酶本质的探索

从酶本质的探索历程中发展科学思维发布时间：2022-05-24T07:18:29.781Z 来源：《中小学教育》2022年第458期作者：刘小韵[导读] 生命科学史记录了科学发展过程中科学家不懈的探索与实践，是发展学生素养的良好载体，本文以酶本质的探索历程为例，试图通过整理探索脉络、分析实验过程、挖掘隐藏内容、论证生物议题等方式发展学生科学思维。

四川省成都市高新区中和中学610212摘要：生命科学史记录了科学发展过程中科学家不懈的探索与实践，是发展学生素养的良好载体，本文以酶本质的探索历程为例，试图通过整理探索脉络、分析实验过程、挖掘隐藏内容、论证生物议题等方式发展学生科学思维。

关键词：高中生物学科学思维酶的本质在课程改革背景下，新的课程标准指出生物学是自然科学中的一门基础学科，高中生物学科应该以核心素养为宗旨，其中“科学思维”是重要的核心素养之一。

而在生物教学过程中，教师可以利用科学史培养学生的科学思维，故本文选择酶本质的探索历程为例进行分析。

关于酶本质的探索过程是出现在高一学生学习酶一节中的“资料分析”部分。

教材中给出了19世纪至20世纪各国科学家对于酶本质进行的一系列探索。

若只是引导学生通过阅读材料，自行填写各科学家的观点，学生将缺乏深层思考，无法深入理解实验探索过程，也难以对实验结果灵活应用，科学思维并没有得到很好的发展，所以本人试图通过以下等途径引导学生对于阅读材料挖掘再利用，提升学生的科学素养。

一、整理探索脉络，发展分析与综合思维在酶本质的探索这一节内容中，主要有各国科学界历时两个世纪共同参与完成，单纯记忆某个科学家和对应的实验结论不仅无趣且易错。

可以设置表格，通过引导学生分析实验流程，在整理过程中整理出各个科学家的观点，完成探索脉络，便于学生理解。

学生通过完成表格可以整理出实验的前后逻辑关系。

首先是酿酒业发现问题：酒为什么会变酸？发酵过程究竟是怎样的？发酵过程是细胞完成的吗？这里面起作用的酶是什么物质？其他的酶都是蛋白质吗？这些问题就是在科学家一个个实验后在不同的时期提出的。

必修1P79【科学史】“关于酶本质的探索”教学设计
一、教学目标
1.认同科学家关于酶本质的探索历程，强化认识世界的物质观；
2.引导学生认识相关的研究方法与技术，提升科学思维与探究能力；
3.让学生体会科学研究的艰辛与科学家的探索精神，强化社会责任。

二、教学内容
三、“讨论问题”的参考答案
1.（题略）巴斯德认为发酵与活细胞有关，是合理的；认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用，是不正确的。

李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质，是合理的；认为这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用，是不正确的。

2.（题略）巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用。

李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。

他们的争论促使后人把对酶的研究目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。

3.（题略）毕希纳的实验说明，酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。

4.（题略）萨姆纳历时九年，用正确的科学方法坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来，成功属于不畏艰苦的人。

5.（题略）酶是活细胞产生的，具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。

新人教生物必修一（学案+练习）酶的本质、作用和特性1．酶本质的探索历程(连线)2．酶的本质及作用化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体主要是细胞核(真核细胞)来源一般来说，活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶作用场所细胞内、外或生物体外生理功能催化作用①为有酶催化的反应曲线；②为没有催化剂的反应曲线；③为有无机催化剂催化的反应曲线。

4．酶的催化特性(连线)5．比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验过程。

向4支试管中分别加入2mL过氧化氢溶液(3)实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，催化效率更高。

6．淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(1)实验原理。

①淀粉和蔗糖都是非还原糖，葡萄糖、果糖、麦芽糖都是还原糖。

②斐林试剂能鉴定溶液中有无还原糖。

③淀粉酶能催化淀粉水解为还原糖，不能催化蔗糖水解。

(2)实验步骤。

有专一性。

1．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性。

( × ) 2．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。

( √ ) 3．酶提供了反应过程中所必需的活化能。

( × ) 4．酶活性的发挥离不开其特定的结构。

( √ )5．同一个体各种体细胞中酶的种类相同、数量不同，代谢不同。

( × ) 6．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。

( × )7．唾液淀粉酶催化反应的最适温度和保存温度都是37 ℃。

( × )1．酶相关模型的构建与解读 (1)酶的高效性。

①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。

②酶和无机催化剂一样，只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。

(2)酶的专一性。

①加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用。

②加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶A对此反应有催化作用。

(3)影响酶活性的因素。

图甲曲线分析：①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。