，容器內(nèi)就發(fā)生催化反應(yīng)并且生成產(chǎn)物、含有產(chǎn)物的液體則連續(xù)不斷地從容器的另一端流出。同一般的化工容器一樣，需要對酶反應(yīng)器溫度和pH等條件進(jìn)行嚴(yán)格控制;不同的是，酶反應(yīng)器必須進(jìn)行無菌操作。
食品加工業(yè)方面。釀酒廠和飲料廠利用果膠酶來澄清果酒和果汁，效果十分明顯;又如，葡萄糖氧化酶可以除去密封飲料和罐頭中的氧氣、從而有效地防止飲料和食品氧化變質(zhì);再如，用木瓜蛋白酶制成的嫩肉粉，可以使肉絲、肉片等烹調(diào)后吃起來嫩滑可口;例如，支鏈淀粉酶是分解多糖類支鏈淀粉的酶，它能把胚芽轉(zhuǎn)變?yōu)樯珴奢^好的麥芽糖糖漿。麥芽糖的甜味沒有葡萄糖濃，但很適口，且容易發(fā)酵、粘度大、溶解度大，用其制作糖果可以防止遇熱變色，用于冰激凌可以防止產(chǎn)生砂糖結(jié)晶。
日常生活方面。照相業(yè)由于采用了酶技術(shù)使照相材料發(fā)生了很大變革;家庭用的洗衣粉里加了一些酶，它能夠分解某些蛋白質(zhì)等物質(zhì)，使衣服上的血跡、汗?jié)n等容易洗掉。但是，由于這些酶比較脆弱，在漂白劑一同起作用下很容易被破壞，然而酶工程可以解決這一技術(shù)難題。目前，市場上己經(jīng)出現(xiàn)了能夠和漂白劑一同起作用的去污酶洗衣粉?？茖W(xué)家通過對去污酶結(jié)構(gòu)上的兩個氨基酸進(jìn)行修改，提高了這種酶的抵抗力。
化學(xué)工業(yè)方面酶制劑也得到了廣泛應(yīng)用，在塑料工業(yè)與合成纖維工業(yè)中，已經(jīng)可以用酶制劑催化氫化鏈烯的生產(chǎn);
其他方面，一些紡織原料也可以利用酶制劑進(jìn)行加工。例如，天然蠶絲(指家蠶吐出的蠶絲)的外表有一層絲膠，絲膠直接影響天然蠶絲的使用。過去，人們只能在高溫條件下用堿性物質(zhì)脫去天然蠶絲上的絲膠?，F(xiàn)在，人們可以在溫和的條件下，利用蛋白酶對天然蠶絲進(jìn)行脫膠，脫膠后的蠶絲具有鮮亮的色澤和柔滑的手感。
3、化驗診斷和水質(zhì)監(jiān)測
根據(jù)葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下形成葡萄糖酸和過氧化氫，過氧化氫在過氧化氫酶的催化作用下形成水和原子氧，而氧原子可以將某種無色的化合物氧化成有色的化合物，人們根據(jù)這個原理，將上述兩種酶和無色的化合物固定在紙條上，制成測試尿糖含量的酶試紙，當(dāng)它與尿液相遇時，依據(jù)尿液中葡萄糖含量由少到多而呈現(xiàn)出淺藍(lán)、淺綠、棕或深棕色，這樣糖尿病人就可以方便地為自己化驗?zāi)蛱堑那闆r了?？茖W(xué)家根據(jù)同一原理，還研制出能夠化驗血糖數(shù)值的血糖快速測試儀，具有靈敏度高和速度快等優(yōu)點。
酚是一類對人體有害的化合物，經(jīng)常通過煉油和煉焦等工廠的廢水排放到河流和湖泊中，科學(xué)家利用固定化多酚氧化酶研制成多酚氧化酶傳感器，可快速測定出水中質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅有2×10—7的酚。
4、用于生物工程其他分支領(lǐng)域
基因工程離不開內(nèi)切酶和連接酶;植物體細(xì)胞雜交制備原生質(zhì)體時，需要纖維素酶，人們把它們稱為生物工程的工具酶，而這些酶可由酶工程得到。
酶作用的特性
酶是催化劑，只需微量就可以使所催化的反應(yīng)加速進(jìn)行，而其本身的質(zhì)和量都不發(fā)生變化，此外酶是生物催化劑，它有著不同于化學(xué)催化劑的特性。
(1)酶具有高效性
酶的催化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過化學(xué)催化劑。例如，碳酸酐酶能夠催化下面的反應(yīng)：
碳酸酐酶是目前已經(jīng)知道的催化反應(yīng)速度最快的酶之一。每個碳酸酐酶分子每秒能夠催化 個 ，使它們與相同數(shù)量的 結(jié)合，形成相同數(shù)量的 。碳酸酐酶催化上述反應(yīng)的速度比非酶催化的上述反應(yīng)速度快上 倍。酶為什么會具有這樣強(qiáng)大的催化能力呢?酶的中間產(chǎn)物學(xué)說認(rèn)為：酶在催化某一底物時，先與底物結(jié)合成一種不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物。這種中間產(chǎn)物極為活潑，很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變成反應(yīng)物，并且放出酶。按照中間產(chǎn)物學(xué)說，酶的催化反應(yīng)可以寫成下式：
S(底物)十E(酶)=SE(中間產(chǎn)物)=E十P(反應(yīng)產(chǎn)物)
(2)酶具有高度的專一性
這就是說，一種酶只能作用于一種底物，或一類分子結(jié)構(gòu)相似的底物，促使底物進(jìn)行一定的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一定的反應(yīng)產(chǎn)物。酶為什么具有這樣高度的專一性呢?這可以用“誘導(dǎo)契合學(xué)說”來解釋。
所謂“誘導(dǎo)契合學(xué)說”是指底物一旦與酶結(jié)合，酶分子上的某些基團(tuán)常常發(fā)生明顯的變化，從而使酶蛋白的構(gòu)象發(fā)生相應(yīng)的變化，使酶的活性中心的空間結(jié)構(gòu)和底物的空間結(jié)構(gòu)十分吻合，最終契合形成酶—底物絡(luò)合物，這種變化的結(jié)果，使酶只能與對應(yīng)的化合物契合，從而排斥了那些形狀、大小不適合的化合物。科學(xué)家們對羧肽酶等進(jìn)行了X射線衍射研究，研究的結(jié)果有力地支持了這個假說。
(3)酶很容易失活
同一般的催化劑相比，酶很容易失去活性。酶失活的原因是蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變造成的。
酶的催化作用，受到溫度、pH和某些化合物等因素的影響。
溫度的影響：在一定的溫度范圍(0—40℃)內(nèi)，酶的催化作用速度隨著溫度的升高而加快。一般地說，溫度每升高10℃，反應(yīng)速度就相應(yīng)提高一倍。但超過60℃，絕大多數(shù)的酶就會失去活性。
pH的影響：酶對環(huán)境中的pH十分敏感。酶只有在一定的pH范圍內(nèi)才能表現(xiàn)出活性，超過這個范圍，酶就失活了。即使在這個有限的pH范圍內(nèi)，酶的活性也要隨著環(huán)境中pH的變動而有所不同。一般來說，酶的最適pH在4~8之間。但是，各種酶的最適pH是不一樣的。
某些化合物的影響：有些化合物可引起酶失活，如酒精、有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥等有機(jī)小分子物質(zhì);重金屬離子等;有些離子或簡單的有機(jī)化合物，能夠增強(qiáng)酶的活性，這些物質(zhì)叫做酶的激活劑。例如，經(jīng)過透析的唾液淀粉酶的活性不高、如果加入少量的 ，這種酶的活性就會大大增強(qiáng)，因為 中的 起到了激活唾液淀粉酶的作用;還有些物質(zhì)能夠抑制酶的活性，這類物質(zhì)叫做酶的抑制劑，例如，氰化物可以抑制細(xì)胞色素氧化酶的活性。
高中生物酶的發(fā)現(xiàn)教案4
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.知道酶的發(fā)現(xiàn)過程。
2.理解酶的性質(zhì)(主要是高效性、專一性、酶需要適宜條件的特性)。
3.用實驗探究酶的高效性、酶的專一性。
【學(xué)習(xí)障礙】
1.理解障礙(1)如何理解酶與新陳代謝的關(guān)系?(2)如何理解酶的高效性、專一性等特性?
(3)如何理解影響酶催化作用的因素?
2.解題障礙(1)用酶的作用特性去解釋和說明一些生物學(xué)現(xiàn)象。(2)解影響酶的催化作用因素的圖表題。
(3)解有關(guān)的實驗設(shè)計題。
【學(xué)習(xí)策略】 1.理解障礙的突破(1)用“結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一”等觀點理解新陳代謝與酶的關(guān)系。生命系統(tǒng)既是一個需要維持穩(wěn)態(tài)的系統(tǒng)，又是一個瞬時就會發(fā)生一系列合成、分解的運動著的系統(tǒng)，這是一個矛盾的統(tǒng)一體。新陳代謝中的各種化學(xué)反應(yīng)是在溫度、酸堿度等相對穩(wěn)定的條件下進(jìn)行的，這些化學(xué)反應(yīng)不能在高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等條件下進(jìn)行，可是又要迅速、高效地進(jìn)行反應(yīng)，怎樣實現(xiàn)生命系統(tǒng)的這種功能?因此就必須有一種結(jié)構(gòu)或物質(zhì)存在，來行使其功能。這就是生物催化劑——酶。生物體內(nèi)的物質(zhì)代謝過程是極其復(fù)雜的，如人體從外界攝取的營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)過變化成為人體自身的組成物質(zhì)，組成物質(zhì)又經(jīng)過氧化分解成為代謝的最終產(chǎn)物而排出體外，這些過程中包含著許許多多的生物化學(xué)反應(yīng)。據(jù)估計，人體細(xì)胞內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的頻率約為幾百萬次/min。這么多的化學(xué)反應(yīng)之所以能夠在平常的溫度、壓力下迅速順利地完成，完全是依靠酶的催化作用。正因為這樣，生物體自我更新的速度是很快的。拿人體來說，體內(nèi)血液中的紅細(xì)胞更新的速度通常為200萬/s以上，大約60 d左右全部紅細(xì)胞要更新一半;肝臟和血漿中的蛋白質(zhì)，大約10 d左右要更新一半;皮膚、肌肉等組織中的蛋白質(zhì)，大約150 d左右要更新一半。人在一生(按60年計算)中與外界環(huán)境交換各種物質(zhì)的數(shù)量，大約水為50000 kg，糖類為10000 kg，脂質(zhì)為1000 kg，蛋白質(zhì)為1600 kg。物質(zhì)交換的總重量大約相當(dāng)于人體重量的1200倍，而實際上現(xiàn)在人類的壽命已經(jīng)大大超過60歲了。所有這些復(fù)雜的代謝活動，只有在酶的參與下才能在常溫、常壓的條件下迅速有序地進(jìn)行。因此生物體的新陳代謝過程，實際上是由一系列酶所催化的化學(xué)反應(yīng)所組成的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，這就是功能與結(jié)構(gòu)的和諧統(tǒng)一。
(2)用“遷移法”來幫助理解酶的特性。酶是生物催化劑，因而它既有與一般催化劑相同的性質(zhì)，也有與一般催化劑不同的特點。酶和一般催化劑的共同點是：第一，酶在催化反應(yīng)加快進(jìn)行時，在反應(yīng)前后酶本身沒有數(shù)量和性質(zhì)上的改變，因而很少量的酶就可催化大量的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。第二，酶只能催化熱力學(xué)上允許進(jìn)行的反應(yīng)，而不能使本來不能進(jìn)行的反應(yīng)發(fā)生。第三，酶只能使反應(yīng)加快達(dá)到平衡，而不能改變達(dá)到平衡時，反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度。因此，酶既能加快正反應(yīng)進(jìn)行，也能加快逆反應(yīng)進(jìn)行。酶促反應(yīng)究竟朝哪個方向進(jìn)行，取決于反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度。酶與一般的催化劑相比又有其特點，最突出的是它的高效性和專一性。 生物化學(xué)理論的遷移
A.用“酶的中間產(chǎn)物學(xué)說”來理解酶的高效性
酶具有強(qiáng)大的催化能力，酶的催化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過化學(xué)催化劑。例如，碳酸酐酶能夠催化下面的反應(yīng)：
碳酸酐酶是目前已經(jīng)知道的催化反應(yīng)速度最快的酶之一。每個碳酸酐酶分子催化CO2水合作用形成相同數(shù)量的H2CO3的速度通常為6×10個/s。碳酸酐酶催化上述反應(yīng)的速度比非酶催化的上述反應(yīng)速度快10倍。如果沒有這種酶，CO2從組織到血液，然后再通過肺泡呼出體外的過程只能以極其緩慢的速度進(jìn)行，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生物體生存的需要。酶具有這樣強(qiáng)大的催化能力，可以用酶的中間產(chǎn)物學(xué)說來解釋：酶在催化某一底物(被酶催化的物質(zhì))時，先與底物結(jié)合成一種不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物，這種中間產(chǎn)物極為活潑，很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變成反應(yīng)物，并且放出酶。按照中間產(chǎn)物學(xué)說，酶促反應(yīng)(需酶催化的反應(yīng))可以寫成下式：
57 B.用“酶的誘導(dǎo)契合學(xué)說”來理解酶的專一性：酶具有高度的專一性，這就是說，一種酶只能作用于一種底物，或一類分子結(jié)構(gòu)相似的底物，促使底物進(jìn)行一定的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一定的反應(yīng)產(chǎn)物。酶的這種高度的專一性，可以用“誘導(dǎo)契合學(xué)說”來解釋：酶對于它所作用的底物有著嚴(yán)格的選擇，酶和底物結(jié)合時，酶并不是事先就以一種與底物互補的形狀存在，而是在受到誘導(dǎo)之后才形成互補的形狀。這種方式如同一只手伸進(jìn)手套之后才誘導(dǎo)手套的形狀發(fā)生變化一樣。底物一旦結(jié)合上去，就能誘導(dǎo)酶蛋白的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而使酶和底物契合而形成酶—底物絡(luò)合物，這就是科學(xué)家們普遍支持的“誘導(dǎo)契合學(xué)說”(見下圖)。
底物的結(jié)構(gòu)和酶的活動中心的結(jié)構(gòu)的這種互補形狀，使酶只能與對應(yīng)的化合物契合，從而排斥了那些形狀、大小不適合的化合物，這就是酶作用的專一性。 用來說明酶專一性催化作用的基本原理的學(xué)說還有“鎖和鑰匙學(xué)說”，見本節(jié)教材復(fù)習(xí)題二圖示，在此不再贅述。
(3)用“內(nèi)外因法”來理解酶的催化作用受溫度、pH影響的機(jī)理。唯物辯證法認(rèn)為外因是變化的條件，內(nèi)因是變化的根據(jù)，外因通過內(nèi)因而起作用。用此方法可以找出事物變化的根本原因。酶起催化作用所需條件雖然不象一般催化劑那樣苛刻，如要求高溫、高壓，但它還是需要一些特定的環(huán)境條件的。這些條件就是影響酶催化作用的外因，主要是溫度與pH;影響酶催化作用的內(nèi)因是由酶本身的性質(zhì)——蛋白質(zhì)所決定的。我們主要研究其外因。①溫度：酶的催化效率又稱酶的活性或活力。酶促反應(yīng)與普通的化學(xué)反應(yīng)一樣，一般說來，環(huán)境溫度升高，酶的活性隨之提高，但不是無止境的。隨著溫度升高，酶的穩(wěn)定性也越來越低，表現(xiàn)為酶的活性急速喪失。某種酶在某一溫度下能表現(xiàn)出最大的活性，這個溫度稱為該種酶的最適溫度。就大多數(shù)酶來講，最適溫度在40℃左右，溫度繼續(xù)升高，酶的活性會顯著下降，以致完全喪失催化能力。這是因為酶是一種蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)加溫到70℃~90℃就會變性沉淀，如雞蛋清在開水里一煮就凝固成白色固體一樣。各種酶能忍受高溫的限度不同，絕大多數(shù)酶在60℃～70℃的溶液中即受到很大破壞。酶的活性隨溫度變化的示意圖如下圖。
② 酸堿度(pH)：酸堿度對酶的催化作用有很大影響，主要體現(xiàn)在兩個方面：一是同一種酶在不同的pH下活性不同，如上圖。二是各種酶的最適pH不同，過酸或過堿都會降低酶的活性。例如胃蛋白酶在酸性(pH1.5)環(huán)境下活性最高，胰蛋白酶在微堿性(pH8)環(huán)境下活性最高，大部分酶在中性環(huán)境下活性最高。
[例1]在酶法生產(chǎn)葡萄糖時，pH先調(diào)到6，后調(diào)到4.5。這是因為最初以一種淀粉酶溶液為原料時，該酶的____________，繼后以糖化酶繼續(xù)作用，該酶的____________之故。
解析：用“內(nèi)外因法”解。各種酶的最適pH不同，據(jù)題意，催化淀粉最終水解成葡萄糖最先需要淀粉酶后需要糖化酶， pH先調(diào)到6，后調(diào)到4.5，可見這分別是兩種酶的最適pH。
答案：最適pH為6 最適pH為4.5 2.解題障礙的突破
(1)用“系統(tǒng)化”和“具體化(對號入座)法”來解有關(guān)酶的特性的問題。
按系統(tǒng)化方法將酶的知識形成知識網(wǎng)絡(luò)如下圖。
具體化(對號入座)是把理論知識用于具體、個別場合的思維方法。在生物學(xué)學(xué)習(xí)中，適用具體化的方式主要有兩種：一是用所學(xué)知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實踐，分析和解釋一些生命現(xiàn)象;二是用一些生活中的具體事例來說明生物學(xué)理論知識。
[例2]能夠促使唾液淀粉酶水解的酶是
A.淀粉酶 B.分解酶 C.水解酶 D.蛋白酶
解析：用“系統(tǒng)化”和“具體化(對號入座)法”解。題目告訴我們這主要是考查酶的功能特性，根據(jù)我們已建立的上述知識網(wǎng)絡(luò)將問題對號入座，很明顯題目具體是考查酶的專一性的特點，淀粉酶只能使淀粉水解成麥芽糖;分解酶是具有分解作用的所有酶的總稱;水解酶是催化有機(jī)物與水作用形成各類分解產(chǎn)物的酶，包括淀粉酶、蛋白酶等;蛋白酶是只能水解蛋白質(zhì)的酶。唾液淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，由于酶的催化作用具有專一性的特點。因此，促使其水解的酶只有蛋白酶。 答案：D [例3]新采摘的玉米果穗具有甜味，但放一段時間后甜味便降低，如果采摘后放在沸水中浸泡一段時間后再保存，甜味會保留較長一段時間，請回答：
(1)放一段時間后甜味降低的原因是___________________________。 (2)沸水浸泡一段時間后再保存，甜味可保留較長時間的原因是_________________。
(3)通過
上
述
實
驗
可
以
證
明_______________________________________。
解析：用“系統(tǒng)化”和“具體化(對號入座)法”解。玉米的甜味是由某些單糖引起的，放一段時間后甜味便降低，顯然是單糖減少的緣故;如果采摘后放在沸水中浸泡一段時間后再保存，甜味會保留較長一段時間，即單糖減少的速度明顯減慢，單糖這種變化與溫度有關(guān)，綜合分析，不難看出這是酶的作用。
答案：(1)在酶的作用下，單糖分解或轉(zhuǎn)變成淀粉 (2)高溫使酶失活，抑制了單糖的分解或淀粉的合成 (3)酶的催化作用受到溫度的影響，高溫可使酶失活
(2)先用“圖文轉(zhuǎn)換法”，再用“層析綜合法”來解圖表類問題。
在解圖表類問題時，先進(jìn)行圖文信息轉(zhuǎn)換，再對其分析。具體分析時，用“層析法”來找出變量間的因果關(guān)系。
高中生物酶的發(fā)現(xiàn)教案5
一、教學(xué)目標(biāo) (一)知識教學(xué)目標(biāo)
1.理解新陳代謝、同化作用、異化作用的概念及其相互關(guān)系。 2.理解酶在新陳代謝中的作用，掌握酶的作用特性。
3.理解ATP在新陳代謝中的作用以及ATP的分子結(jié)構(gòu)簡式，初步掌握ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)變關(guān)系。 (二)能力培養(yǎng)目標(biāo)
1.通過同化作用與異化作用及物質(zhì)代謝與能量代謝相互關(guān)系的學(xué)習(xí)，學(xué)生能進(jìn)行辯證思維。
2.通過教材中的實驗演示，學(xué)生的觀察分析能力能得以提高
3.通過課后練習(xí)溫度等對酶催化作用的影響的實驗設(shè)計，學(xué)生的創(chuàng)新思維能力得到培養(yǎng)。
4.通過對酶的催化演示實驗的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握對比實驗法;通過酶與化學(xué)催化劑，ATP、ADP轉(zhuǎn)變與化學(xué)上的可逆反應(yīng)的比較分析，學(xué)生會使用比較分析的學(xué)習(xí)方法。 (三)德育滲透目標(biāo)
結(jié)合對新陳代謝概念的學(xué)習(xí)，加深對生命本質(zhì)的科學(xué)認(rèn)識，學(xué)生得到辯證唯物主義思想的教育。
二、教材分析與學(xué)情分析
1.重點
(1)理解新陳代謝是生命物體特有的運動形式，是生物的基本特征。
(2)理解并初步掌握酶、ATP與新陳代謝的重要關(guān)系。
2.難點
(1)同化作用與異化作用之間的相互轉(zhuǎn)變。
(2)ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)變。
3.學(xué)生可能的疑點
(1)新陳代謝有別于其它的物理、化學(xué)等運動形式。
(2)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)變的“可逆性”
4.解決辦法
(1)由于學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過新陳代謝的概念，但是就理解而言，并不深入，因此，在組織本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)時，應(yīng)把生物體所特有的運動形式與非生物體的運動形式進(jìn)行對比思考，重點理解“新”與“陳”的代謝是生物體的自我更新;對代謝的概念還應(yīng)由宏觀性代謝過程的描述轉(zhuǎn)向微觀化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識上。
(2)通過ATP與ADP的“可逆性”轉(zhuǎn)變與化學(xué)上可逆性反應(yīng)的比較分析，促進(jìn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)這兩個“可逆性”的差異。
三、課時安排：1課時。
四、教學(xué)方法：自學(xué)輔導(dǎo)法。
五、教具準(zhǔn)備：小麥淀粉催化作用的演示實驗。
六、學(xué)生活動設(shè)計 1.由于高中學(xué)生已有一定的學(xué)習(xí)能力，又由于新陳代謝概念、酶這兩個知識點在初中學(xué)習(xí)過，所以引入后首先讓學(xué)生結(jié)合提問進(jìn)行自學(xué)。
2.由于知識的學(xué)習(xí)是一個新舊知識的雙向建構(gòu)過程，故在各知識點教學(xué)中要求學(xué)生列舉以前學(xué)習(xí)過的知識來學(xué)習(xí)和建構(gòu)新內(nèi)容。
3.由于在初中生理衛(wèi)生學(xué)習(xí)中學(xué)生已做過唾液淀粉酶的實驗，要求學(xué)生運用已有知識設(shè)計溫度對酶催化活性影響的實驗。
4.結(jié)合本節(jié)內(nèi)容的課堂練習(xí)再進(jìn)行反饋性校正。
七、教學(xué)過程
(一)導(dǎo)入新課
[導(dǎo)言] 通過高中生物緒論的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道生物區(qū)別于非生物最本質(zhì)的特征是新陳代謝，它是生物體進(jìn)行一切生命活動的基礎(chǔ)。從本節(jié)內(nèi)容開始，我們將學(xué)習(xí)關(guān)于新陳代謝的有關(guān)知識。由于新陳代謝過程比較復(fù)雜，在學(xué)習(xí)具體的代謝過程之前，我們首先要學(xué)習(xí)與新陳代謝過程緊密相關(guān)的幾個問題，這就是我們本節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
[副板書]通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，我們要達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)是：(板書在黑板右側(cè)：)
1.理解新陳代謝的概念及其基本類型;
2.理解酶的概念并掌握酶的作用特性;
3.識記ATP的分子簡式，理解ATP與新陳代謝間的重要關(guān)系。
[ 導(dǎo)學(xué)與提問] 本節(jié)內(nèi)容主要講述了三個問題：一是新陳代謝的概念，二是新陳代謝與酶，三是新陳代謝與ATP，一共三個大問題。下面請同學(xué)們首先看書，找找關(guān)鍵語句，看看它們之間有何內(nèi)在聯(lián)系?
(二)中心授課
[學(xué)生自學(xué)與討論] 10分鐘。
[師生合作] 針對上述提問進(jìn)行抽查，了解學(xué)生自學(xué)與討論的結(jié)果。對學(xué)生回答的結(jié)論經(jīng)簡短評價后將本節(jié)的知識框架邊講述邊板書：新陳代謝包括生物體內(nèi)的全部化學(xué)反應(yīng)，而眾多化學(xué)反應(yīng)能順利而迅速地進(jìn)行，一是因為有酶的催化，二是因為有源源不斷的能量供應(yīng)。
[板書] 1.新陳代謝的概念及分類
[復(fù) 述]什么是新陳代謝?新陳代謝是指生物體在生命活動過程中不斷地與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換，以及生物體內(nèi)物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化過程。
[設(shè)問]名之曰新陳代謝，何謂“新”何謂“陳”?
[講 述]生物體在新陳代謝的過程中，從外界環(huán)境攝取營養(yǎng)物質(zhì)，合成自身的組成物質(zhì)、貯存能量;同時，生物體分解自身組成物質(zhì)、釋放能量，將代謝終產(chǎn)物排出體外、散失能量。其中，合成自身的“組成物質(zhì)、貯存能量”，謂之“新”;分解自身“組成物質(zhì)、釋放能量”，謂之“陳”。生命運動的本質(zhì)就是生物體的自我更新。據(jù)估計，人體內(nèi)的組成物質(zhì)平均每80天就有一半被分解，其中組成肺、骨骼和大部分肌肉的蛋白質(zhì)的壽命約為185天，而組成肝臟、血漿的蛋白質(zhì)的壽命更短，只有10天左右。生物體只有不斷地與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量交換，不斷地進(jìn)行新物質(zhì)的合成和能量的貯存，不斷地進(jìn)行舊物質(zhì)的分解和能量的釋放，才能延續(xù)生命?？茖W(xué)家們應(yīng)用示蹤元素測知，人體內(nèi)約有98%的物質(zhì)每年被新的物質(zhì)所代替，一年之內(nèi)，幾乎全部更新。由此可見，生命運動區(qū)別于非生命運動最本質(zhì)的特征就是生物體的自我更新。也正是自我更新，生物獲得了維持生命活動所需要的物質(zhì)和能量。提問?新陳代謝都有哪些分類?它們是怎樣劃分的? [學(xué)生回答]略。 [難點突破] (1)同化作用與異化作用
從上述圖中可以發(fā)現(xiàn)，同化作用與異化作用看似矛盾的兩個過程，實際上它們之間并不是物質(zhì)與能量的簡單進(jìn)與出，而是在相互聯(lián)系又同時進(jìn)行的過程中，不斷地進(jìn)行著的生物“新”與“舊”的循環(huán)更新，是生命特有的運動形式。 (2)物質(zhì)代謝與能量代謝
物質(zhì)代謝和能量代謝是新陳代謝過程中的不可分割的兩個內(nèi)容，物質(zhì)代謝總是伴隨有能量代謝，這是因為物質(zhì)分子中貯存有化學(xué)能，物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)變化時，總有能量的變化。所以沒有孤立的物質(zhì)代謝，更沒有孤立的能量代謝。知識點間銜接：我們已學(xué)習(xí)了新陳代謝的宏觀過程，然而，如果著眼于新陳代謝的微觀環(huán)節(jié)，代謝過程實際上是由許許多多的化學(xué)反應(yīng)組成的，新陳代謝則是生物體內(nèi)所有化學(xué)反應(yīng)的總稱。這么多的化學(xué)反應(yīng)之所以能在常溫常壓下順利而迅速地進(jìn)行，是因為生物體內(nèi)有酶的催化。 [板書] 2.新陳代謝與酶 (1)酶是生物催化劑
[提 問]什么是酶?
[復(fù) 述]酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具催化能力的一類特殊蛋白質(zhì)。將酶的概念進(jìn)行分析可得：
酶的來源(活細(xì)胞產(chǎn)生)、酶的功能(催化作用)、酶的化學(xué)本質(zhì)(一種特殊蛋白質(zhì))。演示實驗：演示完后再將結(jié)果填寫
[提問與分析] a.實驗中甲試管實驗結(jié)果證明：酶有催化作用。 b.實驗中設(shè)計乙試管的作用是：對照作用。 c.實驗中恒溫的原因是：酶催化需要適宜的溫度。
酶的催化活性除了受溫度的影響外，還受到酸堿度等條件的影響。
(2)酶的特性
[提 問]在化學(xué)上同學(xué)們也學(xué)習(xí)過催化劑，那么一般的催化劑都有哪些性質(zhì)呢? [學(xué)生回答]用量少而催化效率高，反應(yīng)前后不發(fā)生變化，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)迅速進(jìn)行等。 [講 述] 酶作為生物催化劑，除了具有上述一般催化劑的性質(zhì)外，還具有以下重要特性：
a.具有高效性：催化反應(yīng)的速度比一般的無機(jī)催化劑高106-107倍，有的酶催化反應(yīng)速度極快，如碳酸酐酶催化二氧化碳與水合成碳酸的反應(yīng)是已知最快的酶催化反應(yīng)之一。每一個酶分子在1秒鐘內(nèi)可以使105個二氧化碳分子發(fā)生水合反應(yīng)。 b.具有專一性：一種酶只能作用于某一類或某一種特定的物質(zhì)使其發(fā)生反應(yīng)。如麥芽糖酶只能催化麥芽糖分解成葡萄糖，胃蛋白酶只能催化食物中蛋白質(zhì)的分解。 c.酶的種類具有多樣性：酶的種類繁多，目前已知的約有2千多種。正是由于酶對反應(yīng)的專一性，成千上萬的化學(xué)反應(yīng)就需要許多的酶分別在各自代謝途徑的特定位置上發(fā)揮作用，保證新陳代謝有條不紊地進(jìn)行。
歸納總結(jié)：每一種酶都具有高效性和專一性，從酶的家族整體上看呈現(xiàn)出多樣性。 3.新陳代謝與ATP。
[導(dǎo)入新概念]新陳代謝順利進(jìn)行除了需要酶的催化外，還需要能量源源不斷的供應(yīng)。如肌肉收縮、腺體分泌等都需要消耗能量。那么消耗的能量從哪里來?
[提 問]現(xiàn)在我們回憶一下，到目前為止，我們都學(xué)習(xí)過與能源相關(guān)的哪些內(nèi)容? [學(xué)生列舉]糖類是生命活動的主要能源物質(zhì)，脂肪是生物體內(nèi)儲存能量的物質(zhì)等。將列舉的內(nèi)容寫在黑板的適當(dāng)位置上。
[提 問]我們現(xiàn)在要學(xué)習(xí)的ATP也是能源物質(zhì)，與上述能源有何關(guān)系呢 [過渡語]下面我們先學(xué)習(xí)關(guān)于ATP的有關(guān)知識，然后再來回答這個問題。 (1)ATP的分子簡式
全稱叫三磷酸腺苷，由于其分子較大，為便于書寫，人們根據(jù)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡寫，用A代表腺苷，T代表三個，P代表磷酸基，簡稱ATP。
ATP中大量的化學(xué)能就貯存在兩個高能磷酸鍵中。 (2)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)變：
[講 述]復(fù)述ATP分解為ADP的過程，先用分子結(jié)構(gòu)簡式形象表示為：
其中釋放出的能量直接經(jīng)各種生命活動供能。反過來，在酶的作用下，ADP也可以吸收能量后與一個磷酸結(jié)合，合成ATP。其中吸收的能量來自呼吸作用即糖類、脂肪等有機(jī)物的氧化分解，對綠色植物來說，還來自光合作用即光能的吸收和轉(zhuǎn)換。 二者間的相互轉(zhuǎn)變可表示為：
[回答前面的提問] ATP與其它能源物質(zhì)間的能量傳遞關(guān)系可用下圖表示：
[難點突破] ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)變是有別于化學(xué)的可逆反應(yīng)。這是因為，在化學(xué)上講到的可逆反應(yīng)的特點是：正逆反應(yīng)都能在同一條件同一場所下同時進(jìn)行，如NO2與N2O4在燒瓶內(nèi)的可逆反應(yīng)。而ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)變，有以下幾點不同：
(1)正逆反應(yīng)需要的酶不同：合成反應(yīng)需要的是ATP合成酶，而分解反應(yīng)需要的是ATP水解酶。
(2)正逆反應(yīng)的場所不同：ATP的合成場所比較固定，如細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體等，而分解場所卻是不穩(wěn)定的，因為ATP在細(xì)胞內(nèi)就象貨幣一樣是流動的，分解的場所較多。
(3)從能量代謝的角度上，ATP分解釋放出的能量絕不是合成ATP時的能量，這兩種能量無論從用途還是從來源上看都有很大的差別。 所以，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)變看起來像可逆反應(yīng)，而實際上卻不是，二者的轉(zhuǎn)變只能表明在細(xì)胞中ATP與ADP是不斷循環(huán)的，保證了生命活動的正常進(jìn)行。 (三)結(jié)課
[總結(jié)]新陳代謝包括同化作用和異化作用兩個方面，兩個看似矛盾的過程中實際完成的是生物體的自我更新。新陳代謝從微觀上講是所有化學(xué)反應(yīng)的總和，它的順利進(jìn)行需要酶的催化和ATP等能源物質(zhì)的參與。 [反饋練習(xí)] 1.下列有關(guān)酶的敘述錯誤的是 [ ] A.酶在活細(xì)胞的核糖體上合成
B.每種酶都具有高效性、專一性，不具多樣性 C.酶的基本組成單位是氨基酸 D.酶都具有消化功能
2.下列關(guān)于新陳代謝的敘述，不正確的是 [ ] A.能量代謝是伴隨物質(zhì)代謝而進(jìn)行的 B.有機(jī)物合成時貯存能量，分解時釋放能量 C.同化作用貯存ATP，異化作用釋放ATP D.同化作用、異化作用是不分先后，同時進(jìn)行的 3.肌肉收縮時需要的能量直接來自 [ ] A.ATP B.糖類 C.光能 D.ADP 4.比照教材中小麥淀粉酶的催化實驗，設(shè)計一個說明溫度對酶的催化速度影響的實驗。
5.對照板書，梳理本節(jié)內(nèi)容的知識結(jié)構(gòu)。 答案：1.(D);2.(C);3.(A)。
4.在教材實驗設(shè)計的基礎(chǔ)上增加與甲試管內(nèi)容相同的丙、丁兩支試管，將丙、丁分別放進(jìn)冰水浴和沸水浴，然后再用碘液進(jìn)行檢驗，觀察呈現(xiàn)的顏色和深度即可。
(四) 板書設(shè)計
第二章 生物的新陳代謝
第一節(jié) 新陳代謝概述
一、新陳代謝的概念 1.概念
2.同化作用與異化作用的相互關(guān)系：相互依存，同時進(jìn)行，組成了生物的自我循環(huán)更新
3.物質(zhì)代謝與能量代謝的相互關(guān)系：物質(zhì)的變化總是伴隨能量的變化
二、新陳代謝與酶 1.酶的概念
三、新陳代謝與ATP
八：參考資料
高能磷酸鍵：高能鍵是與低能鍵相對而言。在生物化學(xué)上一般把水解時自由能降超過20kj.mol-的鍵稱為高能鍵，如ATP的兩個高能磷酸鍵水解時，每個鍵可放出30kj.mol-，而ATP中的第一個普通磷酸鍵水解時釋放出的能量很少，可類比的數(shù)據(jù)(萄萄糖-6-磷酸)是13.8kj.mol-。高能磷酸鍵有很多類型，不同的高能鍵間水解時釋放的能量也有很大的差異，最高的如烯醇式磷氧鍵可達(dá)61.9mol-。(據(jù)《生物化學(xué)》沈同等編)
九：教學(xué)后記
1 本節(jié)課教學(xué)過程的設(shè)計思路：
2 本節(jié)內(nèi)容多，時間比較緊。對代謝概念的討論中要注意及時概括。在酶的教學(xué)中，課前要準(zhǔn)備好演示實驗，盡可能節(jié)約時間，保證內(nèi)容的完整性。
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