经验告诉我们，成功是留给有准备的人。作为高中教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来，帮助高中教师缓解教学的压力，提高教学质量。所以你在写高中教案时要注意些什么呢？考虑到您的需要，小编特地编辑了“高一生物教案：《酶的特性》教学设计”，欢迎大家与身边的朋友分享吧！

高一生物教案：《酶的特性》教学设计

一、教材地位和作用

本节课主要讲述酶在生物新陈代谢中的重要作用及其生理特性,教材对酶的本质和特性作了重点介绍。本章本节课内容是高二生物教材的重难点内容。自然界中的一切生命现象皆与酶的活动有关。在本章节中通过探索验证酶的特性的教学过程，培养学生建立科学的思维方法和研究精神。

二、教学目标

1.知识目标

（1）说明酶在细胞代谢中的特性。

（2）进行有关实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量变化以及设置对照组和重复实验。

2.能力目标

（1） 通过学生主动参与科学探究的虚拟实验活动，使学生掌握科学探究的程序和方法，培养学生创造性思维能力和动手实践的能力。

（2）通过以小组为单位的学习，使学生学会与人交流和合作的能力

3.情感态度价值观

通过对酶的生物活性及其特性的探究性学习，培养学生崇尚科学的态度和实事求是的精神。培养学生知难而进、锲而不舍的顽强的意志品质和勇于探索未知世界、勇于创新的精神。

三、教学重点、难点

1.教学重点

酶的作用、本质和特性

2.教学难点

酶的特性探究、控制变量的科学方法

四、媒体运用

本课使用的媒体主要为电脑投影和实验室仪器。本课的重难点都在于如何使学生掌握实验的原理，实验的操作过程。由于人的认知规律是由感性到理性的，所以本课插入了大量的图片，图表和实验过程的动画软件。酶的第一个特性使用动画直观的显示实验过程，引导学生解决实验中的问题。而第二个特性则应用了模拟实验过程的方法，放手让学生在第一个实验的理论基础上自己设计实验过程和进行实验软件操作。通过小组讨论，全班参与实验操作的评价等方法，让学生加深对实验过程的了解，学以致用。第三个特性则让学生在第一、第二个实验的基础上自行在实验室进行实验的设计和操作，并得出相应的实验结果和实验结论。

五、教学方法和手段

（1）探究式教学法：在教师的指导下,学生主动参与酶的特性的讨论探究活动,亲身体会科学发现过程,领悟科学研究方法。

（2）多媒体辅助教学法：利用多媒体技术，把酶的特性探究实验演示出来，帮助学生形成正确、系统的知识结构。

（3）模拟实验操作法：学生利用计算机，进行模拟的实验操作过程,把本小组设计的实验方案通过计算机呈现，并对结果进行分析。

六、具体的教学过程

（1）引导探究：酶和无机的催化剂相比有什么特殊之处？（2 min）

（2）观看实验动画，回忆实验内容：比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率（2 min）

（3）学生分组讨论

a.为什么实验中要选用新鲜的肝脏？

b.为什么要把肝脏研磨碎？

c.实验中加入对比组会否更好？如果会，应如何设置对比组？（8 min）

教师注意引导学生想到“酶具有生物活性”这一概念,并鼓励学生积极思考、尝试设计对比实验组，让学生在学习的过程中理解实验的方法及设计过程是多样的。

（4）提出问题：既然实验的方法可以是多种多样的，请同学们思考：如何运用以下的实验材料及器材验证酶的专一性？（组织学生进行小组讨论）（3 min）

（5）小组对实验设计方案的讨论包括以下几个方面：（25 min）

a.研究目的

b.作出假设

c.实验过程：实验器材选取、实验步骤、现象的观察与分析、结论

d.表达与交流（讨论组的小组长上台发言，接受其他小组同学的提问；进行实验方案的修改，选出代表进行模拟实验操作。）

教师对小组的探究讨论活动给予鼓励评价，接着引导学生继续深入探讨：小组代表的操作使我们对酶的专一性有了较深的理解，但是我们还需要进一步学习探讨酶的一些其他的特性。

（6）在前一实验的基础上，布置学生利用课余时间小组制定检测酶的作用条件的实验方案。在开展实验前各小组进行实验设计方案的汇报。最后让学生运用实验仪器和药品，设计实验探索酶的作用条件，并用图表表示相应的实验结果。（30 min）

（7）多媒体展示酶需要适宜的条件：为弥补学生自主学习的不足,教师要使用多媒体课件帮助学生对知识进行归纳整理,使学生对知识有一个全面、系统、准确的了解,在头脑中形成系统的知识结构。（10 min）

七、教学反思

1.这节课是根据新课程标准“培养学生科学素养，倡导探究性学习”而设计的。笔者在本节课中设计了三个不同方式、不同程度的探究实验，一个是实验录像的观察，另一个是利用课件模拟酶的专一性实验，第三个是实际的实验探究。第二、第三个实验是在学生已掌握的实验一的方法后，在进一步的思考与讨论中开展的。目的是做到既关注知识结论，更关注知识的发生和发展过程，突出学生学习的主体地位。

2.酶的专一性和酶所需的作用条件实验的设计比较灵活，需要和物质鉴定实验相结合，难度较大，宜以课题小组的形式进行讨论。另外，由于受仪器设备的限制，对于酶的催化作用的原理不宜探究过深。

3.新课标的理念，在于突出发现的过程，学习的过程，发挥学生的主观能动性，调动学生的思维能力。而通过重现和虚拟手段模拟生命现象，是生物科学的一种重要研究方法。在本节课中，通过虚拟实验操作模拟酶的专一性实验验证过程，把抽象复杂的生命现象，转化为直观具体、肉眼可见的过程，既有利于学生理解掌握，同时也培养了学生的动手实践能力和与人合作交流的能力。

精选阅读

高一生物3.1新陈代谢与酶教学设计

3.1新陈代谢与酶
教学目的
1．新陈代谢的概念（A：知道）。
2．酶的发现过程（A：知道）和酶的概念（D：应用）。
3.酶的特性（D：应用）。
教学重点
1．酶的概念。
2．酶的特性。
教学难点
探索酶的专一性和高效性的实验。
教学方法
自学与实验探索相结合。
教学用具
实验五、实验六所需用具和药品（见课本），光合作用反应式、有氧呼吸和氨基酸缩合形成多肽反应式的投影片，酶的活性受温度影响的示意图投影片，胃蛋白酶、胰蛋白酶的活性受pH影响的示意图投影片。
课时安排
2课时。
教学过程
引言：第二章中我们已经学习了有关细胞的一些知识。在第三章中，我们将学习生物新陈代谢的知识。新陈代谢是生物体进行生命活动的基础，只有在新陈代谢的基础上，生物体才会表现出其他生命活动。因此，新陈代谢是生物最基本的特征，那么，新陈代谢究竟是指什么呢？
提问：请一位同学说出叶绿体、线粒体、核糖体的生理功能是什么？
（回答：略。）
讲述：上面几种细胞器的生理功能我们都可以用化学反应式表示出来。
（教师放投影片：光合作用的反应式，有氧呼吸及氨基酸缩合形成多肽的反应式。）
讲述：上述反应都是在活细胞中进行的，这些化学反应发生的过程。就是生物体内进行新陈代谢的过程。因此，我们可以说，新陈代谢是活细胞中全部化学反应的总称。
讲述：生物体内这些化学反应，在生物体内温和的条件下（常温、常压）很快就能完成，这全靠生物体内的催化剂——酶的作用。那么，酶的本质是什么？又有哪些特征？
这些都是本节课重点探讨的问题。
下面，首先请同学们阅读课本中“酶的发现”。
阅读后，教师要求学生提出不懂的问题。
讨论后学生回答：1．1783年，意大利科学家斯巴兰让尼设计的实验，其巧妙之处在哪里？从这个实验中你能得出什么结论？
2.20世纪30年代以来。科学家相继提取出多种酶的蛋白质结晶，这一事实说明酶的本质是什么？
3.20世纪80年代，科学家又发现少数RNA也具有生物催化作用，这一发现使酶的概念又扩展成什么？
4．酶从具有催化作用的蛋白质，发展到有催化作用的有机物，导致酶概念发展的因素是什么？
（回答：略。）
讲述：从发现酶到认识酶的本质，都离不开科学实验，可见实验对科学的重要性。科学实验可导致科学的发展，生产实践同样可导致科学的发展。因此，我们不仅要重视实验，也要重视生产实践。
酶既是生物催化剂，它和无机催化剂相比，具有哪些不同的特点呢？下面我们通过实验来探索。
讲述：过氧化氢（H2O2）在Fe3+的催化下，可分解成H2O和O2，动物新鲜肝脏中含有的过氧化氢酶也能催化这个反应。据测算，每滴氯化铁中的Fe3+数，大约是肝脏研磨液中过氧化氢分子数的25万倍。从数目上看，一滴含有催化剂的容液中，Fe3+数远远大于过氧化氨酶的分子数。如果现在我们想弄清楚Fe3+与过氧化氢酶，哪一种催化剂的催化效率高，那么，我们应该如何设计这个实验？
（回答：略。）
讲述：要比较Fe3+和过氧化氢酶的催化效率，设计实验中的其他条件应该相同，如两个试管中过氧化氢溶液的量应该相同，Fe3+和动物肝脏也应尽可能同时加入两个试管中。
（学生按实验步骤分组实验。）
提问：1．你在实验过程中观察到哪些实验现象？
（回答：略）。
2．从这个实验你可以得出什么结论？
（回答：过氧化氢酶的催化能力强。）
讲述：过氧化氢酶的催化效率和Fe3+相比，要高很多。事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的107～1013倍。上述实验说明了酶的一个特性——高效性。
酶还具有什么特性呢？让我们继续通过实验来探索。
讲述：淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催化下能水解为麦芽糖和葡萄糖，蔗糖在酶的催化下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、果糖、葡萄糖均属还原性糖。还原性糖能够与一种叫做斐林的试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解？应该如何设计这个实验？你又怎么能知道淀粉酶催化了糖的水解呢？
（回答：略，然后学生按设计步骤实验。）
提问：1．哪个试管加入斐林试剂后再加热会出现了砖红色的沉淀？
（回答：在加入可溶性淀粉的试管中。）
2．出现砖红色沉淀的原因是什么？
（回答：略。）
3.实验得出的结论是什么？
（回答：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。）
讲述：上述实验说明了酶具有的又一个特性——专一性；需要说明的是：生物体内有些酶能够催化某些分子结构相近矿物质，如二肽酶，可似催化任何两种氨基酸组成的二肽水解。所以，确切地说，酶的专一性是指一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。
根据酶的专一性，催化蔗糖的水解，应该是哪一种酶？
（回答：蔗糖酶。）
提问：做《探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用》的实验时；为什么要将试管浸到60℃的温水中？
（回答：我们使用的淀粉酶，在60℃左右时，催化效率最高。）
讲述：酶的催化效率的高低，又叫做酶的活性。从上面的实验可以知道，酶的活性与哪些条件有关？
（回答：温度。）
（教师出示：酶活性受温度影响示意图投影片。）
提问：温度与酶的活性有什么关系呢？
（回答：在最适温度下，酶的活性最高，低于或高于最适温度时酶的活性都降低。）
讲述：温度对酶促反应速度有很大影响，如上图所示，每种酶都有自己的最适温度。在最适温度的两侧，反应速度都比较低，所以我们看到的是～个钟形的曲线。大部分酶在较高的温度下（如60℃以上）时，会因为酶的分子结构遭到破坏而失去活性。根据这个道理，我们在使用加酶洗衣粉时，用哪种水（如凉水、沸水、温水）浸泡好呢？
（回答：温水。）
（教师出示：胰、胃蛋白酶受PH影响的示意图投影片。）
提问：酶的活性还受哪些条件的影响呢？
（回答：受pH的影响。）
pH与酶的活性有什么关系呢？
（回答：在最适的pH下，酶的活性最高。）
讲述：因此，从上图可以看出，酶促反应不仅与温度有关，还与pH等条件有关。因为在过酸、过碱的条件下，都会使酶的分子结构遭到破坏而失去恬性。下面哪位同学能够总结出酶的第三个特性？
（回答：酶活性的发挥需要适宜的条件。）
讲述：正确，其中温度和pH与酶的活性有密切关系。
小结：生物催化剂——酶和无机催化剂相比，具有高效性、专一性、并且需要适宜的条件。

高一生物新陈代谢与酶教案

第1节新陈代谢与酶
教学目标
知识方面
1、使学生理解新陈代谢的概念及其本质
2、使学生了解酶的发现过程；初步理解酶的概念、酶的特性、影响酶活性的因素
3、使学生理解酶在生物新陈代谢中的作用
能力方面
在引导学生分析生物新陈代谢概念，探究酶的特性，探究影响酶活性因素的过程中，初步训练学生的逻辑思维能力，分析实验现象能力及设计实验的能力，。
情感、态度、价值观方面
通过让学生了解酶的发现过程，使学生体会实验在生物学研究中的作用地位；通过讨论酶在生产、生活中的应用，使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系；体会科学、技术、社会之间相互促进的关系，进而体会研究生命科学价值的教育。
教学建议
教材分析
1、酶的发现
教材简单介绍酶的发现历史，从1783年意大利科学家斯巴兰让尼设计的巧妙实验到20世纪80年代科学家发现少数的酶是RNA，使学生对酶的研究历史中的一些重大发现有了一个大致了解。
2、酶的特性
酶的特性主要是通过安排了有关的学生实验，让学生通过实验，发现酶的三个特性，这样的编排方式符合学生由感性到理性的认知规律，有利于引导学生主动参与教学过程，并且有利于培养学生的多种能力。酶的高效性特点，是通过比较《实验五、肝脏内的过氧化氢酶比无机催化剂的催化效率》切入；酶的专一性的特点，是通过比较《实验六、探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用》切入；
3、影响酶活性的因素
本节教材主要讲述酶的催化作用需要适宜的条件，通过《实验七、探索影响淀粉酶活性的条件（选做）》切入。
本节内容的最后，安排了课外读“造福人类的酶工程”，以开阔学生的视野，同时又有助于加强学生对本节基础知识的理解，使学生体会科学、技术在改变人类生活质量中的作用。

教法建议
1、使学生在理解细胞水平上的新陈代谢概念及其本质是本节的重点与难点
新陈代谢是活细胞中全部有序的化学变化的总称，这是在细胞水平上对新陈代谢的描述。其实学生已不是第一次接触新陈代谢的概念，在初中生物课和高中生物课绪论中，学习已接触到诸如同化作用、异化作用及其关系等与新陈代谢有关的知识，但那是在生物个体水平对新陈代谢下的定义。本章的新陈代谢内容是对以往知识的深化和展开，教学教师要有意识地从细胞和分子水平引导学生分析出生物体是如何自我更新的，合成与分解是如何进行的，及其二者的关系，从而使学生更深刻地理解什么是生命。
例如，为使学生理解新陈代谢是活细胞中全部化学反应的总称这句话，教师可结合前一章细胞的物质基础与结构基础的相关知识，引导学生分析活细胞中发生的各种化学反应，如发生在线粒体内的糖的氧化放能的化学过程；发生在叶绿体中的水和二氧化碳合成为有机物的化学过程；发生在核糖体上的氨基酸缩合成多肽链的化学过程等，使学生对新陈代谢是活细胞中全部化学反应的总称这句话有一个感性认识。
2、使学生理解酶的概念是本节的重点。在本节教学中如何组织学生完成酶具有专一性的实验并实施有效的讨论是本节的难点。
生命体随时随刻发生着数量巨大的生物化学反应，同时又是一个稳定的，开放的系统。细胞中发生的各种化学反应不可能在高温、高压、强酸、强碱等条件下进行，而必须在常温、常压、水溶液环境下能快速、有序地进行的，这就要尽可能地降低化学反应能阈，这是新陈代谢为什么离不开生物催化剂，即酶的原因。
酶的概念和酶的发现可结合一起在让学生讨论，这样可让学生充分体会生产实践和科学实验对科学发展的促进作用。酶的特性这部分内容，可先组织学生依次完成实验，然后再由学生来讨论和总结。
在引导学生分析酶的特性时，引导学生与蛋白质的多样性联系起来，可使学生易于理解酶的催化作用的专一注必定意味着酶的多样性，而且蛋白质分子空间结构的多样性和酶的专一性催化关系密切。
3、使学生理解酶具有高效性、专一性和需要适宜条件是本节的重点，如何组织学生完成影响酶活性因素的选做实验并分析、讨论实验是本节教学的难点。
在组织学生操作、分析、讨论《实验七、探索影响淀粉酶活性的条件（选做）》基础上，引导学生分析两个坐标曲线图，让学生概括酶的催化作用需要适宜的温度和pH。
教学设计示例
第一节新陈代谢与酶
新陈代谢的概念及其本质的概念、酶的特性、影响酶活性的因素、酶在生物新陈代谢中的作用
新陈代谢的概念及其本质的概念、酶在生物新陈代谢中的作用
1课时
板图、多媒体课件、实验

1、引入新陈代谢的概念及本质
（1）学生在初中生物学课本、高中绪论课的学习或通过各种媒体的介绍，对新陈代谢已经有了一定的认识，首先，教师应了解学生对新陈代谢是如何理解的。为此教师可设计一些问题，引导学生以自身为例，剖析生命是如何维持的，以此引入本节的学习，如：
①人体的脑细胞是通过什么途径获得营养？脑细胞中产生的代谢废物又是通过什么途径排出体外的？
②进入脑细胞的营养物质是如何被利用的？
③学生如何理解同化作用、异化作用，物质代谢、能量代谢，它们之间有何关系？
④想一想，人体的身体有哪些系统参与了新陈代谢过程，各是如何参与的等等？
（2）学生一般只能从生物个体、器官或系统水平上，说明生物体与外界环境之间进行物质和能量的交换，在此基础上，教师应把讨论引向微观水平，即细胞和分子水平的代谢过程。如可以设问：
①你吃下的肉类蛋白质，通过什么途径转化成为你自身的蛋白质？
②你吃下的淀粉类食物，通过什么途径为你提供能量？等等
通过分析、讨论，使学生理解：细胞的结构和生命活动的维持，需要不断地合成与分解，不断地处于自我更新的状态，而这种自我更新的过程完全依赖于细胞内发生的生物化学反应，从而在细胞水平理解新陈代谢的本质，即“新陈代谢是活细胞中全部有序的化学变化的总称”。
2、酶的概念、特性及其生理功能
在学生理解新陈代谢的本质后，可以利用学生已有的化学知识，分析出无机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，可以提问，如：
（1）细胞生存的条件是很温和的，那么细胞内数量如此巨大的生物化学反应如何在常温、常压、水溶液环境、pH接近中性的条件下，迅速高效的进行呢？
（2）在化学反应中有没有提高化学反应的方法呢？
这样可顺利地引出活细胞产生的生物催化剂，即酶。
3、酶的发现史
这部分的教学，教师可让学生自己阅读，也可发给学生相应的补充资料，尤其是某种酶的研究过程方面的资料，目的是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。
学生阅读后，可提问：酶都是蛋白质吗？并做一定的说明。
酶是活细胞所产生的具有催化能力的一类特殊的蛋白质。酶是细胞中促进化学反应速度的催化剂。现已发现的酶约有3000种以上。它们分别存在于各种细胞中，催化细胞生长代谢过程中各种不同的化学反应，使生物化学反应在常温、常压、水溶液等温和的条件下就可顺利进行。
很多年来，人们一直认为所有的酶都是蛋白质。然而生物学家的实验证明：RNA也可以是高活性的酶。早在1982年，T.Ceeh发现原生动物四膜虫的26SrRNA前体在没有蛋白质的情况下进行内含子的自我拼接，最终形成L19RNA。当时因为只是了解它有这种自我催化的活性，没有把它与酶等同看待。
1983年Atman和Pace分别报导了在RNA前体加工过程起催化作用的酶是由20%蛋白质和80%RNA组成的。如果除去蛋白质部分，并提高镁离子的浓度，则留下的RNA具有与全酶相同的催化活性，这是说明RNA具有酶活性的第一例证。
“酶不都是蛋白质”，这一科学事实再一次有力地证明了实验在科学发展中所起到的举足轻重的作用，同时也让我们看到，科学是发展的，探索是无止境的，而真理是相对的，现在的科学事实可能在今后会被修正，甚至推翻。
另外，酶、激素、维生素之间的区别值得一提，学生在以后的学习中容易把这些物质和它们的作用搞混。可就高中生物学水平做一简单比较：
酶激素维生素
从化学本质上看蛋白质蛋白质（如生长素、胰岛素等）、固醇类脂类物质（如性激素）多种多样，一般为小分子有机物。如维生素D是固醇类物质；维生素A是脂类物质（萜类）；维生素C是抗坏血酸（葡萄糖的衍生物）等等。
从生理功能看可提高生物体生物化学反应的速度，是一种生物催化剂。激素又称“化学信使”，是特定细胞合成的，能使生物体发生一定反应的有机分子。它的作用力很强，很低的浓度就能引起很强的反应，但在细胞中不能积累，很快就会被破坏。维生素常常与酶结合，是较复杂酶的组成成分之一。天然食物中含量极少，但这些极微小的量对人体的生长和健康是必需的，人体一般不能合成它们或合成量不足，必须从食物中摄取。
可把酶的发现史与酶的特性这两部分教学内容结合起来，这样可使学生用实验方法探索酶的特性顺理成章。
4、酶的特性
在进行酶的特性教学时，教师可提问：
酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，有何特点?
为解决这个问题，教师可演示有关实验，也可安排相应的学生实验，引导学生通过对实验现象的观察，分析得出结论，即酶的高效性、专一性与多样性特性。
（1）酶的高效特性实验，实验前有必要简单介绍两项内容：
一是过氧化氢这种物质，它是动植物在代谢中产生的，对机体有毒害作用。生物体可通过过氧化氢酶，催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。无机催化剂三价铁离子也可催化这一反应；二是本实验的实验步骤。
实验后，让学生讨论得出过氧化氢酶的催化效率高于铁离子的结论，在此基础上，教师可列举其他实例，概括酶的高效性。教师还应强调正是由于酶的存在及其高效性，所以许多代谢反应在体外很难发生，在体内却可迅速进行。
（2）酶的专一性特性
实验前可提问：“食物中的淀粉和蔗糖同属糖类，唾液淀粉酶能否消化水解这两种物质?”
本实验所涉及的颜色反应要在实验前跟学生说明清楚。淀粉水解成的麦芽糖和蔗糖水解成的葡萄糖、果糖在煮沸的条件下，与斐林试剂反应会有砖红色沉淀物质产生，淀粉和蔗糖与斐林试剂无此反应。因此，斐林试剂可以用来鉴定淀粉和蔗糖溶液中是否有麦芽糖和葡萄糖及果糖，进而推测淀粉和蔗糖是否被水解。
在此基础上，教师通过进一步实例说明酶的专一性是酶普遍具有的特性；
（3）酶的多样性原理，可在学生理解酶的专一性原理基础上，结合蛋白质的多样性让学生分析得出。
5、影响酶活性的因素
有条件的学校，应尽量让学生做《实验七、探索影响淀粉酶活性的条件》，这对于训练学生分析实验能力，理解对照实验的设计方法等都是很帮助的。
在学生通过实验分析得出影响酶活性的因素后，可适当结合学生的生活实际，引导学生分析、讨论一些与之相关的生活常识。如可提问：“持续高烧不退或严重腹泻有时甚至会危及人的生命，学生知道其中的原因吗？”
人的正常体温是37℃，体温升高到38℃，虽然体温只是升高了1℃，但人已感觉非常没有精神，如果升高到39℃甚至40℃以上，而且持续高烧，就会出现一系列严重的反应，如昏睡、昏迷、惊厥、甚至危及生命，这是为什么呢？原来，酶作为生物催化剂，其催化活性受到很多因素的影响，如温度、pH值、有机溶剂、重金属离子、酶浓度、酶的激活剂、抑制剂等等，而酶的活性受上述因素的影响是非常敏感的，影响因素发生很小的变化的，酶活性就会发生很大的改变。人体中酶的最适温度一般为37℃，当人体体温高于或低于这个温度时，机体中酶活性就会大大降低，细胞内的各种生物化学反应不能正常进行了。
霍乱是一种烈性传染病，为霍乱弧菌所致，曾在世界上引起多次大流行，死亡率甚高。霍乱弧菌通过人的肠粘膜并大量繁殖，同时产生肠毒素引起剧烈腹泻造成迅速而严重的脱水，血容量明显减少，因而出现微循环衰竭，使细胞得不到钾、钠、钙、氯离子，导致肌肉痉挛；细胞得不到碳酸氢根离子而导致细胞内pH值发生较大的改变，酶活性即相应大大降低，严重的会出现代谢性酸中毒，最终病人肾功能衰竭，休克、死亡。人体大量出汗、腹泻都要相应地补充水就是这个道理；婴幼儿自身调节能力差，婴幼儿腹泻常常引起严重后果，就是这个道理。
或者问：“当人误食了含有重金属的食物或农药后，有一种应急措施，就是赶紧给病人大量喝牛奶或豆浆，学生知道这是为什么吗？”
酶活性除了与温度、pH有关外，还受有机溶剂、重金属离子等的影响。有机溶剂与重金属离子影响酶活性的主要原因是有机溶剂和重金属离子与酶蛋白上的某些化学基团结合，使酶的活性完全丧失，这也是人误食了有机磷农药、有机氯农药或含重金属离子的食物中毒甚至死亡的原因。
牛奶和豆浆中含有大量的蛋白质，这些蛋白质可以和重金属或有机物结合，而使这些金属离子和有机物发生沉淀。当人误食了含重金属的食品或农药后，大量饮用牛奶或豆浆可使这些有毒物质沉淀下来不被消化道吸收，从而也就避免了这些有毒物质与人体中正常的酶接触的机会，而保护了这些酶的活性。当然，这只是应急措施，还要去医院洗胃并进行进一步的治疗。
扩展资料
淀粉液遇碘变蓝的原因
淀粉是白色无定形的粉末，由10%～30%的直链淀粉和70%~90%的支链淀粉组成。直链淀粉具有遇碘变蓝的特性，因为溶于水的直链淀粉借助分子内的氢键卷曲成螺旋状，第一个螺距有六个葡萄糖残基组成。如果在淀粉液中加入碘液，碘分子便嵌人到螺旋结钩的空隙处，并且借助范德华力与直链淀粉联系在一起，形成了一种络合物，这种络合物能够比较均匀地吸收波长范围为400~750nm可见光，而反射的光是蓝光，所以使淀粉溶液呈现出蓝色来。
绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA
生物体内存在三千多种具有不同功能的酶，一切生命现象都与酶有关，因为活细胞内的生物化学反应，都是在酶的催化作用下进行的，没有酶，新陈代谢就不能进行，生命也就会随之停止。酶的化学本质是蛋白质，这一认识直到20世纪80年代后才被科学修正过来。科学研究表明，一些RNA分子也具有酶的催化功能，如一种叫RNaseP的酶，它是由20%的蛋白质和80%的RNA组成。科学家将这种酶的蛋白质除去，同时提高镁离子的浓度，留下来的RNA仍具有与该酶相同的催化活性。后来的科学实验进一步证实其它某些RNA分子与那些构成酶的蛋白质分子一样，也都是效率非常高的生物催化剂。
酶工程
细菌细胞直径不足2m，每时每刻却发生着1500一2000个化学反应，由1000多种酶对这些反应进行催化和调制，生产着3000多种蛋白质，1000多种核酸；而且细菌合成效率惊人，它合成每个肽链只需百分之三秒，而现代最先进的蛋白质自动合成机器只能合成小肽，而且速度也慢，合成每个肽链需要7分钟，两者相差200多倍；它合成RNA和DNA的速度更是远远超过了人工合成；另外细胞中能量转换效率也很高，这一切都有赖于生物催化剂，这就是酶。现已发现的酶约有几千种以上。它们定位于各种细胞的不同细胞器中，催化细胞生长代谢过程中各种不同的化学反应，使这些反应在正常温度等条件下就可顺利进行。
酶是细胞产物，但不一定非要在细胞内发挥作用，在细胞外，即在非细胞条件下也能发挥作用。19世纪，人们已认识到酵母可以使葡萄糖发酵，产生酒精和二氧化碳，但是对于这一过程是如何进行的，当时主要有两种观点，而且一直未能达成一致。1857年，法国著名的细菌学家巴斯德认为酒精发酵需要有完整的细胞结构才能实现；德国化学家李比西则认为酒精发酵要求的只是细胞中的某些物质，而不要求完整的细胞参与。直到1897年，毕西纳不用完整的酵母细胞，而用酵母汁进行酒精发酵获得成功，从而证明生物体内的催化反应也可能在体外进行。
正是基于这点，人们可以利用细胞中的酶能催化体外的生化反应，这就是酶工程得以发现的前提。
我们都用过加酶洗衣粉，同一般的洗衣粉相比，加酶洗衣粉中含有蛋白质和脂肪酶等多种通过微生物生产出来的酶，因此，去除汗渍和油污的能力比较强。我们知道，酶作为一类具有生物催化作用的有机物，是在活细胞内产生的。那么，人们是怎样通过活细胞获得这种酶并且在生产和生活中使用这些酶的呢？这些都是通过酶工程来实现的。
所谓酶工程，就是在一定的生物反应器中，利用酶的催化作用，将相应的原料转化成有用物质的技术，而且酶工程是生物工程的核心，没有酶的作用，任何生物工程技术都不能实现。概括地说，酶工程是由酶制剂的生产和应用两个方面组成的。
（一）酶制剂的生产
已知酶的种类大约有几千种，实际已被运用于工业生产的仅10余种，如已能够实现工业化大量生产的酶有淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、葡萄糖异构酶等，其中碱性蛋白酶用于加酶洗涤剂，占国际上酶销售额的首位，青霉素固化酶用于医疗，占世界用量第二位。
早期酶制剂主要来源于动植物材料，而今酶的主要来源是微生物。酶制剂的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和固定化。
1、酶的生产、提取和分离纯化
（1）酶的生产
酶普遍存在于动物、植物和微生物体内。人们最早是从植物的器官和组织中提取酶的。例如，从胰脏中提取蛋白酶，从麦芽中提取淀粉酶；现在，生产酶制剂所需要的酶大都来自微生物，这是因为同植物和动物相比，微生物具有容易培养、繁殖速度快和便于大规模生产等优点。人们提供必要的条件，利用微生物发酵来生产酶。
（2）酶的提取和纯化
从微生物、动植物细胞中得到含有多种酶的提取液后，为了从提取液中获得所需要的某一种酶，必须将提取液中的其他物质分离，这就是酶的分离纯化。经过分离纯化后的得到的酶，活性不能降低，因此，分离纯化必须在适宜的条件下进行。人们多选择不同种类和浓度的有机溶剂，以沉淀不同的酶蛋白，达到分离纯化酶的目的。
2、酶的固定化
将分离纯化的酶制成酶制剂进行干燥处理，再适量加入相应的稳定剂和填充剂，制成粉状制剂，用它们来催化生化反应。但其结果是酶制剂和产物混在一起，不能得到高纯度的产品；也很难让酶制剂进行重复使用。怎么办呢？科学家们想到了酶的固定化。
先将纯化的酶连接到一定的载体上（使酶固定化），使用时将被固定的酶投放到反应溶液中，催化反应结束后又能将被固定的酶回收。
固定化酶一般是呈膜状、颗粒状或粉状的酶制剂，它在一定的空间范围内使用，产品的纯度高，没有酶的而且酶制剂可反复使用，这种技术是1969年日本首先研制成功，现已方法应用到生产中的。固定化酶同自由酶相比，具有以下优点：其一是稳定性高；其二是酶可反复使用；其三是产物纯度高；其四是生产可连续化和自动化；其五是设备小型化以及可节约能源等。
我们知道，蔗糖几乎全部来源于甘蔗或甜菜，但是甘蔗和甜菜的种植范围都比较有限，因此，蔗糖的产量也就受到了影咱。能不能利用淀粉来生产类似蔗糖的甜味剂呢？科学家通过α-淀粉酶、糖化酶和将葡萄糖异构酶连接到离子交换树脂上，或者包埋在明胶中，制成的固定化葡萄糖异构酶，这种固定化酶可以用于使葡萄糖转化成甜度更高的高果糖浆。一些发达国家高果糖浆的年产量现已达到几百万吨，高果糖浆在许多饮料的制造中已经逐渐替代了蔗糖。
3、固定化细胞
利用胞内酶制作固定化酶时，先要把细胞打碎，才能将里面的酶提取出来，这就增加了工序和成本。人们设想直接固定那些含有所需胞内酶的细胞，并且就用这样的细胞来催化化学反应。20世纪70年代，科学家研制成固定化细胞，并且用于生产。例如，将酵母细胞吸附到多孔塑料的表面上或包埋在琼脂中，制成的固定化酵母菌细胞，可以用于酒类的发酵生产。
（二）酶制剂的应用
1、治疗疾病
胰岛素是治疗糖尿病的常用药品，这种蛋白质是胰脏中胰岛细胞分泌的一种激素，是由两条肽链组成，一条由21个氨基酸组成，称为A链；另一条由30个氨基酸组成，称为B链。胰岛素是治疗糖尿病的。由于糠尿病患者很多，胰岛素的需要量很大，所以许多糖尿病患者使用的曾是猪的胰岛素。但是，猪胰岛素与人胰岛素在化学结构上有一处差别：猪胰岛素B链上最后一个氨基酸是丙氨酸，人胰岛素B链上最后一个氨基酸是苏氨酸。因此，用猪胰岛素治疗人的糖尿病，容易使一些患者产生免疫反应。现在，科学家可利用酶，切下并移去猪胰岛素B链上的那个丙氨酸，然后接上一个苏氨酸。这样，猪的胰岛素就魔术般地变成人的胰岛素了；
尿激酶可以用来活化人体内的溶纤维蛋白酶原，使溶纤维蛋白酶原转化为溶纤维蛋白酶，是治疗脑溢血、心肌梗塞、肺动脉阻塞等疾病引起的血栓所需要的药物，它是能利用培养哺乳动物细胞得到的唯一可以商业化的治疗剂。但由尿或组织培养的产物中提取价格较高，1980年4月，科学家已经通过质粒DNA诱发大肠杆菌生产出尿激酶，为在工业上利用酶工程方法生产酶开辟了道路；
青霉素是人们经常使用的一种抗生素。但是，多年的使用使得不少病原菌对青霉素产生了抗药性，为此，科学家一方面研制新的抗生素以替代青霉素，另一方面设法通过有关的酶制剂来改造青霉素的分子结构，进而研制出新型的青霉素。青霉素的分子是由一个母核和一个侧链组成的。科学家利用青霉素酰化酶，将母核和侧链水解开，然后，利用化学合成的方法，使青毒素的母核与其他的侧链连接，从而研制出氨苄青霉素等新型的青霉素。现在，制药厂已经能够利用固定化青霉素酰化酶反应器，成批地生产用于合成氨苄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细胞壁，具有明显的抗菌和消炎作用；溶纤维蛋白酶具有溶解患者血管内纤维蛋白凝块的作用，可以用来治疗血栓病。
2、产品加工
利用酶制剂生产一些产品，这一过程是在酶反器中进行的，酶反应器是指供酶制剂催化化学反应容器。酶反应器分成多种，如具有固定化酶（或固定化细胞）的反应器叫做柱式酶反应器，柱式酶反应器是将含有底物的液体，以一定的速度连续不断地从一端注入装有固定化酶（或固定化细胞）的容器，在液体流经固定化酶（或固定化细胞）时，容器内就发生催化反应并且生成产物、含有产物的液体则连续不断地从容器的另一端流出。同一般的化工容器一样，需要对酶反应器温度和pH等条件进行严格控制；不同的是，酶反应器必须进行无菌操作。
食品加工业方面。酿酒厂和饮料厂利用果胶酶来澄清果酒和果汁，效果十分明显；又如，葡萄糖氧化酶可以除去密封饮料和罐头中的氧气、从而有效地防止饮料和食品氧化变质；再如，用木瓜蛋白酶制成的嫩肉粉，可以使肉丝、肉片等烹调后吃起来嫩滑可口；例如，支链淀粉酶是分解多糖类支链淀粉的酶，它能把胚芽转变为色泽较好的麦芽糖糖浆。麦芽糖的甜味没有葡萄糖浓，但很适口，且容易发酵、粘度大、溶解度大，用其制作糖果可以防止遇热变色，用于冰激凌可以防止产生砂糖结晶。
日常生活方面。照相业由于采用了酶技术使照相材料发生了很大变革；家庭用的洗衣粉里加了一些酶，它能够分解某些蛋白质等物质，使衣服上的血迹、汗渍等容易洗掉。但是，由于这些酶比较脆弱，在漂白剂一同起作用下很容易被破坏，然而酶工程可以解决这一技术难题。目前，市场上己经出现了能够和漂白剂一同起作用的去污酶洗衣粉。科学家通过对去污酶结构上的两个氨基酸进行修改，提高了这种酶的抵抗力。
化学工业方面酶制剂也得到了广泛应用，在塑料工业与合成纤维工业中，已经可以用酶制剂催化氢化链烯的生产；
其他方面，一些纺织原料也可以利用酶制剂进行加工。例如，天然蚕丝（指家蚕吐出的蚕丝）的外表有一层丝胶，丝胶直接影响天然蚕丝的使用。过去，人们只能在高温条件下用碱性物质脱去天然蚕丝上的丝胶。现在，人们可以在温和的条件下，利用蛋白酶对天然蚕丝进行脱胶，脱胶后的蚕丝具有鲜亮的色泽和柔滑的手感。
3、化验诊断和水质监测
根据葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下形成葡萄糖酸和过氧化氢，过氧化氢在过氧化氢酶的催化作用下形成水和原子氧，而氧原子可以将某种无色的化合物氧化成有色的化合物，人们根据这个原理，将上述两种酶和无色的化合物固定在纸条上，制成测试尿糖含量的酶试纸，当它与尿液相遇时，依据尿液中葡萄糖含量由少到多而呈现出浅蓝、浅绿、棕或深棕色，这样糖尿病人就可以方便地为自己化验尿糖的情况了。科学家根据同一原理，还研制出能够化验血糖数值的血糖快速测试仪，具有灵敏度高和速度快等优点。
酚是一类对人体有害的化合物，经常通过炼油和炼焦等工厂的废水排放到河流和湖泊中，科学家利用固定化多酚氧化酶研制成多酚氧化酶传感器，可快速测定出水中质量分数仅有2×10—7的酚。
4、用于生物工程其他分支领域
基因工程离不开内切酶和连接酶；植物体细胞杂交制备原生质体时，需要纤维素酶，人们把它们称为生物工程的工具酶，而这些酶可由酶工程得到。
酶作用的特性
酶是催化剂，只需微量就可以使所催化的反应加速进行，而其本身的质和量都不发生变化，此外酶是生物催化剂，它有着不同于化学催化剂的特性。
（1）酶具有高效性
酶的催化能力远远超过化学催化剂。例如，碳酸酐酶能够催化下面的反应：
碳酸酐酶是目前已经知道的催化反应速度最快的酶之一。每个碳酸酐酶分子每秒能够催化个，使它们与相同数量的结合，形成相同数量的。碳酸酐酶催化上述反应的速度比非酶催化的上述反应速度快上倍。酶为什么会具有这样强大的催化能力呢?酶的中间产物学说认为：酶在催化某一底物时，先与底物结合成一种不稳定的中间产物。这种中间产物极为活泼，很容易发生化学反应而变成反应物，并且放出酶。按照中间产物学说，酶的催化反应可以写成下式：
S（底物）十E（酶）=SE（中间产物）=E十P（反应产物）
（2）酶具有高度的专一性
这就是说，一种酶只能作用于一种底物，或一类分子结构相似的底物，促使底物进行一定的化学反应，产生一定的反应产物。酶为什么具有这样高度的专一性呢?这可以用“诱导契合学说”来解释。
所谓“诱导契合学说”是指底物一旦与酶结合，酶分子上的某些基团常常发生明显的变化，从而使酶蛋白的构象发生相应的变化，使酶的活性中心的空间结构和底物的空间结构十分吻合，最终契合形成酶—底物络合物，这种变化的结果，使酶只能与对应的化合物契合，从而排斥了那些形状、大小不适合的化合物。科学家们对羧肽酶等进行了X射线衍射研究，研究的结果有力地支持了这个假说。
（3）酶很容易失活
同一般的催化剂相比，酶很容易失去活性。酶失活的原因是蛋白质的空间结构发生改变造成的。
酶的催化作用，受到温度、pH和某些化合物等因素的影响。
温度的影响：在一定的温度范围（0—40℃）内，酶的催化作用速度随着温度的升高而加快。一般地说，温度每升高10℃，反应速度就相应提高一倍。但超过60℃，绝大多数的酶就会失去活性。
pH的影响：酶对环境中的pH十分敏感。酶只有在一定的pH范围内才能表现出活性，超过这个范围，酶就失活了。即使在这个有限的pH范围内，酶的活性也要随着环境中pH的变动而有所不同。一般来说，酶的最适pH在4~8之间。但是，各种酶的最适pH是不一样的。
某些化合物的影响：有些化合物可引起酶失活，如酒精、有机磷农药、有机氯农药等有机小分子物质；重金属离子等；有些离子或简单的有机化合物，能够增强酶的活性，这些物质叫做酶的激活剂。例如，经过透析的唾液淀粉酶的活性不高、如果加入少量的，这种酶的活性就会大大增强，因为中的起到了激活唾液淀粉酶的作用；还有些物质能够抑制酶的活性，这类物质叫做酶的抑制剂，例如，氰化物可以抑制细胞色素氧化酶的活性。
典型例题
例1某一细胞能通过细胞膜从环境中吸收Q物质，进行实验得到下列结果：
（1）当细胞中Q物质浓度高于溶液中Q物质浓度时，也会发生Q物质的吸收
（2）只有在氧气存在的条件下才会发生Q物质的吸收
（3）Q物质的吸收存在最大值，且吸收结束时膜两侧存在Q物质的浓度差
（4）Q物质的吸收随着温度而变化，且有一定的最适温度
Q物质的吸收为主动运输的判断依据是：
A、（1）（2）B、（1）（2）（3）C、（1）（3）D、（1）（3）（4）
答案：D
解析：主动运输有两个条件，一是需要载体蛋白，二是需要能量，即ATP，即物质可逆着浓度差方向运输，其中需要载体不是主动运输的唯一条件，协助扩散也需要载体蛋白。因此，（1）是主动运输的依据，因为当细胞中Q物质的浓度高于溶液中Q物质浓度时，仍发生Q物质的吸收，很明显Q物质是逆着浓度差的方向发生运输的；（2）不是主动运输的依据，因为不是只有有氧呼吸可产生ATP，无氧呼吸一样可产生ATP以提供主动运输所需的能量；（3）是主动运输的依据，因为细胞膜上运输Q物质的载体蛋白数量是一定的，当膜上所有运输Q物质的载体全被利用，即载体饱和时，Q物质的吸收速率会不再增加，又由于吸收结束后，膜两侧Q物质会存在浓度差，所以应为主动运输，因为如果是自由扩散或协助扩散的话，吸收结束后膜两侧从理论上不应存在Q物质的浓度差；（4）是主动运输的依据，因为产生ATP的过程是一系列酶促反应，酶有最适温度，因此，Q物质的吸收一定和酶有关，是主动运输的依据。综上，应选D。
例2　种子在萌发时，贮藏物质发生水解作用过程中，活性最高的酶应该是下列哪些酶：
（1）脂肪酶　（2）淀粉酶　（3）蛋白酶
（4）转氨酶　（5）过氧化氢酶　（6）蔗糖酶
A、（1）（2）（3）B、（4）（5）（6）
C、（1）（3）（5）D、（2）（4）（6）
答案：A
解析：在种子中贮藏着其萌发时所需的各营养物质，且这些营养物质一般是生物大分子，如脂肪（花生种子、芝麻种子、大豆种子等）；淀粉（小麦种子、水稻种子等）；蛋白质（花生种子、大豆种子等）。在种子萌发时，这些大分子有机物要先被水解成小分子有机物，如葡萄糖、甘油、脂肪酸、氨基酸等才能被种子利用，此时主要需要分解这些有机高分子的酶催化这些反应，因此应选A。其它三个选项中所涉及的酶，均为转化（如转氨酶）、分解小分子（如蔗糖酶、过氧化氢酶）物质的酶，在种子萌发时的活性不如选项A中的酶活性高。
例3　下列关于蛋白质和酶的叙述中，错误的一项是：
A、蛋白质的结构多样性决定功能多样性
B、组成酶的基本单位是氨基酸
C、肽酶能使蛋白质分解为多肽
D、相同种类、数目的氨基酸，组成的蛋白质可能不同
答案：C
解析：在生物学中有一个普遍的规律，即结构决定功能，因此选项A中的说法是正确的；酶的化学本质是蛋白质，而蛋白质的基本组成单位是氨基酸，因此选项B中组成酶的基本单位是氨基酸这一说法是正确的；两种蛋白质的氨基酸的种类、数目虽然相同，但二者的氨基酸排列顺序可能不同，因此两种蛋白质可能是不同，选项D也是正确的；肽酶的作用可使多肽分解为氨基酸，而不能使蛋白质分解为多肽，因此选项C的说法是不正确的。答案应选C。
习题精选
1、根据酶在生物体内存在的部位，可分为胞内酶和胞外酶，下列属于胞外酶的是（）
A、呼吸酶B、光合酶C、消化酶D、解旋酶
2、在下列关于酶和激素的叙述中，不正确的是：
A、激素的作用与神经系统的作用密切相关
B、能产生激素的细胞不一定能产生酶
C、激素产生后一般作用于其它细胞
D、能产生酶的细胞不一定产生激素
3、下列有关细胞的叙述中正确的是：
A、唾液腺细胞与汗腺细胞相比，前者核糖体数量较多
B、唾液腺细胞与心肌细胞相比，前者线粒体数量多
C、生命活动旺盛的细胞与衰老的细胞相比，前者内质网不发达
D、叶肉细胞与唾液细胞相比，前者高尔基体数量一般较多。
4、下图表示细菌的反应程序，在这个程序中一种氨基酸是由另一种氨基酸通过酶的作用而产生的。1到6代表不同的氨基酸，V到Z代表不同的酶。所有氨基酸对生命都是需要的。原始种的细菌只需要氨基酸1就能生存，而细菌的变种只有在培养基中提供氨基酸1、2、5才能生存，由此可以判定在培养基中不存在的酶是：
A：V、WB：W、YC：Y、ZD：V、Z
参考答案
1.C2.B3.A4.D

高一生物教案：《探究影响酶活性的条件》教学设计

高一生物教案：《探究影响酶活性的条件》教学设计

一、教学设计思路

科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要途径，在科学教育中有着不同寻常的意义。生物课程中的探究性学习是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。可以让学生通过探究活动理解科学探究的过程、方法和技能，从而全面提高其科学素养以及交流合作能力，形成正确的人生价值观。在高中生物必修1《分子与细胞》“酶的特性”中探究“影响酶活性的条件”的实验里，教材所介绍的实验设计思路为定性实验。能否按教材的提示来改进实验设计方案，使其不仅能培养学生的实验技能和实验设计能力，而且养成实事求是的科学态度和一丝不苟的科学探究精神。为此我们进行了一些改进：变定性实验为定量实验，相应增加了实验难度。这样，不但对学生进行了一般的实验能力培养，更突出了学生在对照实验中控制变量的能力。加深学生对实验可重复性和对照性的认识，并在实验过程中培养他们的合作意识和认真负责的科学精神。这个改进实验的难点在于精确测定和控制pH，我校已购进几台pH计，精确度能达到1%。这样处理这部分内容不仅可以充分利用好课本这一课程资源，还可挖掘学校、网络等其它课程资源创造性使用，让学生亲历思考和探究过程，学生不仅获取一定的知识，还学会获取知识的方法，提高了解决实际问题的能力。为此设计以下的教学目标：

1.通过实验过程加深对酶的相关知识内容的理解；

2.学会控制自变量；学会观察和检测因变量的变化，以及进行对照和重复实验；

3.促使学生积极合作参与探究活动，进一步掌握设计此类实验的方法；

4.养成实事求是的科学态度和一丝不苟、求真求实的科学精神。

为了能够较好完成教学任务、达到教学目标，此部分内容安排了两个课时进行教学。第一课时在“酶的特性”内容教学完成时，要求学生进行实验设计练习，其题目与课本相同即“影响酶活性的条件”。在学生进行初步设计之后引导学生以小组为单位彼此相互对作业进行分析以指出不足，纠正错误，使学生进一步明析对照实验的设计是一个怎样的过程。在此基础上教师抛出一话题：“在前面学习中我们已经知道酶的活性与环境pH有关，在不同pH条件下酶的活性不同，在适宜的pH时酶的活性最高。猪肝H2O2酶也是如此，你是否知道猪肝H2O2酶最适宜pH？如何利用我校现有条件和所学知识、方法来设计一个实验来探究猪肝H2O2酶最适宜pH？”课后师生一起分析教材、分析学生的学情、分析学校设备的实际情况，综合学生设计实验的成果共同设计出一个较高要求的生物实验：探究猪肝H2O2酶最适宜pH。

二、教学过程

第一课时

1、酶的特性教学；

2、学生进行实验设计练习，其题目与课本相同即“影响酶活性的条件”；

3、引导学生以小组为单位彼此对实验设计方案进行分析，指出不足，纠正错误，明析对照实验的设计原理、注意事项及过程；

4、学生实验小组代表上台介绍本组的设计思路和实验步骤；

5、教师抛出问题：你是否知道猪肝H2O2酶最适宜pH？如何利用我校现有条件和所学知识、方法来设计一个实验来探究猪肝H2O2酶最适宜pH？

6、教师介绍学校实验室所具备的实验条件，学生开始以小组为单位设计探究方案，学生小组代表上台介绍本组方案，教师拿出自己设计的方案，师生交流讨论，相互启发形成一个较为一致性意见的实验设计留给学生课下进一步思考。

课后，教师一方面与学生继续沟通完善实验设计并打印好实验指导，另一方面按照设计好的实验设计拍摄实验演示录像为下节课的学生实验探究做好准备。

第二课时

实验设计

1．1 选用过氧化氢酶作为实验探究对象: 过氧化氢是细胞中某些化学反应的副产物，具有强氧化性，如果不及时除去或分解，就会杀死细胞。在动物的肝细胞和血细胞中含有较多的过氧化氢酶，它可以促进过氧化氢分解。由于过氧化氢酶容易获得且催化反应的现象明显，所以选用过氧化氢酶作为实验探究对象。

1．2 设备准备: 实验用具有：试管四支(带有单孔胶塞，在胶塞上另穿一细铜丝，铜丝的下端弯曲成水平的双圆环形成一个自制的反应匙，反应匙上可放浸有H2O2酶的滤纸片，利用铜丝的上下活动控制反应时间。)、移液管、镊子、水槽、10 mL量筒、25 mL量筒等；反应物为30％H2O2。

实验中需要制作 H2O2酶滤纸片，制作方法是：将 10 g鲜肝剪碎，置于研钵中充分研磨，加入200 mL蒸馏水制成鲜肝液。然后，将5张滤纸叠加剪成5张大小相同面积大2 cm2的小片，平展在表面皿中，用鲜肝液浸泡l min后使用。

配制缓冲液：将17.96 g Na2HPO4·7H2O在 1 000 mL容量瓶内溶于蒸馏水中，加水至刻度，配制成0.067 mol／L Na2HPO4溶液。将9.07 g KH2PO4在1 000 mL容量瓶内溶于蒸馏水中，加水至刻度，配制成0.067 mol／L KH2PO4溶液。然后按下表用上述两种溶液配制pH=5、pH=6、pH=7、pH=8缓冲液.

pH

5

6

7

8

物质的量浓度为0.067 mol/L的Na2HPO4溶液(mL)

1

20

60

95

物质的量浓度为0.067 mol/L的K2HPO4溶液（mL）

99

80

40

5

1．3 实验步骤: 在多方查阅资料和师生共同实践探索我们设计出现有实验装置(如右图)，该装置左侧的试管用来完成酶催化H2O2 的分解反应，右侧的量筒用来计量排水后收集的氧气的量。在此基础上制定出简单易行的且效果好的实验步骤如下：

l）向水槽中加水至将满为止；

2）将大小相同的5片滤纸片在鲜肝液中浸泡l min，然后用镊子夹起滤纸片，靠在培养皿壁上，使多余的酶液流尽；

3）用5mL量筒向试管中加入 pH＝5的缓冲液 2 mL，然后再用移液管加入 2 mL 30％的H2O2溶液，用镊子将1片酶滤纸片小心地放在用铜丝自制的反应匙上。注意滤纸片不要碰到反应试管壁，将软胶塞塞紧试管口；

4）将25 mL量筒横放于水槽中使之灌满水，若有气泡，将其轻轻倾斜，小心赶出气泡。将量筒倒立，使筒口一直处于水中；

5）将自制铜丝反应匙下降到试管内液面下，使H2O2溶液接触酶滤纸片。同时开始计时，在 30 S时，用钢丝荚导气皮管，将导气管从量筒中拿出，松开钢丝荚，读取量筒水平面刻度并作出标记后记录。

6）取新的干净试管，重复上述实验过程，测量在 pH=6、pH=7、pH=8时过氧化氢在酶的催化下所释放的气体量。(注意：所有的实验中都要严格保证干净，不应该有上一次反应后的剩余溶液，每次试验完后，应充分冲洗量取缓冲液的量筒、自制反应匙(至少三次)，然后用相应的缓冲液再冲洗一遍。量取H2O2溶液的移液管不用洗)

1.4 实验结果记录表：

结果记录

第1次PH=5

第2次PH=6

第3次PH=7

第4次PH=8

释放氧气量(ML)

2、播放实验演示录像，让学生了解实验探究的过程。

3、学生开始实验，教师给予巡回指导。

4、实验结果的讨论和分析推论

请各组同学选派一代表将本小组所得的实验数据写在黑板上的表格中，我们对全体实验小组的实验数据进行分析又会得到什么样的推论？ 我们自己小组的实验结果与全班同学实验数据推导出的结论是否一致？你能否说出其中的原因？

5、课后思考题

1）我们所设计的实验原理和目的是什么？实验的自变量和因变量是什么？

2）能否根据你所记录的实验数据得到pH与酶的催化效率关系的变化曲线？你所绘出的曲线与课本上的有何不同？试说明理由。

三、教学反思

在学习酶的特性时，学生对于酶已经有了一定的认识基础了，知道绝大多数酶是蛋白质，应从蛋白质的特性上去理解酶的特性。上节课的实验让学生对酶的催化效率有了一定认识，这节课的实验让学生对酶的催化条件特性有了更深一层认识。

1、 就教学目标而言，既包括知识能力要求，又包括探究过程的体验和方法的获得，还包括了一定的生物科学态度和精神的培养。这一教学目标的设计较好体现了新课标的要求，教学中不再拘泥于教材内容，真正设想在新课标理念指导下，根据学校实际情况在创造性使用教材做一点探索。从教学效果来看应该说很好地实现所设定的教学目标。

2、课程资源的挖掘使用方面：对教材资源而言改教材的定性实验为定量实验，创造性使用教材；对学校资源而言则充分利用我校所具有的较为齐全且先进的实验设备；在实验的设计过程中充分发挥了学生的主观能动性，关键的实验装置设计的很多想法都是来自学生。在最初设计的实验装置中，为了方便将器皿放在实验台上，是用细胞培养瓶作为反应室的，后来在一位同学的建议下改用试管代替。用细胞培养瓶作为反应室在重复实验时要求每次都必须冲洗干净，用四支同型号的试管来做反应室则省去这一繁琐的操作环节，而且试管的体积较细胞培养瓶小许多，这些改进都大大减小了实验误差，便于更好控制实验的无关变量。另外，使用自制铜丝反应匙以更准确控制反应时间的方法是来自一位化学同行的建议。这些课程资源的开发使用为很好实现此部分内容的教学目标起了极大的作用。

3、探究过程有明确的教学目标，使探究活动能在新课标理念指导下有步骤地进行；有值得研究的与生活相关的研究任务，学生兴趣浓，始终能主动积极在参与进来。在整个探究活动中不时可见学生思维的闪光和真知灼见的展现。生物实验探究活动的开展对全面提高学生的科学素养和改善学生的学习方式有着显著的作用。

4、探究实验完成后，每个实验组的同学都选一名代表上台在黑板上写下自己小组的实验结果。当教师请同学们看黑板上的表格评说哪些小组实验做的较为成功时，往往同学们都会说出实验数据较为准确的实验小组的组号，此时教师点出：我们每个小组都是成功者，因为我们都通过这个探究活动加深了对酶的知识的理解；体验科学探究的过程；锻炼了实验操作、分析问题和交流合作的能力。

5、此次实验要求学生有一定的实验操作能力,有一些实验小组因为操作不当而导致实验的失败。有的小组由于实验无关变量的控制做的不好，导致误差很大等。在这里同学们在完成探究实验过程的同时体验生物与化学学科紧密关系。

高一生物教案：《探究影响酶活性的因素》教学设计

高一生物教案：《探究影响酶活性的因素》教学设计

1 教学设计理念

本教学内容需2课时完成，第一课时学习酶的发现和酶的概念以及酶的特性；第二课时学生进行探究实验活动：探究影响酶活性的因素。本文主要介绍“探究影响酶活性的因素”的教学设计与实践。

由于在第一课时学生已经学习了酶的发现和酶的概念以及酶的特性，在此基础上，教师引导学生设计实验，提出预期，让学生分组进行实验探究，观察思考，进行讨论，由学生自己总结出结论影响酶活性的因素：酶最适宜的温度和pH值。这样的教学设计能体现学生自主、探究、合作的学习方式，有利于培养学生科学的思维方法和研究方法，提高学生的科学素养。

2　教学目标

2.1 知识目标 理解酶的特性。

2.2 能力目标　①通过探究影响酶活性的因素，发展学生的科学探究能力；②培养学生观察、分析问题，解决问题的能力；③培养学生实验操作能力；④提高学生收集资料和语言表达能力。

2.3 情感目标　①通过探究影响酶活性的因素，培养学生的探索精神、创新精神和合作精神；②培养学生实事求是和严谨的科学态度；③激发学生对生物科学的兴趣和热爱，培养学生理论联系实际。

3　课前准备

3.1 实验材料的准备　①制作两种猪肝研磨液：新鲜猪肝研磨液和煮熟的新鲜猪肝研磨液；②实验前教师配制pH分别是2、5、7、9、13的缓冲溶液。

3.2 寻找资料　请同学上网或上图书馆找资料，内容为：酶与社会的联系，酶与人类生活的关系，酶的活性与动物体内环境的相对稳定有什么关系。

4　教学过程

4.1 设置探究情景，提出探究课题　教师设置探究情景：提出问题，把新鲜猪肝研磨液煮熟，过氧化氢酶是否还有活性?演示实验：把猪肝研磨液滴入过氧化氢溶液中，结果没有气泡的产生，说明把鲜肝液煮熟后即不能催化过氧化氢的分解。据此可知高温使过氧化氢酶失去活性，从而联想低温是否影响酶的活性，提出探究课题：设计一个探究温度影响过氧化氢酶活性的实验。从温度这一因素，进一步提出另一外探究课题：pH对酶活性的影响。

4.2 介绍科学探究的方法，引导学生设计探究实验方案　因为我校学生的实验动手能力差，平时课上又很少进行探究实验，所以教师明确地把科学探究的步骤告诉学生：提出问题→作出假设→设计实验→实验探究→阐述和交流实验结果与结论。有利于学生按照正确的研究的思路去分析和解决问题，使学生更好地学习科学方法。教师引导学生根据课题进行思考，对于温度影响酶的活性的课题，应设定哪几个温度？怎样将不同溶液的温度分别调到设定的数值?对于pH对酶活性的影响的课题，应设定哪几个pH?怎样排除pH和其他因素对实验结果的干扰?设计实验方案并绘制数据记录表。

教师应该介绍对照实验的方法，即研究某一因素(如温度)对某一特定反应(或事物)的影响时，要在其他因素相同的条件下进行，观察该因素的不同情况(如不同的温度)对特定反应(或事物)的影响，以便对实验结果进行科学的分析。

4.3 学生分组讨论、设计实验方案 学生在讨论、设计实验方案时，教师要进行指导。各小组完成设计方案后，教师组织全班进行交流。学生设计了表1、表2、表3的实验方案来探究酶的活性与温度的关系：

表1 探究酶的活性与温度的关系

编号

1

2

3

4

5

温度

0 ℃

室温

37 ℃

60 ℃

100 ℃

H2O2溶液

2 mL

2 mL

2 mL

2 mL

2 mL

猪肝研磨液

两滴

两滴

两滴

两滴

两滴

预期结果（气泡数目多少）

实验结果

表2 探究酶的活性与温度的关系

编号

1

2

3

温度

0 ℃

37 ℃

100 ℃

H2O2溶液

2 mL

2 mL

2 mL

猪肝研磨液

两滴

两滴

两滴

预期结果（气泡数目多少）

实验结果

表3 探究酶的活性与温度的关系

编号

1

2

3

温度

0 ℃

室温

100 ℃

H2O2溶液

2 mL

2 mL

2 mL

猪肝研磨液

两滴

两滴

两滴

预期结果（气泡数目多少）

实验结果

编者按：探究酶的活性与温度的关系时，使用过氧化氢溶液和猪肝研磨液做实验，不宜使用太高的温度，否则反应过于猛烈，易发生危险。

设计表1的学生他们的设计思路是室温为20 ℃，需要设计在37 ℃和60 ℃的条件下，观察过氧化氢酶的催化效果，已知高温使过氧化氢酶失去活性，设计100 ℃是使设计方案完整；设计表2、3两个方案的学生的设计思路是低温、常温和高温三种温度对酶活性的影响。学生讨论以上三种设计方案，相互进行评价，37 ℃可以得出酶最适宜的温度，实验方案三应补充37 ℃实验组。对于60 ℃，有的学生觉得不需要，有的学生觉得多这一组更能说明问题。其中有一组学生提出“探究pH影响酶的活性”的实验方案(表4)：

表4 探究酶的活性与pH的关系

编号

1

2

3

pH

2

7

13

H2O2溶液

2 mL

2 mL

2 mL

猪肝研磨液

两滴

两滴

两滴

预期结果（气泡数目多少）

实验结果

全班学生讨论表4的设计方案，有些学生提出增加pH为5、9的实验组，有的学生提出方案中pH应为3、5、6、7、8、9、11、13。教师适当地指出这几种方案的不足和可行性。

当讨论实验预期结果时，由于学生们习惯于写实验结果，不明白实验结果可以预期，教师引导学生写出实验预期结果。通过讨后，各小组完善各自的实验方案。

4.4 实施实验方案，记录观察结果　学生分组进行实验，在学生进行实验操作过程中教师要求学生注意：①对不同温度、不同pH的实验组进行编号；②每组所加入的物质量必须相同，以减小实验误差；③及时将实验结果记录。

4．5 实验结果的交流、分析，得出本探究课题的结论 各小组对自己组的实验结果进行分析，得出相应结论：①在37 ℃的条件下，产生的气泡大，数量最多，说明过氧化氢酶的最适宜温度为37 ℃。②在pH为7的条件下，产生的气泡大，数量最多，说明过氧化氢酶的最适pH为7。③过酸、过碱、低温时，酶的活性受影响，低温使酶的活性降低，高温使酶失去活性；不同pH影响酶的活性。

全班学生并进行讨论和交流，分析实验中出现的问题和差异的原因：①有的小组发现当过氧化氢溶液处于90 ℃～100 ℃时(没有加入猪肝研磨液)，试管内有极少量的气泡。这是因为加热促使过氧化氢分解。实验时应该把猪肝研磨液加热到90 ℃～100 ℃，过五分钟后加入过氧化氢溶液中。②有组学生的实验现象是在pH为9时产生的气泡数量最多，而且气泡多到溢出试管。通过分析，是他们滴加猪肝研磨液太多所致。没有按照每实验组所加入的物质量必须相同的方法。③比较实验结果和实验预期结果的差异，虽然之前有教材的引导，还有个别的学生写预期结果时全部都写有气泡的产生，或者干脆不写，等做好实验后才写上。所以教师要强调写预期结果是生物学实验设计程序之一。

4.6 交流信息　上网或到图书馆找资料的学生，与其他同学分享他们的资源。

如加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更强的去污能力，酶的催化作用需要适宜的温度，温水使加酶洗衣粉发挥最大作用。含酶牙膏可以分解细菌，使我们牙齿亮洁。0 ℃左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。因此，酶制剂适于低温(0～4℃)下保存。

文章来源：http://m.jab88.com/j/109229.html

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