5-1-1酶的作用和本质(教案)——高中生物人教版(2019)必修一

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第五章 细胞的能量供应和利用

第一节 降低化学反应活化能的酶

一 酶的作用和本质

【教学目标的确定】

课程标准与本节对应的要求是:“说明绝大多数酶是一类能依化生化反应的蛋白质。”根据上述要求和建议,本节课教学目标确定如下:

1.比较酶与无机催化剂的异同点。

2.举例说明酶在细胞代谢中的作用。

【教学重难点】

教学重点:酶在细胞代谢中的作用。

教学难点:酶在细胞代谢中的作用。

【教学步骤】

1.新课导入

教师:课件展示斯帕兰扎尼实验的相关图片。

教师:斯帕兰扎尼的实验发现,食物在胃中的消化,靠的是胃液中的某种物质。然而这种物质是什么,他始终未能得出结论。后来,科学家发现胃液中含有大量的盐酸,于是推测盐酸是使食物分解的物质。

教师:那么盐酸就是酶吗?这就是我们这节课要探索的内容。

2.新课讲授

一、酶在细胞代谢中的作用

教师:引导学生理解细胞内每时每刻都发生着很多化学反应,统称为细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的基础。

教师:对于刚才的疑问,1835年,德国科学家施旺通过实验发现,胃腺分泌物中有一种物质,将它与盐酸混合后,对肉类的分解能力远远大于盐酸的单独作用,这种物质就是胃蛋白酶。

教师:下面我们就以过氧化氢在不同条件下的分解为例,探究酶的作用。

教师:利用课件展示本实验的实验原理和实验步骤。

教师:展示事先准备好的实验材料,请同学们依据教材中的实验步骤,给同学们分组进行实验。

教师:与1号试管相比,2号试管出现什么不同的现象?这一现象说明什么?

教师:2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率。

教师:在细胞内,能通过加热来提高反应速率吗?

教师:不能。

教师:3号和4号试管未经加热,也有大量气泡产生,这说明什么?

教师:说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。

教师:3号试管与4号试管相比,哪支试管中的反应速率快?这说明什么?为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要?

教师:4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应,这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行,只有酶能够满足这样的要求,所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。

教师:引导学生阅读课本P78内容,讲解活化能是分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量。

教师:那么酶的作用机理是降低了化学反应所需的活化能。

教师:正是由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和的条件下进行。

教师:

教师:

二、酶的本质

教师:那么酶的本质是什么呢?同样在很久之前,科学家也为此做了好多探索实验。大致有以下几个阶段。

教师:利用课件展示:1.1716年《康熙字典》收录了酶字,并将“酶”解释为“酒母也”。“酒母”就是现在所说的酵母。

2.19世纪:发酵是纯化学反应,与生命活动无关。

3.巴斯德(法国)1857年提出:只有活酵母细胞参与才能进行发酵。

李比希(德国)认为:酵母细胞死亡裂解后释放出某种物质,引起发酵。

4.毕希纳(德国):获得不含酵母细胞的提取液,他将酵母细胞中引起发酵的物

质称为酿酶。但未能分离鉴定出酶。

5.萨姆纳(美国):1926年用丙酮提取出了刀豆种子中的脲酶,并证明了其化学本质是蛋白质。

6.切赫和奥特曼(美国):20世纪80年代,发现少数RNA也具有催化功能。

教师:巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义?各有什么局限性?

教师: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细胞死亡并裂解后才能发挥作用,是不正确的。

教师:在科学发展过程中出现争论是正常的。巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么?这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用?

教师: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焦点上,使科学研究更加有的放矢。

教师:从毕希纳的实验可以得出什么结论?

教师: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。

教师:萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质,并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他取得成功靠的是什么样的精神品质?

教师:萨姆纳历时9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。

教师:我们可以根据前人的的经验总结出:酶的产生场所是在活细胞中,而绝大多数酶都是蛋白质,只有少数是RNA。

3.板书设计

5.1.1酶的作用和本质

一、酶在细胞代谢中的作用

1.细胞代谢:细胞中所有的化学反应

2.酶的作用:降低活化能

二、酶的本质

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,少数是RNA