5.1酶的作用和本质

【内容与解析】

本节课要学的内容酶的作用和本质指的是酶在细胞代谢中的作用和酶的化学本质，其核心是细胞代谢为什么离不开酶以及酶是什么,理解它关键就是要进行有关的实验和探索来探究酶的作用和本质。学生已经学过蛋白质----生命活动的主要承担者，本节课的内容酶的作用和本质就是在此基础上的发展。由于它还与本章细胞呼吸、光与光合作用、选修模块中有关酶的应用、微生物发酵、蛋白质提取和分离等有直接或间接的联系,所以在本学科有比较重要的地位，并有基础的作用,是本学科光合作用的一般内容。教学的重点是探究活细胞内酶的本质和作用及控制变量的科学方法，解决重点的关键是进行有关的实验，设计实验方案和步骤，正确完成相关的实验操作，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。

【教学目标与解析】

教学目标

（1）了解细胞代谢的概念。

（2）理解酶的发现过程，理解酶的概念、作用及本质。 目标解析

（1）了解细胞代谢的概念就是指要知道细胞中化学反应可分为物质代谢和能量代谢也可分为合成代谢和分解代谢。

（2）了解酶的发现过程，理解酶的概念、作用及本质就是指通过对酶本质的探索历史中得出在细胞进行新陈代谢中酶作为生物催化剂，细胞内部的物质转换和能量转换都离不开酶的催化作用，通过比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，感悟酶作为催化剂特点作用及本质。

【问题诊断分析】

在本节课的教学中，学生可能遇到的困难是酶降低化学反应活化能的原理，产生这一困难的原因是学生对“酶”、“活化能”的概念比较陌生。要解决这一困难，就要利用教材上形象，直观的图解和文字说明以及课件中的曲线图，让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能，关键是将多媒体技术与传统教学形式结合，使两者在课堂教学中各尽其能、相互促进。

【教学支持条件分析】

在本节课比较过氧化氢在不同条件下的分解的教学中，准备使用多媒体视频动画。因为使用视频动画，有利于学生理解实验原理及结果。

【教学过程】

问题1 酶在细胞代谢中的作用

设计意图：以活细胞时刻要进行生命活动作为切入点，在学生理解细胞代谢的概念后，可以利用学生已有的化学知识，分析出化学反应过程中所需的条件一般是很激烈的，再让学生分析出生物体细胞生存的条件是很温和的，通过对比得出矛盾，最后在通过实验解决矛盾。 师生活动：

1：斯帕兰扎尼的实验要解决什么问题？ 2：是什么物质使肉块消失了？ 3：你是怎么推测的？

例题1．人一天不吃饭，肚子一定饿。想一想，为什么肚子会饿呢？食物是怎样被消化的呢？

思考问题探讨1783年，斯帕兰扎尼“鹰与笼子”的实验，探讨两者之间相关问题及实验的巧妙之处？

例1 斯帕兰札尼发现，放在鹰胃内的肉块经过一段时间后消失了。这主要是由于鹰胃内有块起了作用的( ) A．胃蛋白酶 D．胃淀粉酶 C．盐酸溶液 D．物理性摩擦

变式练习： 唾液淀粉酶进入胃后，将( ) A．继续催化淀粉水解 B．受胃液保护不分解

C．不发生变化 D．自身被分解

问题2 过氧化氢在FeCl3 和新鲜肝脏研磨液两种不同条件下的分解速度有何不同？ 设计意图：学生在化学知识中学过化学催化剂可以加快过氧化氢的分解速度，本实验通过比较过氧化氢在两种不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义，从而引出酶的作用。 师生活动：讨论以下问题，

1.两支试管有什么现象？有无不同？

2.在实验过程中反应物的活化能是否增加？ 3.通过本实验能得到什么结论？

4.本实验中没有增加反应物的活化能，而两者都发生了化学反应说明在无机催化剂和酶的作用下，反应所需的活化能降低了；同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。

例2在甲乙两试管中各加入2mL体积分数为3%的过氧化氢溶液，再向甲试管中加入2滴新鲜鸡肝匀浆，向乙试管中加入2滴三氯化铁溶液，观察到的现象是（ ） A．甲试管比乙试管产生气泡的速度快 B．甲试管比乙试管产生气泡的速度慢

C．甲试管不产生气泡，乙试管产生气泡 D．甲试管产生气泡，乙试管不产生气泡

变式练习. 请设计一个实验比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率 实验：比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率

（1）实验原理：新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，Fe3+是一种无机催化剂，它们都可以催化过氧化氢分解成水的氧。

（2）实验器材：新鲜的质量分数为20%的肝脏（如猪肝、鸡肝）研磨液，量筒，试管，滴管，试管架，卫生香，火柴，体积分数为3%的H202溶液，质量分数3.5%的FeCl3溶液. (3)实验步骤:

① 。 ② 。 ③ 。 ④ 。 ⑤ 。

(4)设计表格记录实验现象与结论:

。

(5)实验分析:

①本实验中, 号试管是作为对照组,其他试管是实验组。 ②2号、4号试管中出现的现象说明了什么？

问题3 酶的催化作用与无机催化作用的比较有哪些异同点？为什么？ 设计意图：引导学生学习酶具有的特点：高效性

例3. 选用新鲜肝脏做酶的高效性实验，是因为新鲜肝脏中( ) A．含Fe3+多 B．过氧化氢酶易发挥作用

C．含的酶的种类多 D．过氧化氢酶多且活性强

变式练习. 下列图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是（ ）。

问题4 酶的化学本质是什么？如何设计实验验证酶的化学本质。

设计意图：通过学习19世纪以前科学家对酶本质的探索历程，让学生对酶的研究过程、方法有一个较为全面的了解，让学生切身体会到生物学的实验研究对生物学发现的重要作用。再让学生大胆设计实验。

实验原理 → 材料用具 → 实验步骤 → 分析结果 → 表达交流 例4. 下面关于酶的叙述，不正确的是 （ ） A．催化作用具有高效性 B．催化作用具有专一性

C．化学本质是蛋白质 D．在体外也可以发挥作用

变式练习. 设计一个实验，证明唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质。现提供下列实验材料：蛋清液、双缩脲试剂、新鲜唾液、试管、量简，填表并做出结论。 对照组 实验组 蛋清液 唾液 双缩脲试剂 结论： 。

酶的本质及生理功能总结 产生场所 化学本质 基本单位 合成场所 作用场所 作用 作用原理 温度影响 来源 （ ）说法 （ ）说法 分泌细胞 蛋白质 氨基酸 核糖体 细胞内 催化、调节作用 为化学反应供能 低温导致酶变性失活 有的酶来源于食物 【目标检测】

1．如右图所示的实验中，属于自变量的是 （ ） A. 催化剂

B. 过氧化氢分解的速率 C. 产生的气泡量

D. 试管中的过氧化氢溶液的量

2．酶具有非常高的催化效率的原因是（ ）

A. 增加反应物之间的接触面积 B. 降低了化学反应的活化能 C. 提高了常态下反应物分子的活化能 D. 改变了反应物的化学结构 3．下列叙述中，错误的是 （ ）

A. 酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物 B. 酶的催化效率很高

C. 酶在催化反应前后本身也发生了变化 D. 一种酶只能催化一种或一类反应 4．提取并证明脲酶是蛋白质的科学家是（ ）

A. 巴斯德 B. 毕希纳 C. 萨姆纳 D. 切赫和奥特曼 5．以下能水解酶的物质（ ）

A. 肽酶 B. 淀粉酶 C. 脂肪酶 D. 蛋白酶

【课堂小结】

酶在细胞代谢中的作用 细胞代谢： 活化能：

酶的催化效率高：

细胞代谢在温和条件下进行： 酶本质的探究

【配餐作业】

完成《同步导学案》P38，1—8题