高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》二 酶的特性教学设计

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

第二课时 酶的特性

一、学习目标\教学目标

1.获得酶的特性及影响酶活性条件的知识体系。

2.联系生活实际，了解酶在生活、生产、医学等方面的应用。

3.以学习小组形式开展讨论，养成勇于创新、自主探究、合作学习的科学探究精神。

二、教学重难点

1.酶的催化作用具有高效性、专一性和需要适宜条件的特性。可结合生活实际加深对酶特性的理解。

2.探究实验中控制变量的科学方法。

三、教学方法

讲授、演示、视频播放、小组讨论。

四、教学过程

【新课导入：情景设置，导入新课】

观看视频《酶的特性》，通过视频讲述酶的特性，简要分析本节主要内容，激发学生的求知欲和学习兴趣。

【新课讲授】

知识点回顾：回顾和巩固上一节主要内容，从已知到新知，提出问题，分析问题，层层深入，调动学生的主动性和积极性。

1.什么是活化能？

分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。

2.各条件使反应加快的本质：

加热：提高分子的能量。

Fe3+：降低化学反应的活化能

酶：同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。

3.酶的本质：是活细胞产生的一类具有生物催化作用的

大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。

一、酶具有高效性

播放视频《回顾：比较过氧化氢在不同条件下的反应（酶的高效性）》，通过视频回顾酶具有高效性的实验，分析酶的第一个特性：酶具有高效性。

科学探究的基本步骤：

1.提出问题：探究酶具有高效性

2.作出假设：酶具有高效性。

3.实验过程：设计并进行实验。

4.实验结果：3号产生少量气泡，4号产生大量气泡。

5.实验结论：酶具有高效性。

酶具有高效性的意义：保证了细胞代谢快速有效地进行。

二、酶具有专一性

视频播放《淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用》，通过实验，分析酶具有专一性。

知识点梳理：

1.实验目的：探究淀粉酶是否只能催化淀粉水解。

2.实验材料：淀粉溶液、淀粉酶溶液、蔗糖溶液、斐林试剂、热水。

3.实验原理：

淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的_____催化作用___下都能水解成还原糖。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入_____淀粉酶____，再用____斐林试剂____鉴定溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。

4.实验步骤：

5.实验结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，对蔗糖则不起催化作用。

6.小组讨论，问题探究

（1）已知淀粉酶能够催化淀粉水解，设置1号试管有无必要？

提示：有必要，可排除淀粉酶的活性，浓度等无关变量的影响。

（2）能否用碘液对实验结果进行检测？

提示：不能，碘液无法检测蔗糖是否水解。

知识点归纳

1.每一种酶只能催化___一种或一类___化学反应

如：脲酶——只能催化___尿素___分解。

    过氧化氢酶——只能催化_____过氧化氢___分解。

    二肽酶——可以催化所有的____二肽____分解

2.酶具有专一性的模型：

3.酶具有专一性的意义：保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。

三、影响酶活性的条件

小组讨论，问题探究

1.为什么感冒发烧的时候不想吃饭？

提示：酶活性受到影响

2.在不同的温度下，同一种酶活性是否会受到影响？（提示：会）

3.在不同的pH下，同一种酶活性是否会改变？（提示：会）

4.许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下，催化化学反应，酶起催化作用需要怎样的条件？

5.酶催化特定化学反应的能力称为酶活性，哪些因素会影响酶活性？

播放视频《影响酶活性的条件》，通过视频帮助学生理解影响酶活性的条件，通过试验探究分析影响酶活性的条件，鼓励学生参与探究活动，真正体现自主学习，培养学生的探究能力与合作能力。

阅读教材，观看视频，完成下列表。

探究温度对酶活性的影响

问题探究，小组讨论

1.如何进一步探究淀粉酶的最适温度？

提示：缩小温度梯度，重复进行上述实验。

2.为什么不能用斐林试剂对实验结果进行检测？

提示：该实验的自变量是温度，用斐林试剂检测时需要水浴加热，这样会干扰自变量。

3.为什么不能用过氧化氢酶和过氧化氢来探究温度对酶活性的影响？

提示：因为过氧化氢本身受热易分解，会对实验结果造成干扰。

实验结论：温度过低或过高酶活性都较低。

阅读教材，观看视频，完成下列表格

探究PH对酶活性的影响

阅读教材，观看视频，小组讨论，完成下列表格

四、酶的作用条件比较温和

1.酶活性受温度和pH值影响示意图有什么不同点吗？不同点说明什么？

提示：由图可知，在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。

资料：动物体里的酶最适pH大多在6.5—8.0之间，（但胃蛋白酶为1.5，胰蛋白酶为8）；植物体里的酶最适pH大多在4.5—6.5之间

2.知识点归纳

（1）酶所催化的化学反应一般是在_____比较温和的条件___下进行的。

（2）过酸、过碱或温度过高，都会使酶的___空间结构___遭到破坏，使酶永久失活。

（3）低温只能使酶的___活性降低___，但酶的____空间结构___稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。因此酶制剂适宜在低温下保持。

（4）在底物充足（其他条件适宜且固定）的条件下，酶促反应速率与___酶浓度___成正比。

（5）在一定范围内反应速率随___底物浓度___的增加而增加，但达到一定浓度后不再增加。

（6）细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，还与酶在细胞中的___分布___有关。拿植物叶肉细胞来说，与光合作用有关的酶分布在___叶绿体___内，与呼吸作用有关的酶分布在____细胞质基质和线粒体____内，这样，光合作用与呼吸作用在细胞内不同的区室同时进行，就可以___互不干扰__了。

【课堂练习】

1.下列关于酶催化特性的叙述，正确的是（　   ）

  A.低温降低分子运动速率，抑制酶的活性

  B.高温激发酶的活性，提高酶促反应速率

  C.增大底物的浓度，酶促反应速率可以持续上升

  D.增加酶的物质量，酶促反应的产物量随之增加

提示：低温降低分子运动速率，从而抑制酶的活性；温度过高使酶失活，可降低酶促反应速率；增大底物的浓度，酶促反应速率还受酶浓度的影响；若底物浓度一定，增加酶的物质量，酶促反应会加快，但反应产物总量不会随之增加。

2.下列有关探究温度对酶活性影响的实验，最佳选项是（　　）

  A.过氧化氢＋过氧化氢酶＋带火星木条

  B.淀粉＋淀粉酶＋碘液

  C.淀粉＋淀粉酶＋斐林试剂

  D.过氧化氢＋过氧化氢酶＋双缩脲试剂

提示：温度会影响过氧化氢的分解，进而影响实验结果，A错误；淀粉＋淀粉酶＋碘液最为合理，B正确；斐林试剂与还原性糖反应，但是需要加热，加热会影响酶活性，C错误；温度会影响过氧化氢的分解，该结果不能用双缩脲试剂来鉴定，D错误。

3.人体胃蛋白酶的最适pH为2.0，某同学将胃蛋白酶溶液的pH从10.0调至2.0，此时胃蛋白酶的活性将（　   ）

A.不断上升        B.没有活性          C.先升后降        D.先降后升

提示：每种酶都有一个最适pH，此时活性最强，若所处的环境过酸或过碱均会使酶分子结构遭到破坏，从而失活。胃蛋白酶的最适pH为2.0，当其处于pH为10.0的溶液中时，已失去活性。

五、板书设计

第一节  降解化学反应活化能的酶

（第二课时 酶的特性）

一、酶具有高效性

1.探究实验：无机催化剂和有机催化剂的比较

2.知识点归纳

二、酶具有专一性

1.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用

2.知识点归纳

三、影响酶活性的条件

1.温度

2.PH