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酶的新陳代謝篇一

知識(shí)方面

1、使學(xué)生理解新陳代謝的概念及其本質(zhì)

2,、使學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,；初步理解酶的概念、酶的特性,、影響酶活性的因素

3、使學(xué)生理解酶在生物新陳代謝中的作用

能力方面

在引導(dǎo)學(xué)生分析生物新陳代謝概念，探究酶的特性,，探究影響酶活性因素的過(guò)程中,，初步訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能力及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力,，,。

情感、態(tài)度,、價(jià)值觀方面

通過(guò)讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,，使學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)研究中的作用地位；通過(guò)討論酶在生產(chǎn),、生活中的應(yīng)用,，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物科學(xué)技術(shù)與社會(huì)生產(chǎn)、生活的關(guān)系,；體會(huì)科學(xué),、技術(shù)、社會(huì)之間相互促進(jìn)的關(guān)系,，進(jìn)而體會(huì)研究生命科學(xué)價(jià)值的教育,。

教學(xué)建議

1、酶的發(fā)現(xiàn)

教材簡(jiǎn)單介紹酶的發(fā)現(xiàn)歷史,，從1783年意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼設(shè)計(jì)的巧妙實(shí)驗(yàn)到20世紀(jì)80年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)少數(shù)的酶是rna,，使學(xué)生對(duì)酶的研究歷史中的一些重大發(fā)現(xiàn)有了一個(gè)大致了解。

2,、酶的特性

酶的特性主要是通過(guò)安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn),，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)酶的三個(gè)特性,，這樣的編排方式符合學(xué)生由感性到理性的認(rèn)知規(guī)律,，有利于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程?,，并且有利于培養(yǎng)學(xué)生的多種能力,。酶的高效性特點(diǎn),，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)五,、肝臟內(nèi)的過(guò)氧化氫酶比無(wú)機(jī)催化劑的催化效率》切入,；酶的專一性的特點(diǎn),，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)六,、探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖水解的作用》切入,；

3,、影響酶活性的因素

本節(jié)教材主要講述酶的催化作用需要適宜的條件,，通過(guò)《實(shí)驗(yàn)七、探索影響淀粉酶活性的條件（選做）》切入,。

本節(jié)內(nèi)容的最后,，安排了課外讀“造福人類的酶工程”，以開(kāi)闊學(xué)生的視野，同時(shí)又有助于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本節(jié)基礎(chǔ)知識(shí)的理解,，使學(xué)生體會(huì)科學(xué),、技術(shù)在改變?nèi)祟惿钯|(zhì)量中的作用。

教法建議

1,、使學(xué)生在理解細(xì)胞水平上的新陳代謝概念及其本質(zhì)是本節(jié)的重點(diǎn)與難點(diǎn)

新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱,，這是在細(xì)胞水平上對(duì)新陳代謝的描述。其實(shí)學(xué)生已不是第一次接觸新陳代謝的概念,，在初中生物課和高中生物課緒論中,，學(xué)習(xí)已接觸到諸如同化作用,、異化作用及其關(guān)系等與新陳代謝有關(guān)的知識(shí),，但那是在生物個(gè)體水平對(duì)新陳代謝下的定義。本章的新陳代謝內(nèi)容是對(duì)以往知識(shí)的深化和展開(kāi),，教學(xué)教師要有意識(shí)地從細(xì)胞和分子水平引導(dǎo)學(xué)生分析出生物體是如何自我更新的,，合成與分解是如何進(jìn)行的,，及其二者的關(guān)系,，從而使學(xué)生更深刻地理解什么是生命,。

例如,，為使學(xué)生理解"新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱"這句話,，教師可結(jié)合前一章細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的相關(guān)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生分析活細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng),，如發(fā)生在線粒體內(nèi)的糖的氧化放能的化學(xué)過(guò)程,；發(fā)生在葉綠體中的水和二氧化碳合成為有機(jī)物的化學(xué)過(guò)程；發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過(guò)程等,，使學(xué)生對(duì)"新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱"這句話有一個(gè)感性認(rèn)識(shí),。

2、使學(xué)生理解酶的概念是本節(jié)的重點(diǎn),。在本節(jié)教學(xué)中如何組織學(xué)生完成酶具有專一性的實(shí)驗(yàn)并實(shí)施有效的討論是本節(jié)的難點(diǎn),。

生命體隨時(shí)隨刻發(fā)生著數(shù)量巨大的生物化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)又是一個(gè)穩(wěn)定的,，開(kāi)放的系統(tǒng),。細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)不可能在高溫、高壓,、強(qiáng)酸,、強(qiáng)堿等條件下進(jìn)行，而必須在常溫,、常壓,、水溶液環(huán)境下能快速、有序地進(jìn)行的,，這就要盡可能地降低化學(xué)反應(yīng)能閾,，這是新陳代謝為什么離不開(kāi)生物催化劑，即酶的原因,。

酶的概念和酶的發(fā)現(xiàn)可結(jié)合一起在讓學(xué)生討論,，這樣可讓學(xué)生充分體會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用。酶的特性這部分內(nèi)容,，可先組織學(xué)生依次完成實(shí)驗(yàn),，然后再由學(xué)生來(lái)討論和總結(jié),。

在引導(dǎo)學(xué)生分析酶的特性時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生與蛋白質(zhì)的多樣性聯(lián)系起來(lái),，可使學(xué)生易于理解酶的催化作用的專一注必定意味著酶的多樣性,，而且蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)的多樣性和酶的專一性催化關(guān)系密切。

3,、使學(xué)生理解酶具有高效性,、專一性和需要適宜條件是本節(jié)的重點(diǎn)，如何組織學(xué)生完成影響酶活性因素的選做實(shí)驗(yàn)并分析,、討論實(shí)驗(yàn)是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn),。

在組織學(xué)生操作、分析,、討論《實(shí)驗(yàn)七,、探索影響淀粉酶活性的條件（選做）》基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生分析兩個(gè)坐標(biāo)曲線圖,，讓學(xué)生概括酶的催化作用需要適宜的溫度和ph,。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

【課題】 第一節(jié)?

【教學(xué)重點(diǎn)】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念、酶的特性,、影響酶活性的因素、酶在生物新陳代謝中的作用

【教學(xué)難點(diǎn)?】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念,、酶在生物新陳代謝中的作用

【課時(shí)安排】1課時(shí)

【教學(xué)手段】板圖,、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)

【教學(xué)過(guò)程?】

1,、引入新陳代謝的概念及本質(zhì)

（1）學(xué)生在初中生物學(xué)課本,、高中緒論課的學(xué)習(xí)或通過(guò)各種媒體的介紹，對(duì)新陳代謝已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí),，首先,，教師應(yīng)了解學(xué)生對(duì)新陳代謝是如何理解的。為此教師可設(shè)計(jì)一些問(wèn)題,，引導(dǎo)學(xué)生以自身為例,，剖析生命是如何維持的，以此引入本節(jié)的學(xué)習(xí),，如：

①人體的腦細(xì)胞是通過(guò)什么途徑獲得營(yíng)養(yǎng),？腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過(guò)什么途徑排出體外的？

②進(jìn)入腦細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是如何被利用的,？

③學(xué)生如何理解同化作用,、異化作用，物質(zhì)代謝,、能量代謝,，它們之間有何關(guān)系,？

④想一想，人體的身體有哪些系統(tǒng)參與了新陳代謝過(guò)程,，各是如何參與的等等,？

（2）學(xué)生一般只能從生物個(gè)體、器官或系統(tǒng)水平上,，說(shuō)明生物體與外界環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換,，在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)把討論引向微觀水平,，即細(xì)胞和分子水平的代謝過(guò)程,。如可以設(shè)問(wèn)：

①你吃下的肉類蛋白質(zhì)，通過(guò)什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì),？

②你吃下的淀粉類食物,，通過(guò)什么途徑為你提供能量？等等

通過(guò)分析,、討論,，使學(xué)生理解：細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的維持，需要不斷地合成與分解,，不斷地處于自我更新的狀態(tài),，而這種自我更新的過(guò)程完全依賴于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)，從而在細(xì)胞水平理解新陳代謝的本質(zhì),，即“新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱”,。

2、酶的概念,、特性及其生理功能

在學(xué)生理解新陳代謝的本質(zhì)后,，可以利用學(xué)生已有的化學(xué)知識(shí)，分析出無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所需的條件一般是很激烈的,，再讓學(xué)生分析出生物體細(xì)胞生存的條件是很溫和的,，可以提問(wèn)，如：

（1）細(xì)胞生存的條件是很溫和的,，那么細(xì)胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學(xué)反應(yīng)如何在常溫,、常壓、水溶液環(huán)境,、ph接近中性的條件下,，迅速高效的進(jìn)行呢？

（2）在化學(xué)反應(yīng)中有沒(méi)有提高化學(xué)反應(yīng)的方法呢,？

這樣可順利地引出活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑,，即酶。

3、酶的發(fā)現(xiàn)史

這部分的教學(xué),，教師可讓學(xué)生自己閱讀,，也可發(fā)給學(xué)生相應(yīng)的補(bǔ)充資料，尤其是某種酶的研究過(guò)程方面的資料,，目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過(guò)程,、方法有一個(gè)較為全面的了解，讓學(xué)生切身體會(huì)到生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究對(duì)生物學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要作用,。

學(xué)生閱讀后,，可提問(wèn)：酶都是蛋白質(zhì)嗎？并做一定的說(shuō)明,。

酶是活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有催化能力的一類特殊的蛋白質(zhì),。酶是細(xì)胞中促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度的催化劑。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的酶約有3000種以上,。它們分別存在于各種細(xì)胞中,，催化細(xì)胞生長(zhǎng)代謝過(guò)程中各種不同的化學(xué)反應(yīng)，使生物化學(xué)反應(yīng)在常溫,、常壓,、水溶液等溫和的條件下就可順利進(jìn)行。

很多年來(lái),，人們一直認(rèn)為所有的酶都是蛋白質(zhì),。然而生物學(xué)家的實(shí)驗(yàn)證明：rna也可以是高活性的酶。早在1982年,，發(fā)現(xiàn)原生動(dòng)物四膜蟲的26s rrna前體在沒(méi)有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行內(nèi)含子的自我拼接,，最終形成l19rna。當(dāng)時(shí)因?yàn)橹皇橇私馑羞@種自我催化的活性,，沒(méi)有把它與酶等同看待。

1983年atman和pace分別報(bào)導(dǎo)了在rna前體加工過(guò)程起催化作用的酶是由20%蛋白質(zhì)和80%rna組成的,。如果除去蛋白質(zhì)部分,，并提高鎂離子的濃度，則留下的rna具有與全酶相同的催化活性,，這是說(shuō)明rna具有酶活性的第一例證,。

“酶不都是蛋白質(zhì)”，這一科學(xué)事實(shí)再一次有力地證明了實(shí)驗(yàn)在科學(xué)發(fā)展中所起到的舉足輕重的作用,，同時(shí)也讓我們看到,，科學(xué)是發(fā)展的，探索是無(wú)止境的,，而真理是相對(duì)的,，現(xiàn)在的科學(xué)事實(shí)可能在今后會(huì)被修正，甚至推翻。

另外,，酶,、激素、維生素之間的區(qū)別值得一提,，學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中容易把這些物質(zhì)和它們的作用搞混,。可就高中生物學(xué)水平做一簡(jiǎn)單比較：

酶

激素

維生素

從化學(xué)本質(zhì)上看

蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)（如生長(zhǎng)素,、胰島素等）,、固醇類脂類物質(zhì)（如性激素）

多種多樣，一般為小分子有機(jī)物,。 如維生素d是固醇類物質(zhì),；維生素a是脂類物質(zhì)（萜類）；維生素c是抗壞血酸（葡萄糖的衍生物）等等,。

從生理功能看

可提高生物體生物化學(xué)反應(yīng)的速度,，是一種生物催化劑。

激素又稱“化學(xué)信使”,，是特定細(xì)胞合成的,，能使生物體發(fā)生一定反應(yīng)的有機(jī)分子。它的作用力很強(qiáng),，很低的濃度就能引起很強(qiáng)的反應(yīng),，但在細(xì)胞中不能積累，很快就會(huì)被破壞,。

維生素常常與酶結(jié)合,，是較復(fù)雜酶的組成成分之一。天然食物中含量極少,，但這些極微小的量對(duì)人體的生長(zhǎng)和健康是必需的,，人體一般不能合成它們或合成量不足，必須從食物中攝取,。

可把酶的發(fā)現(xiàn)史與酶的特性這兩部分教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來(lái),，這樣可使學(xué)生用實(shí)驗(yàn)方法探索酶的特性順理成章。

4,、酶的特性

在進(jìn)行酶的特性教學(xué)時(shí),，教師可提問(wèn)：

酶作為生物催化劑，與無(wú)機(jī)催化劑相比,，有何特點(diǎn)?

為解決這個(gè)問(wèn)題,，教師可演示有關(guān)實(shí)驗(yàn)，也可安排相應(yīng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn),，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,，分析得出結(jié)論,，即酶的高效性、專一性與多樣性特性,。

（1）酶的高效特性實(shí)驗(yàn),，實(shí)驗(yàn)前有必要簡(jiǎn)單介紹兩項(xiàng)內(nèi)容：

一是過(guò)氧化氫這種物質(zhì)，它是動(dòng)植物在代謝中產(chǎn)生的,，對(duì)機(jī)體有毒害作用,。生物體可通過(guò)過(guò)氧化氫酶，催化過(guò)氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒,。無(wú)機(jī)催化劑三價(jià)鐵離子也可催化這一反應(yīng),；二是本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟。

實(shí)驗(yàn)后,，讓學(xué)生討論得出過(guò)氧化氫酶的催化效率高于鐵離子的結(jié)論,，在此基礎(chǔ)上，教師可列舉其他實(shí)例,，概括酶的高效性,。教師還應(yīng)強(qiáng)調(diào)正是由于酶的存在及其高效性，所以許多代謝反應(yīng)在體外很難發(fā)生,，在體內(nèi)卻可迅速進(jìn)行,。

（2）酶的專一性特性

實(shí)驗(yàn)前可提問(wèn)：“食物中的淀粉和蔗糖同屬糖類，唾液淀粉酶能否消化水解這兩種物質(zhì)?”

本實(shí)驗(yàn)所涉及的顏色反應(yīng)要在實(shí)驗(yàn)前跟學(xué)生說(shuō)明清楚,。淀粉水解成的麥芽糖和蔗糖水解成的葡萄糖,、果糖在煮沸的條件下，與斐林試劑反應(yīng)會(huì)有磚紅色沉淀物質(zhì)產(chǎn)生,，淀粉和蔗糖與斐林試劑無(wú)此反應(yīng),。因此，斐林試劑可以用來(lái)鑒定淀粉和蔗糖溶液中是否有麥芽糖和葡萄糖及果糖,，進(jìn)而推測(cè)淀粉和蔗糖是否被水解,。

在此基礎(chǔ)上，教師通過(guò)進(jìn)一步實(shí)例說(shuō)明酶的專一性是酶普遍具有的特性,；

（3）酶的多樣性原理,，可在學(xué)生理解酶的專一性原理基礎(chǔ)上，結(jié)合蛋白質(zhì)的多樣性讓學(xué)生分析得出,。

5、影響酶活性的因素

有條件的學(xué)校,，應(yīng)盡量讓學(xué)生做《實(shí)驗(yàn)七,、探索影響淀粉酶活性的條件》，這對(duì)于訓(xùn)練學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，理解?duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法等都是很幫助的,。

在學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出影響酶活性的因素后，可適當(dāng)結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生分析,、討論一些與之相關(guān)的生活常識(shí),。如可提問(wèn)：“持續(xù)高燒不退或嚴(yán)重腹瀉有時(shí)甚至?xí)＜叭说纳瑢W(xué)生知道其中的原因嗎,？”

人的正常體溫是37℃,，體溫升高到38℃，雖然體溫只是升高了1℃,，但人已感覺(jué)非常沒(méi)有精神,，如果升高到39℃甚至40℃以上，而且持續(xù)高燒,，就會(huì)出現(xiàn)一系列嚴(yán)重的反應(yīng),，如昏睡、昏迷,、驚厥,、甚至危及生命，這是為什么呢,？原來(lái),，酶作為生物催化劑，其催化活性受到很多因素的影響,，如溫度,、ph值、有機(jī)溶劑,、重金屬離子,、酶濃度、酶的激活劑,、抑制劑等等,，而酶的活性受上述因素的影響是非常敏感的，影響因素發(fā)生很小的變化的,，酶活性就會(huì)發(fā)生很大的改變,。人體中酶的最適溫度一般為37℃，當(dāng)人體體溫高于或低于這個(gè)溫度時(shí),，機(jī)體中酶活性就會(huì)大大降低,，細(xì)胞內(nèi)的各種生物化學(xué)反應(yīng)不能正常進(jìn)行了。

霍亂是一種烈性傳染病,，為霍亂弧菌所致,，曾在世界上引起多次大流行，死亡率甚高,?；魜y弧菌通過(guò)人的腸粘膜并大量繁殖,，同時(shí)產(chǎn)生腸毒素引起劇烈腹瀉造成迅速而嚴(yán)重的脫水，血容量明顯減少,，因而出現(xiàn)微循環(huán)衰竭,，使細(xì)胞得不到鉀、鈉,、鈣,、氯離子，導(dǎo)致肌肉痙攣,；細(xì)胞得不到碳酸氫根離子而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ph值發(fā)生較大的改變,，酶活性即相應(yīng)大大降低，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)代謝性酸中毒,，最終病人腎功能衰竭,，休克、死亡,。人體大量出汗,、腹瀉都要相應(yīng)地補(bǔ)充水就是這個(gè)道理；嬰幼兒自身調(diào)節(jié)能力差,，嬰幼兒腹瀉常常引起嚴(yán)重后果,，就是這個(gè)道理。

或者問(wèn)：“當(dāng)人誤食了含有重金屬的食物或農(nóng)藥后,，有一種應(yīng)急措施,，就是趕緊給病人大量喝牛奶或豆?jié){，學(xué)生知道這是為什么嗎,？”

酶活性除了與溫度,、ph有關(guān)外，還受有機(jī)溶劑,、重金屬離子等的影響,。有機(jī)溶劑與重金屬離子影響酶活性的主要原因是有機(jī)溶劑和重金屬離子與酶蛋白上的某些化學(xué)基團(tuán)結(jié)合，使酶的活性完全喪失,，這也是人誤食了有機(jī)磷農(nóng)藥,、有機(jī)氯農(nóng)藥或含重金屬離子的食物中毒甚至死亡的原因。

牛奶和豆?jié){中含有大量的蛋白質(zhì),，這些蛋白質(zhì)可以和重金屬或有機(jī)物結(jié)合,，而使這些金屬離子和有機(jī)物發(fā)生沉淀。當(dāng)人誤食了含重金屬的食品或農(nóng)藥后,，大量飲用牛奶或豆?jié){可使這些有毒物質(zhì)沉淀下來(lái)不被消化道吸收,，從而也就避免了這些有毒物質(zhì)與人體中正常的酶接觸的機(jī)會(huì)，而保護(hù)了這些酶的活性,。當(dāng)然,，這只是應(yīng)急措施，還要去醫(yī)院探究活動(dòng)

探究ph值對(duì)酶活性影響

【探究目的】

了解ph對(duì)酶活性的影響,、學(xué)習(xí)測(cè)定酶的最適ph的方法

【探究原理】

酶的活性受環(huán)境ph的影響極為顯著,。通常各種酶只有在一定的ph范圍內(nèi)才表現(xiàn)它的活性。一種酶表現(xiàn)其催化活性最高時(shí)的ph值稱為該酶的最適ph,。低于或高于最適ph時(shí),，酶的活性逐漸降低。不同酶的最適ph值不同,，例如,，胃蛋白酶的最適ph為1.5一2.5，胰蛋白酶的最適ph為8等,。

應(yīng)當(dāng)指出酶的最適ph受反應(yīng)物性質(zhì)和緩沖液性質(zhì)的影響,。例如，唾液淀粉酶的最適ph約為6.8,，但在磷酸緩沖液中,，其最適ph為6.4一6.6，在醋酸緩沖液中則為5.6,。

【材料和用具】

1,、0.3%氯化鈉的0.5%淀粉溶液（新鮮配制）

2、稀釋200倍的新鮮唾液,。

3,、0.1m檸檬酸溶液。

4,、0.2m磷酸氫二鈉溶液

5,、碘化鉀-碘溶液：將碘化鉀20克和碘10克溶解在100ml水中，使用前稀釋10倍,。???????????????????

【探究步驟】

取8個(gè)50毫升錐形瓶,，編號(hào)。按下表中的比例,，檸檬酸溶液,，制備ph5.0一8.0的8種緩沖溶液,。

錐形瓶號(hào)

0.2m磷酸氫二鈉溶液（ml）

檸檬酸溶液(ml)

緩沖溶液ph值

1

5.15

4.85

5.0

2

5.80

4.20

5.6

3

6.31

3.69

6.0

4

6.92

3.08

6.4

5

7.72

2.28

6.8

6

8.69

1.33

7.2

7

9.36

0.64

7.6

8

9.72

0.28

8.0

取9支干燥的試管,，編號(hào)。將8個(gè)錐形瓶中不同ph的緩沖液各取3毫升,，分別加入相應(yīng)(l一8號(hào))的試管中,。然后,，再向每個(gè)試管中添加0.5%淀扮溶液2毫升。第9號(hào)試管與第5試管的內(nèi)容物相同,。

向第9號(hào)試管中加入稀釋200倍的唾液2毫升,，搖勻后放入37℃恒溫水浴中保溫,。每隔1分鐘由第9號(hào)試管中取出一滴混合液，置于白瓷板上,，加一滴碘化鉀-碘溶液,，檢驗(yàn)淀粉的水解度，待結(jié)果呈橙黃色時(shí),，取出試管,，記錄保溫時(shí)間。注意,，掌握第9號(hào)試管的水解程度是本實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵之一,。

以l分鐘的間隔，依次向第l至第8號(hào)試管中加入稀釋200倍的唾液2毫升,，搖勻,，并以1分鐘的間隔依次將8支試管放入37℃恒溫水浴中保溫。然后,，按照第9號(hào)試管的保溫時(shí)間,，依次將各管迅速取出，并立即加入碘化鉀-碘溶液2滴,，充分搖勻,。觀察各管呈現(xiàn)的顏色，判斷在不同ph值下淀粉被水解的程度,，可以看出ph對(duì)唾液淀粉酶活性的影響,，并確定其最適ph。

探究酶的激活劑及抑制劑

【探究目的】

學(xué)習(xí)檢定激活劑和抑制劑影晌酶反應(yīng)的方法和原理

【探究原理】

酶的活性常受某些物質(zhì)的影響,，有些物質(zhì)能使酶的活性增加,，稱為酶的激活劑；有些物質(zhì)能使酶的活性降低,，稱為酶的抑制劑,。例如，氯化鈉為唾液淀粉酶的激活劑,，硫酸銅為其抑制劑,。

很少量的激活劑或抑制劑就會(huì)影響酶的活性，而且常有特異性,。值得注意的是激活劑和抑制劑不是絕對(duì)的,，有些物質(zhì)在低濃度度時(shí)為某種酶的激活劑，而在高濃度時(shí)則為該酶的抑制劑,。例如,，氯化鈉達(dá)到1/3飽和度時(shí)就可抑制唾液淀粉酶的活性。

【材料及用具】

1、l%淀粉溶液,。

2,、1%氯化鈉溶液。

3,、碘化鉀-碘溶液：將碘化鉀20克和碘10克溶解在100ml水中,，使用前稀釋10倍。

4,、稀釋100一200倍的新鮮唾液。

5,、0.1%硫酸銅溶液,。

【探究步驟】

取3支試管，編號(hào),。向第l支試管中加入l%氯化鈉溶液l毫升,，向第2支試管中加入0.1%的硫酸銅溶液l毫升，向第3支試管中加入蒸餾水l毫升作對(duì)照,。再向每支試管各加入0.l%淀粉溶液3毫升和稀釋的唾液l毫升,。搖勻各管內(nèi)容物，一齊放入37℃恒溫水浴中保溫,，10一15分鐘后取出,。冷后，各滴入2一3滴碘化鉀-碘溶液,，混勻,。觀察比較3支試管顏色的深淺。

如果激活劑或抑制劑的作用不明顯,，主要原因可能是唾液淀粉酶活性不夠高,，可以適當(dāng)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間或者降低唾液稀釋倍數(shù)，然后再繼續(xù)實(shí)驗(yàn),。

探究酶的專一性

【探究目的】

本實(shí)驗(yàn)以唾液淀粉酶和蔗糖酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用為例,，說(shuō)明酶的特異性。

【材料用具】

1,、2%蔗糖溶液：蔗糖是典型的非還原糖,，若商品蔗糖中還原糖含量超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)，則呈現(xiàn)還原性,，這種蔗糖不能使用,。所以，實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行檢查,。本實(shí)驗(yàn)用的蔗糖至少應(yīng)是分析純的試劑,。

2、0.3%氯化鈉的l%淀粉溶液（新鮮配制）

3,、稀釋200倍的新鮮唾液,。

4,、蔗糖酶溶液：取干酵母100克，置于乳缽內(nèi),，添加適量蒸餾水及少量石英砂,。用力研磨提取約l小時(shí)，再加蒸餾水,，使總體積約為500毫升,，過(guò)濾。將濾液保存于冰箱內(nèi)備用,。

5,、本尼迪克特(benedict)試劑： 將硫酸銅17.3克溶解于100毫升熱蒸餾水中。冷卻后,，稀釋至150毫升,。取檸檬酸鈉173克及碳酸鈉(na2co3.h2o)100克，加水600毫升,，加熱使之溶解,，冷后，稀釋至850毫升,。最后,，把硫酸銅溶液緩緩傾入檸檬酸鈉-碳酸鈉溶液中?；靹蚝?，用細(xì)口瓶貯存。此試劑可長(zhǎng)時(shí)間保存,。

【探究步驟】

1,、淀粉酶的特異性實(shí)驗(yàn)

取2支試管，各加入本尼迪克特(benedict)試劑2毫升,，再分別加入l%淀粉溶液或2%蔗糖溶液各4滴,。混合均勻后,，放在沸水浴中煮2一3分鐘,。觀察有無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生，純凈的淀粉和蔗糖不呈陽(yáng)性反應(yīng),。

再取3支試管,，每管各加入稀釋200倍的新鮮唾液l毫升。再分別加入l%淀粉溶液或2%蔗糖溶液各3毫升,?；靹颍湃?7℃恒溫水浴中保溫，15分鐘后取出,。各加本尼迪克特試劑2毫升,，搖勻，放在沸水浴中煮2一3分鐘,。觀察有無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生,。

新鮮唾液的稀釋倍數(shù)，一般為200倍,。但是,，由于不同人或同一人不同時(shí)間采收的唾液內(nèi)淀粉酶的活性并不相同，有時(shí)差別很大,，稀釋倍數(shù)可以是50一300倍,，甚至超出此范圍。因此,，應(yīng)事先確定稀釋倍數(shù)。另外,，要注意除去唾液里的氣泡,，避免稀釋倍數(shù)不準(zhǔn)確面影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。稀釋好的新鮮唾液用濾紙過(guò)濾后待用,。

2,、蔗糖酶的特異性實(shí)驗(yàn)

取2支試管，各加入蔗糖酶溶液l毫升,，再分別加入l%淀粉溶液3毫升或2%蔗糖溶液3毫升,。搖勻，放入37℃恒溫水浴中保溫,，10分鐘后取出,，各加入本尼迪克特試劑2毫升，混勻后放入沸水浴中煮2一3分鐘,。觀察有無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生,。

再取l支試管，加入蔗糖酶l毫升和蒸餾水3毫升,，混勻,，加入本尼迪克特試劑2毫升，搖勻,，在沸水浴中煮2一3分鐘,。可以觀察到試管內(nèi)溶液呈現(xiàn)輕度陽(yáng)性反應(yīng),，這是由于蔗糖酶溶液本身含有少量還原性雜質(zhì)的緣故,。因此，用此管作為對(duì)照，即可解釋上述用淀粉作底物的試管內(nèi)呈現(xiàn)輕度陽(yáng)性反應(yīng)的原因,。

探究溫度對(duì)酶活性的影響

【探究目的】

通過(guò)檢驗(yàn)不同溫度下唾液淀粉酶和脲酶的活性,，了解溫度對(duì)酶活性的影響。

【探究原理】

酶的催化作用受溫度的影響很大,，一方面與一般化學(xué)反應(yīng)一樣,，提高溫度可以增加酶促反應(yīng)的速度。通常溫度每升高10℃,，反應(yīng)速度加快一倍左右,，最后反應(yīng)速度達(dá)到最大值。另一方面酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),，溫度過(guò)高可引起蛋白質(zhì)變性,，導(dǎo)致酶的失活。因此,，反應(yīng)速度達(dá)到最大值以后,，隨著溫度的升高，反應(yīng)速度反而逐漸下降,，以至完全停止反應(yīng),。反應(yīng)速度達(dá)到最大值時(shí)的溫度稱為某種酶作用的最適溫度。高于或低于最適溫度時(shí),，反應(yīng)速度逐漸降低,。大多數(shù)動(dòng)物酶的最通溫度為37℃一40℃，植物酶的最適溫度為50℃一60℃,。但是,，一種酶的最適溫度不是完全固定的，它與作用的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān),，反應(yīng)時(shí)間增長(zhǎng)時(shí),，最適溫度向數(shù)值較低的方向移動(dòng)。通常測(cè)定酶的活性時(shí),，在酶反應(yīng)的最適溫度下進(jìn)行,。為了維持反應(yīng)過(guò)程中溫度的恒定，一般利用恒溫水浴等恒溫裝置,。

酶對(duì)溫度的穩(wěn)定性與其存在形式有關(guān),。已經(jīng)證明大多數(shù)酶在干燥的固體狀態(tài)下比較穩(wěn)定，能在室溫下保存數(shù)月以至一年,。溶液中的酶,，一般不如固體的酶穩(wěn)定，而且容易為微生物污染,，通常很難長(zhǎng)期保存而不夾失其活性,，在高溫的情況下,，更不穩(wěn)定。

【材料和用具】

1,、0.3%氯化鈉的0.2%的淀粉溶液,。

2、稀釋200倍的唾液,。

3,、碘化鉀-碘溶液：將碘化鉀20克和碘10克溶解在100ml水中，使用前稀釋10倍,。

4,、1%尿素溶液。

5,、脲酶提取液：取黃豆粉6克,，加30%乙醇250毫升，振蕩10分鐘,，過(guò)濾,。可保存l一2星期,。

6,、奈斯勒(nessler)試劑：稱取5克碘化鉀，溶于5毫升蒸餾水中,，加人飽和氯化汞溶液(100毫升約溶解5.7克氯化汞)，并不斷攪拌,。直至產(chǎn)生的朱紅沉淀不再溶解時(shí),，再加40毫升50%氫氧化鈉溶液，稀釋至100毫升,，混勻,，靜置過(guò)夜，傾出清液存于棕色瓶中,。

奈斯勒試劑是含有大量汞鹽的強(qiáng)堿性溶液,，所以，它是具有腐蝕性的劇毒試劑,。實(shí)驗(yàn)時(shí)必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,，謹(jǐn)防中毒。此外,，實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的玻璃儀器等一切器皿必須潔凈,，以除去能抑制酶活性的雜質(zhì)。因此,，用奈斯勒試劑作完實(shí)驗(yàn)后,，必須將它所污染的試管等一切器皿充分洗干凈,。

【探究步驟】

1、溫度對(duì)唾液淀粉酶活性的影響.

唾液淀粉酶可將淀粉逐步水解成各種不同大小分子的糊精及麥芽糖,。它們遇碘各呈不同的顏色,。直鏈淀粉(即可溶性淀粉)遇碘呈藍(lán)色；糊精按分子從大到小的順序,，遇碘可呈藍(lán)色,、紫色、暗褐色和紅色,，最小的糊精和麥芽糖遇碘不呈現(xiàn)顏色,。由于在不同溫度下唾液淀粉酶的活性高低不同，則淀粉被水解的程度不同,，所以,，可由酶反應(yīng)混合物遇碘所呈現(xiàn)的顏色來(lái)判斷。

取3支試管,，編號(hào)后各加入淀粉溶液2毫升,。將第l、2號(hào)試管放入37℃恒溫水浴中保溫,，第3號(hào)試管放入冰水中冷卻,，5分鐘后，向第l號(hào)試管中加人煮沸5一15分鐘的稀釋唾液l毫升,；向第2,、3號(hào)試管加稀釋唾液各l毫升。搖勻,，20分鐘后取出3支試管,，各加碘化鉀-碘溶液2滴，混勻,，比較各管溶液的顏色,。判斷淀粉被唾液酶水解的程度，井說(shuō)明溫度對(duì)唾液酶活性的影響,。

2,、溫度對(duì)脲酶活性的影晌

脲酶能催化尿素水解生成氨和二氧化碳，氨可與奈斯勒試劑作用生成橙紅色化合物,。由顏色深淺,，可斷定反應(yīng)進(jìn)行的程度。

各取4支試管,，編號(hào),。向每支試管中，各加人脲酶提取液l毫升,。將第l號(hào)試管放在冰水里冷卻,，第2號(hào)試管在室溫下放置,，第3號(hào)試管在50℃恒溫水浴中保溫，第4號(hào)試管在沸水浴中,。5分鐘后向4支試管中各加人l%尿素溶液l毫升,。混勻,，10分鐘后取出4支試管,，將第3、4號(hào)試管用流動(dòng)的自來(lái)水冷卻至室溫,。然后,，向4支試管中各加奈斯勒試劑5滴，搖勻,。觀察比較各試管顏色深淺,，并說(shuō)明溫度對(duì)脲酶活性的影響。

洗胃并進(jìn)行進(jìn)一步的治療,。

酶的新陳代謝篇二

教學(xué)目標(biāo)?

知識(shí)方面

1,、使學(xué)生理解新陳代謝的概念及其本質(zhì)

2、使學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,；初步理解酶的概念,、酶的特性、影響酶活性的因素

3,、使學(xué)生理解酶在生物新陳代謝中的作用

能力方面

在引導(dǎo)學(xué)生分析生物新陳代謝概念,，探究酶的特性，探究影響酶活性因素的過(guò)程中,，初步訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力,，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能力及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，,。

情感、態(tài)度,、價(jià)值觀方面

通過(guò)讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,，使學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)研究中的作用地位；通過(guò)討論酶在生產(chǎn),、生活中的應(yīng)用,，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物科學(xué)技術(shù)與社會(huì)生產(chǎn)、生活的關(guān)系,；體會(huì)科學(xué),、技術(shù)、社會(huì)之間相互促進(jìn)的關(guān)系,，進(jìn)而體會(huì)研究生命科學(xué)價(jià)值的教育,。

教學(xué)建議

1,、酶的發(fā)現(xiàn)

教材簡(jiǎn)單介紹酶的發(fā)現(xiàn)歷史，從1783年意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼設(shè)計(jì)的巧妙實(shí)驗(yàn)到20世紀(jì)80年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)少數(shù)的酶是rna,，使學(xué)生對(duì)酶的研究歷史中的一些重大發(fā)現(xiàn)有了一個(gè)大致了解,。

2、酶的特性

酶的特性主要是通過(guò)安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn),，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn),，發(fā)現(xiàn)酶的三個(gè)特性，這樣的編排方式符合學(xué)生由感性到理性的認(rèn)知規(guī)律,，有利于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程?,，并且有利于培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。酶的高效性特點(diǎn),，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)五,、肝臟內(nèi)的過(guò)氧化氫酶比無(wú)機(jī)催化劑的催化效率》切入；酶的專一性的特點(diǎn),，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)六,、探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖水解的作用》切入；

3,、影響酶活性的因素

本節(jié)教材主要講述酶的催化作用需要適宜的條件,，通過(guò)《實(shí)驗(yàn)七、探索影響淀粉酶活性的條件（選做）》切入,。

本節(jié)內(nèi)容的最后,，安排了課外讀“造福人類的酶工程”，以開(kāi)闊學(xué)生的視野,，同時(shí)又有助于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本節(jié)基礎(chǔ)知識(shí)的理解,，使學(xué)生體會(huì)科學(xué)、技術(shù)在改變?nèi)祟惿钯|(zhì)量中的作用,。

教法建議

1,、使學(xué)生在理解細(xì)胞水平上的新陳代謝概念及其本質(zhì)是本節(jié)的重點(diǎn)與難點(diǎn)

新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱，這是在細(xì)胞水平上對(duì)新陳代謝的描述,。其實(shí)學(xué)生已不是第一次接觸新陳代謝的概念,，在初中生物課和高中生物課緒論中，學(xué)習(xí)已接觸到諸如同化作用,、異化作用及其關(guān)系等與新陳代謝有關(guān)的知識(shí),，但那是在生物個(gè)體水平對(duì)新陳代謝下的定義。本章的新陳代謝內(nèi)容是對(duì)以往知識(shí)的深化和展開(kāi),，教學(xué)教師要有意識(shí)地從細(xì)胞和分子水平引導(dǎo)學(xué)生分析出生物體是如何自我更新的,，合成與分解是如何進(jìn)行的，及其二者的關(guān)系,，從而使學(xué)生更深刻地理解什么是生命,。

例如,，為使學(xué)生理解"新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱"這句話，教師可結(jié)合前一章細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的相關(guān)知識(shí),，引導(dǎo)學(xué)生分析活細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng),，如發(fā)生在線粒體內(nèi)的糖的氧化放能的化學(xué)過(guò)程；發(fā)生在葉綠體中的水和二氧化碳合成為有機(jī)物的化學(xué)過(guò)程,；發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過(guò)程等,，使學(xué)生對(duì)"新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱"這句話有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。

2,、使學(xué)生理解酶的概念是本節(jié)的重點(diǎn),。在本節(jié)教學(xué)中如何組織學(xué)生完成酶具有專一性的實(shí)驗(yàn)并實(shí)施有效的討論是本節(jié)的難點(diǎn)。

生命體隨時(shí)隨刻發(fā)生著數(shù)量巨大的生物化學(xué)反應(yīng),，同時(shí)又是一個(gè)穩(wěn)定的,，開(kāi)放的系統(tǒng)。細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)不可能在高溫,、高壓,、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等條件下進(jìn)行,，而必須在常溫,、常壓、水溶液環(huán)境下能快速,、有序地進(jìn)行的,，這就要盡可能地降低化學(xué)反應(yīng)能閾，這是新陳代謝為什么離不開(kāi)生物催化劑,，即酶的原因,。

酶的概念和酶的發(fā)現(xiàn)可結(jié)合一起在讓學(xué)生討論，這樣可讓學(xué)生充分體會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用,。酶的特性這部分內(nèi)容,，可先組織學(xué)生依次完成實(shí)驗(yàn)，然后再由學(xué)生來(lái)討論和總結(jié),。

在引導(dǎo)學(xué)生分析酶的特性時(shí),，引導(dǎo)學(xué)生與蛋白質(zhì)的多樣性聯(lián)系起來(lái)，可使學(xué)生易于理解酶的催化作用的專一注必定意味著酶的多樣性,，而且蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)的多樣性和酶的專一性催化關(guān)系密切。

3,、使學(xué)生理解酶具有高效性,、專一性和需要適宜條件是本節(jié)的重點(diǎn)，如何組織學(xué)生完成影響酶活性因素的選做實(shí)驗(yàn)并分析,、討論實(shí)驗(yàn)是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn),。

在組織學(xué)生操作,、分析、討論《實(shí)驗(yàn)七,、探索影響淀粉酶活性的條件（選做）》基礎(chǔ)上,，引導(dǎo)學(xué)生分析兩個(gè)坐標(biāo)曲線圖，讓學(xué)生概括酶的催化作用需要適宜的溫度和ph,。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

【課題】 第一節(jié)?

【教學(xué)重點(diǎn)】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念,、酶的特性、影響酶活性的因素,、酶在生物新陳代謝中的作用

【教學(xué)難點(diǎn)?】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念,、酶在生物新陳代謝中的作用

【課時(shí)安排】1課時(shí)

【教學(xué)手段】板圖、多媒體課件,、實(shí)驗(yàn)

【教學(xué)過(guò)程?】

1,、引入新陳代謝的概念及本質(zhì)

（1）學(xué)生在初中生物學(xué)課本、高中緒論課的學(xué)習(xí)或通過(guò)各種媒體的介紹,，對(duì)新陳代謝已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí),，首先，教師應(yīng)了解學(xué)生對(duì)新陳代謝是如何理解的,。為此教師可設(shè)計(jì)一些問(wèn)題,，引導(dǎo)學(xué)生以自身為例，剖析生命是如何維持的,，以此引入本節(jié)的學(xué)習(xí),，如：

①人體的腦細(xì)胞是通過(guò)什么途徑獲得營(yíng)養(yǎng)？腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過(guò)什么途徑排出體外的,？

②進(jìn)入腦細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是如何被利用的,？

③學(xué)生如何理解同化作用、異化作用,，物質(zhì)代謝,、能量代謝，它們之間有何關(guān)系,？

④想一想,，人體的身體有哪些系統(tǒng)參與了新陳代謝過(guò)程，各是如何參與的等等,？

（2）學(xué)生一般只能從生物個(gè)體,、器官或系統(tǒng)水平上，說(shuō)明生物體與外界環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換,，在此基礎(chǔ)上,，教師應(yīng)把討論引向微觀水平,，即細(xì)胞和分子水平的代謝過(guò)程,。如可以設(shè)問(wèn)：

①你吃下的肉類蛋白質(zhì)，通過(guò)什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì)？

②你吃下的淀粉類食物,，通過(guò)什么途徑為你提供能量,？等等

通過(guò)分析,、討論,，使學(xué)生理解：細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的維持，需要不斷地合成與分解,，不斷地處于自我更新的狀態(tài),，而這種自我更新的過(guò)程完全依賴于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)，從而在細(xì)胞水平理解新陳代謝的本質(zhì),，即“新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱”,。

2、酶的概念,、特性及其生理功能

在學(xué)生理解新陳代謝的本質(zhì)后,，可以利用學(xué)生已有的化學(xué)知識(shí)，分析出無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所需的條件一般是很激烈的,，再讓學(xué)生分析出生物體細(xì)胞生存的條件是很溫和的,，可以提問(wèn)，如：

（1）細(xì)胞生存的條件是很溫和的,，那么細(xì)胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學(xué)反應(yīng)如何在常溫,、常壓、水溶液環(huán)境,、ph接近中性的條件下,，迅速高效的進(jìn)行呢？

（2）在化學(xué)反應(yīng)中有沒(méi)有提高化學(xué)反應(yīng)的方法呢,？

這樣可順利地引出活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑,，即酶。

3,、酶的發(fā)現(xiàn)史

這部分的教學(xué),，教師可讓學(xué)生自己閱讀，也可發(fā)給學(xué)生相應(yīng)的補(bǔ)充資料,，尤其是某種酶的研究過(guò)程方面的資料,，目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過(guò)程、方法有一個(gè)較為全面的了解,，讓學(xué)生切身體會(huì)到生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究對(duì)生物學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要作用,。

學(xué)生閱讀后，可提問(wèn)：酶都是蛋白質(zhì)嗎,？并做一定的說(shuō)明,。

酶是活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有催化能力的一類特殊的蛋白質(zhì)。酶是細(xì)胞中促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度的催化劑。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的酶約有3000種以上,。它們分別存在于各種細(xì)胞中，催化細(xì)胞生長(zhǎng)代謝過(guò)程中各種不同的化學(xué)反應(yīng),，使生物化學(xué)反應(yīng)在常溫,、常壓、水溶液等溫和的條件下就可順利進(jìn)行,。

很多年來(lái),，人們一直認(rèn)為所有的酶都是蛋白質(zhì)。然而生物學(xué)家的實(shí)驗(yàn)證明：rna也可以是高活性的酶,。早在1982年,，發(fā)現(xiàn)原生動(dòng)物四膜蟲的26s rrna前體在沒(méi)有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行內(nèi)含子的自我拼接，最終形成l19rna,。當(dāng)時(shí)因?yàn)橹皇橇私馑羞@種自我催化的活性,，沒(méi)有把它與酶等同看待。

1983年atman和pace分別報(bào)導(dǎo)了在rna前體加工過(guò)程起催化作用的酶是由20%蛋白質(zhì)和80%rna組成的,。如果除去蛋白質(zhì)部分,，并提高鎂離子的濃度，則留下的rna具有與全酶相同的催化活性,，這是說(shuō)明rna具有酶活性的第一例證,。

“酶不都是蛋白質(zhì)”，這一科學(xué)事實(shí)再一次有力地證明了實(shí)驗(yàn)在科學(xué)發(fā)展中所起到的舉足輕重的作用,，同時(shí)也讓我們看到,，科學(xué)是發(fā)展的，探索是無(wú)止境的,，而真理是相對(duì)的,，現(xiàn)在的科學(xué)事實(shí)可能在今后會(huì)被修正，甚至推翻,。

另外,，酶、激素,、維生素之間的區(qū)別值得一提,，學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中容易把這些物質(zhì)和它們的作用搞混?？删透咧猩飳W(xué)水平做一簡(jiǎn)單比較：

酶

激素

維生素

從化學(xué)本質(zhì)上看

蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)（如生長(zhǎng)素,、胰島素等）、固醇類脂類物質(zhì)（如性激素）

多種多樣,，一般為小分子有機(jī)物,。 如維生素d是固醇類物質(zhì)；維生素a是脂類物質(zhì)（萜類）；維生素c是抗壞血酸（葡萄糖的衍生物）等等,。

從生理功能看

可提高生物體生物化學(xué)反應(yīng)的速度,，是一種生物催化劑。

激素又稱“化學(xué)信使”,，是特定細(xì)胞合成的,，能使生物體發(fā)生一定反應(yīng)的有機(jī)分子。它的作用力很強(qiáng),，很低的濃度就能引起很強(qiáng)的反應(yīng),，但在細(xì)胞中不能積累，很快就會(huì)被破壞,。

維生素常常與酶結(jié)合,，是較復(fù)雜酶的組成成分之一。天然食物中含量極少,，但這些極微小的量對(duì)人體的生長(zhǎng)和健康是必需的,，人體一般不能合成它們或合成量不足，必須從食物中攝取,。

可把酶的發(fā)現(xiàn)史與酶的特性這兩部分教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來(lái),，這樣可使學(xué)生用實(shí)驗(yàn)方法探索酶的特性順理成章。

4,、酶的特性

在進(jìn)行酶的特性教學(xué)時(shí),，教師可提問(wèn)：

酶作為生物催化劑，與無(wú)機(jī)催化劑相比,，有何特點(diǎn)?

為解決這個(gè)問(wèn)題,，教師可演示有關(guān)實(shí)驗(yàn)，也可安排相應(yīng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn),，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,，分析得出結(jié)論，即酶的高效性,、專一性與多樣性特性,。

（1）酶的高效特性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前有必要簡(jiǎn)單介紹兩項(xiàng)內(nèi)容：

一是過(guò)氧化氫這種物質(zhì),，它是動(dòng)植物在代謝中產(chǎn)生的,，對(duì)機(jī)體有毒害作用。生物體可通過(guò)過(guò)氧化氫酶,，催化過(guò)氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒,。無(wú)機(jī)催化劑三價(jià)鐵離子也可催化這一反應(yīng)；二是本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟,。

實(shí)驗(yàn)后,，讓學(xué)生討論得出過(guò)氧化氫酶的催化效率高于鐵離子的結(jié)論,，在此基礎(chǔ)上，教師可列舉其他實(shí)例,，概括酶的高效性,。教師還應(yīng)強(qiáng)調(diào)正是由于酶的存在及其高效性，所以許多代謝反應(yīng)在體外很難發(fā)生,，在體內(nèi)卻可迅速進(jìn)行,。

（2）酶的專一性特性

實(shí)驗(yàn)前可提問(wèn)：“食物中的淀粉和蔗糖同屬糖類，唾液淀粉酶能否消化水解這兩種物質(zhì)?”

本實(shí)驗(yàn)所涉及的顏色反應(yīng)要在實(shí)驗(yàn)前跟學(xué)生說(shuō)明清楚,。淀粉水解成的麥芽糖和蔗糖水解成的葡萄糖、果糖在煮沸的條件下,，與斐林試劑反應(yīng)會(huì)有磚紅色沉淀物質(zhì)產(chǎn)生,，淀粉和蔗糖與斐林試劑無(wú)此反應(yīng)。因此,，斐林試劑可以用來(lái)鑒定淀粉和蔗糖溶液中是否有麥芽糖和葡萄糖及果糖,，進(jìn)而推測(cè)淀粉和蔗糖是否被水解。

在此基礎(chǔ)上,，教師通過(guò)進(jìn)一步實(shí)例說(shuō)明酶的專一性是酶普遍具有的特性,；

（3）酶的多樣性原理，可在學(xué)生理解酶的專一性原理基礎(chǔ)上,，結(jié)合蛋白質(zhì)的多樣性讓學(xué)生分析得出,。

5、影響酶活性的因素

有條件的學(xué)校,，應(yīng)盡量讓學(xué)生做《實(shí)驗(yàn)七,、探索影響淀粉酶活性的條件》，這對(duì)于訓(xùn)練學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，理解?duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法等都是很幫助的,。

在學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出影響酶活性的因素后，可適當(dāng)結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際,，引導(dǎo)學(xué)生分析,、討論一些與之相關(guān)的生活常識(shí)。如可提問(wèn)：“持續(xù)高燒不退或嚴(yán)重腹瀉有時(shí)甚至?xí)＜叭说纳?，學(xué)生知道其中的原因嗎,？”

人的正常體溫是37℃，體溫升高到38℃,，雖然體溫只是升高了1℃,，但人已感覺(jué)非常沒(méi)有精神，如果升高到39℃甚至40℃以上,，而且持續(xù)高燒,，就會(huì)出現(xiàn)一系列嚴(yán)重的反應(yīng),，如昏睡、昏迷,、驚厥,、甚至危及生命，這是為什么呢,？原來(lái),，酶作為生物催化劑，其催化活性受到很多因素的影響,，如溫度,、ph值、有機(jī)溶劑,、重金屬離子,、酶濃度、酶的激活劑,、抑制劑等等,，而酶的活性受上述因素的影響是非常敏感的，影響因素發(fā)生很小的變化的,，酶活性就會(huì)發(fā)生很大的改變,。人體中酶的最適溫度一般為37℃，當(dāng)人體體溫高于或低于這個(gè)溫度時(shí),，機(jī)體中酶活性就會(huì)大大降低,，細(xì)胞內(nèi)的各種生物化學(xué)反應(yīng)不能正常進(jìn)行了。

霍亂是一種烈性傳染病,，為霍亂弧菌所致,，曾在世界上引起多次大流行，死亡率甚高,?；魜y弧菌通過(guò)人的腸粘膜并大量繁殖，同時(shí)產(chǎn)生腸毒素引起劇烈腹瀉造成迅速而嚴(yán)重的脫水,，血容量明顯減少,，因而出現(xiàn)微循環(huán)衰竭，使細(xì)胞得不到鉀,、鈉,、鈣、氯離子,，導(dǎo)致肌肉痙攣,；細(xì)胞得不到碳酸氫根離子而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ph值發(fā)生較大的改變，酶活性即相應(yīng)大大降低,，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)代謝性酸中毒,，最終病人腎功能衰竭,，休克、死亡,。人體大量出汗,、腹瀉都要相應(yīng)地補(bǔ)充水就是這個(gè)道理；嬰幼兒自身調(diào)節(jié)能力差,，嬰幼兒腹瀉常常引起嚴(yán)重后果,，就是這個(gè)道理。

或者問(wèn)：“當(dāng)人誤食了含有重金屬的食物或農(nóng)藥后,，有一種應(yīng)急措施,，就是趕緊給病人大量喝牛奶或豆?jié){，學(xué)生知道這是為什么嗎,？”

酶活性除了與溫度,、ph有關(guān)外，還受有機(jī)溶劑,、重金屬離子等的影響。有機(jī)溶劑與重金屬離子影響酶活性的主要原因是有機(jī)溶劑和重金屬離子與酶蛋白上的某些化學(xué)基團(tuán)結(jié)合,，使酶的活性完全喪失,，這也是人誤食了有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥或含重金屬離子的食物中毒甚至死亡的原因,。

牛奶和豆?jié){中含有大量的蛋白質(zhì),，這些蛋白質(zhì)可以和重金屬或有機(jī)物結(jié)合，而使這些金屬離子和有機(jī)物發(fā)生沉淀,。當(dāng)人誤食了含重金屬的食品或農(nóng)藥后,，大量飲用牛奶或豆?jié){可使這些有毒物質(zhì)沉淀下來(lái)不被消化道吸收，從而也就避免了這些有毒物質(zhì)與人體中正常的酶接觸的機(jī)會(huì),，而保護(hù)了這些酶的活性,。當(dāng)然，這只是應(yīng)急措施,，還要去醫(yī)院洗胃并進(jìn)行進(jìn)一步的治療,。

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酶的新陳代謝篇三

教學(xué)目標(biāo)?

知識(shí)方面

1、使學(xué)生理解新陳代謝的概念及其本質(zhì)

2,、使學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,；初步理解酶的概念、酶的特性,、影響酶活性的因素

3,、使學(xué)生理解酶在生物新陳代謝中的作用

能力方面

在引導(dǎo)學(xué)生分析生物新陳代謝概念，探究酶的特性,，探究影響酶活性因素的過(guò)程中,，初步訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力,，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能力及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，,。

情感,、態(tài)度、價(jià)值觀方面

通過(guò)讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,，使學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)研究中的作用地位,；通過(guò)討論酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用,，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物科學(xué)技術(shù)與社會(huì)生產(chǎn),、生活的關(guān)系；體會(huì)科學(xué),、技術(shù),、社會(huì)之間相互促進(jìn)的關(guān)系，進(jìn)而體會(huì)研究生命科學(xué)價(jià)值的教育,。

教學(xué)建議

1,、酶的發(fā)現(xiàn)

教材簡(jiǎn)單介紹酶的發(fā)現(xiàn)歷史，從1783年意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼設(shè)計(jì)的巧妙實(shí)驗(yàn)到20世紀(jì)80年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)少數(shù)的酶是rna,，使學(xué)生對(duì)酶的研究歷史中的一些重大發(fā)現(xiàn)有了一個(gè)大致了解,。

2、酶的特性

酶的特性主要是通過(guò)安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn),，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn),，發(fā)現(xiàn)酶的三個(gè)特性，這樣的編排方式符合學(xué)生由感性到理性的認(rèn)知規(guī)律,，有利于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程?,，并且有利于培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。酶的高效性特點(diǎn),，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)五,、肝臟內(nèi)的過(guò)氧化氫酶比無(wú)機(jī)催化劑的催化效率》切入；酶的專一性的特點(diǎn),，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)六,、探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖水解的作用》切入；

3,、影響酶活性的因素

本節(jié)教材主要講述酶的催化作用需要適宜的條件,，通過(guò)《實(shí)驗(yàn)七、探索影響淀粉酶活性的條件（選做）》切入,。

本節(jié)內(nèi)容的最后,，安排了課外讀“造福人類的酶工程”，以開(kāi)闊學(xué)生的視野,，同時(shí)又有助于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本節(jié)基礎(chǔ)知識(shí)的理解,，使學(xué)生體會(huì)科學(xué),、技術(shù)在改變?nèi)祟惿钯|(zhì)量中的作用。

教法建議

1,、使學(xué)生在理解細(xì)胞水平上的新陳代謝概念及其本質(zhì)是本節(jié)的重點(diǎn)與難點(diǎn)

新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱,，這是在細(xì)胞水平上對(duì)新陳代謝的描述。其實(shí)學(xué)生已不是第一次接觸新陳代謝的概念,，在初中生物課和高中生物課緒論中,，學(xué)習(xí)已接觸到諸如同化作用、異化作用及其關(guān)系等與新陳代謝有關(guān)的知識(shí),，但那是在生物個(gè)體水平對(duì)新陳代謝下的定義,。本章的新陳代謝內(nèi)容是對(duì)以往知識(shí)的深化和展開(kāi)，教學(xué)教師要有意識(shí)地從細(xì)胞和分子水平引導(dǎo)學(xué)生分析出生物體是如何自我更新的,，合成與分解是如何進(jìn)行的,，及其二者的關(guān)系，從而使學(xué)生更深刻地理解什么是生命,。

例如,，為使學(xué)生理解"新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱"這句話，教師可結(jié)合前一章細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的相關(guān)知識(shí),，引導(dǎo)學(xué)生分析活細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng),，如發(fā)生在線粒體內(nèi)的糖的氧化放能的化學(xué)過(guò)程；發(fā)生在葉綠體中的水和二氧化碳合成為有機(jī)物的化學(xué)過(guò)程,；發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過(guò)程等,，使學(xué)生對(duì)"新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱"這句話有一個(gè)感性認(rèn)識(shí),。

2,、使學(xué)生理解酶的概念是本節(jié)的重點(diǎn)。在本節(jié)教學(xué)中如何組織學(xué)生完成酶具有專一性的實(shí)驗(yàn)并實(shí)施有效的討論是本節(jié)的難點(diǎn),。

生命體隨時(shí)隨刻發(fā)生著數(shù)量巨大的生物化學(xué)反應(yīng),，同時(shí)又是一個(gè)穩(wěn)定的，開(kāi)放的系統(tǒng),。細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)不可能在高溫,、高壓、強(qiáng)酸,、強(qiáng)堿等條件下進(jìn)行,，而必須在常溫、常壓,、水溶液環(huán)境下能快速,、有序地進(jìn)行的，這就要盡可能地降低化學(xué)反應(yīng)能閾,，這是新陳代謝為什么離不開(kāi)生物催化劑,，即酶的原因,。

酶的概念和酶的發(fā)現(xiàn)可結(jié)合一起在讓學(xué)生討論，這樣可讓學(xué)生充分體會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用,。酶的特性這部分內(nèi)容,，可先組織學(xué)生依次完成實(shí)驗(yàn)，然后再由學(xué)生來(lái)討論和總結(jié),。

在引導(dǎo)學(xué)生分析酶的特性時(shí),，引導(dǎo)學(xué)生與蛋白質(zhì)的多樣性聯(lián)系起來(lái)，可使學(xué)生易于理解酶的催化作用的專一注必定意味著酶的多樣性,，而且蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)的多樣性和酶的專一性催化關(guān)系密切,。

3、使學(xué)生理解酶具有高效性,、專一性和需要適宜條件是本節(jié)的重點(diǎn),，如何組織學(xué)生完成影響酶活性因素的選做實(shí)驗(yàn)并分析、討論實(shí)驗(yàn)是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn),。

在組織學(xué)生操作,、分析、討論《實(shí)驗(yàn)七,、探索影響淀粉酶活性的條件（選做）》基礎(chǔ)上,，引導(dǎo)學(xué)生分析兩個(gè)坐標(biāo)曲線圖，讓學(xué)生概括酶的催化作用需要適宜的溫度和ph,。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

【課題】 第一節(jié)?

【教學(xué)重點(diǎn)】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念,、酶的特性、影響酶活性的因素,、酶在生物新陳代謝中的作用

【教學(xué)難點(diǎn)?】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念,、酶在生物新陳代謝中的作用

【課時(shí)安排】1課時(shí)

【教學(xué)手段】板圖、多媒體課件,、實(shí)驗(yàn)

【教學(xué)過(guò)程?】

1,、引入新陳代謝的概念及本質(zhì)

（1）學(xué)生在初中生物學(xué)課本、高中緒論課的學(xué)習(xí)或通過(guò)各種媒體的介紹,，對(duì)新陳代謝已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí),，首先，教師應(yīng)了解學(xué)生對(duì)新陳代謝是如何理解的,。為此教師可設(shè)計(jì)一些問(wèn)題,，引導(dǎo)學(xué)生以自身為例，剖析生命是如何維持的,，以此引入本節(jié)的學(xué)習(xí),，如：

①人體的腦細(xì)胞是通過(guò)什么途徑獲得營(yíng)養(yǎng)？腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過(guò)什么途徑排出體外的？

②進(jìn)入腦細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是如何被利用的,？

③學(xué)生如何理解同化作用,、異化作用，物質(zhì)代謝,、能量代謝,，它們之間有何關(guān)系？

④想一想,，人體的身體有哪些系統(tǒng)參與了新陳代謝過(guò)程,，各是如何參與的等等？

（2）學(xué)生一般只能從生物個(gè)體,、器官或系統(tǒng)水平上,，說(shuō)明生物體與外界環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換，在此基礎(chǔ)上,，教師應(yīng)把討論引向微觀水平,，即細(xì)胞和分子水平的代謝過(guò)程。如可以設(shè)問(wèn)：

①你吃下的肉類蛋白質(zhì),，通過(guò)什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì),？

②你吃下的淀粉類食物，通過(guò)什么途徑為你提供能量,？等等

通過(guò)分析,、討論，使學(xué)生理解：細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的維持,，需要不斷地合成與分解,，不斷地處于自我更新的狀態(tài)，而這種自我更新的過(guò)程完全依賴于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng),，從而在細(xì)胞水平理解新陳代謝的本質(zhì),，即“新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱”。

2,、酶的概念,、特性及其生理功能

在學(xué)生理解新陳代謝的本質(zhì)后,，可以利用學(xué)生已有的化學(xué)知識(shí),，分析出無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所需的條件一般是很激烈的，再讓學(xué)生分析出生物體細(xì)胞生存的條件是很溫和的,，可以提問(wèn),，如：

（1）細(xì)胞生存的條件是很溫和的，那么細(xì)胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學(xué)反應(yīng)如何在常溫,、常壓,、水溶液環(huán)境、ph接近中性的條件下，迅速高效的進(jìn)行呢,？

（2）在化學(xué)反應(yīng)中有沒(méi)有提高化學(xué)反應(yīng)的方法呢,？

這樣可順利地引出活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑，即酶,。

3,、酶的發(fā)現(xiàn)史

這部分的教學(xué)，教師可讓學(xué)生自己閱讀,，也可發(fā)給學(xué)生相應(yīng)的補(bǔ)充資料,，尤其是某種酶的研究過(guò)程方面的資料，目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過(guò)程,、方法有一個(gè)較為全面的了解,，讓學(xué)生切身體會(huì)到生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究對(duì)生物學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要作用。

學(xué)生閱讀后,，可提問(wèn)：酶都是蛋白質(zhì)嗎,？并做一定的說(shuō)明。

酶是活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有催化能力的一類特殊的蛋白質(zhì),。酶是細(xì)胞中促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度的催化劑?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的酶約有3000種以上。它們分別存在于各種細(xì)胞中,，催化細(xì)胞生長(zhǎng)代謝過(guò)程中各種不同的化學(xué)反應(yīng),，使生物化學(xué)反應(yīng)在常溫、常壓,、水溶液等溫和的條件下就可順利進(jìn)行,。

很多年來(lái)，人們一直認(rèn)為所有的酶都是蛋白質(zhì),。然而生物學(xué)家的實(shí)驗(yàn)證明：rna也可以是高活性的酶,。早在1982年，發(fā)現(xiàn)原生動(dòng)物四膜蟲的26s rrna前體在沒(méi)有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行內(nèi)含子的自我拼接,，最終形成l19rna,。當(dāng)時(shí)因?yàn)橹皇橇私馑羞@種自我催化的活性，沒(méi)有把它與酶等同看待,。

1983年atman和pace分別報(bào)導(dǎo)了在rna前體加工過(guò)程起催化作用的酶是由20%蛋白質(zhì)和80%rna組成的,。如果除去蛋白質(zhì)部分，并提高鎂離子的濃度,，則留下的rna具有與全酶相同的催化活性,，這是說(shuō)明rna具有酶活性的第一例證。

“酶不都是蛋白質(zhì)”,，這一科學(xué)事實(shí)再一次有力地證明了實(shí)驗(yàn)在科學(xué)發(fā)展中所起到的舉足輕重的作用,，同時(shí)也讓我們看到，科學(xué)是發(fā)展的，探索是無(wú)止境的,，而真理是相對(duì)的,，現(xiàn)在的科學(xué)事實(shí)可能在今后會(huì)被修正，甚至推翻,。

另外,，酶、激素,、維生素之間的區(qū)別值得一提,，學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中容易把這些物質(zhì)和它們的作用搞混?？删透咧猩飳W(xué)水平做一簡(jiǎn)單比較：

酶

激素

維生素

從化學(xué)本質(zhì)上看

蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)（如生長(zhǎng)素,、胰島素等）、固醇類脂類物質(zhì)（如性激素）

多種多樣,，一般為小分子有機(jī)物,。 如維生素d是固醇類物質(zhì)；維生素a是脂類物質(zhì)（萜類）,；維生素c是抗壞血酸（葡萄糖的衍生物）等等,。

從生理功能看

可提高生物體生物化學(xué)反應(yīng)的速度，是一種生物催化劑,。

激素又稱“化學(xué)信使”,，是特定細(xì)胞合成的，能使生物體發(fā)生一定反應(yīng)的有機(jī)分子,。它的作用力很強(qiáng),，很低的濃度就能引起很強(qiáng)的反應(yīng)，但在細(xì)胞中不能積累,，很快就會(huì)被破壞,。

維生素常常與酶結(jié)合，是較復(fù)雜酶的組成成分之一,。天然食物中含量極少,，但這些極微小的量對(duì)人體的生長(zhǎng)和健康是必需的，人體一般不能合成它們或合成量不足,，必須從食物中攝取,。

可把酶的發(fā)現(xiàn)史與酶的特性這兩部分教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，這樣可使學(xué)生用實(shí)驗(yàn)方法探索酶的特性順理成章,。

4,、酶的特性

在進(jìn)行酶的特性教學(xué)時(shí),，教師可提問(wèn)：

酶作為生物催化劑,，與無(wú)機(jī)催化劑相比，有何特點(diǎn)?

為解決這個(gè)問(wèn)題，教師可演示有關(guān)實(shí)驗(yàn),，也可安排相應(yīng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn),，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，分析得出結(jié)論,，即酶的高效性,、專一性與多樣性特性。

（1）酶的高效特性實(shí)驗(yàn),，實(shí)驗(yàn)前有必要簡(jiǎn)單介紹兩項(xiàng)內(nèi)容：

一是過(guò)氧化氫這種物質(zhì),，它是動(dòng)植物在代謝中產(chǎn)生的，對(duì)機(jī)體有毒害作用,。生物體可通過(guò)過(guò)氧化氫酶,，催化過(guò)氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。無(wú)機(jī)催化劑三價(jià)鐵離子也可催化這一反應(yīng),；二是本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟,。

實(shí)驗(yàn)后，讓學(xué)生討論得出過(guò)氧化氫酶的催化效率高于鐵離子的結(jié)論,，在此基礎(chǔ)上,，教師可列舉其他實(shí)例，概括酶的高效性,。教師還應(yīng)強(qiáng)調(diào)正是由于酶的存在及其高效性,，所以許多代謝反應(yīng)在體外很難發(fā)生，在體內(nèi)卻可迅速進(jìn)行,。

（2）酶的專一性特性

實(shí)驗(yàn)前可提問(wèn)：“食物中的淀粉和蔗糖同屬糖類,，唾液淀粉酶能否消化水解這兩種物質(zhì)?”

本實(shí)驗(yàn)所涉及的顏色反應(yīng)要在實(shí)驗(yàn)前跟學(xué)生說(shuō)明清楚。淀粉水解成的麥芽糖和蔗糖水解成的葡萄糖,、果糖在煮沸的條件下,，與斐林試劑反應(yīng)會(huì)有磚紅色沉淀物質(zhì)產(chǎn)生，淀粉和蔗糖與斐林試劑無(wú)此反應(yīng),。因此,，斐林試劑可以用來(lái)鑒定淀粉和蔗糖溶液中是否有麥芽糖和葡萄糖及果糖，進(jìn)而推測(cè)淀粉和蔗糖是否被水解,。

在此基礎(chǔ)上,，教師通過(guò)進(jìn)一步實(shí)例說(shuō)明酶的專一性是酶普遍具有的特性；

（3）酶的多樣性原理,，可在學(xué)生理解酶的專一性原理基礎(chǔ)上,，結(jié)合蛋白質(zhì)的多樣性讓學(xué)生分析得出。

5,、影響酶活性的因素

有條件的學(xué)校,，應(yīng)盡量讓學(xué)生做《實(shí)驗(yàn)七,、探索影響淀粉酶活性的條件》，這對(duì)于訓(xùn)練學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，理解?duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法等都是很幫助的,。

在學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出影響酶活性的因素后，可適當(dāng)結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際,，引導(dǎo)學(xué)生分析,、討論一些與之相關(guān)的生活常識(shí)。如可提問(wèn)：“持續(xù)高燒不退或嚴(yán)重腹瀉有時(shí)甚至?xí)＜叭说纳?，學(xué)生知道其中的原因嗎,？”

人的正常體溫是37℃，體溫升高到38℃,，雖然體溫只是升高了1℃,，但人已感覺(jué)非常沒(méi)有精神，如果升高到39℃甚至40℃以上,，而且持續(xù)高燒,，就會(huì)出現(xiàn)一系列嚴(yán)重的反應(yīng),，如昏睡,、昏迷,、驚厥、甚至危及生命,，這是為什么呢,？原來(lái)，酶作為生物催化劑,，其催化活性受到很多因素的影響,，如溫度、ph值,、有機(jī)溶劑,、重金屬離子、酶濃度,、酶的激活劑,、抑制劑等等，而酶的活性受上述因素的影響是非常敏感的,，影響因素發(fā)生很小的變化的,，酶活性就會(huì)發(fā)生很大的改變。人體中酶的最適溫度一般為37℃,，當(dāng)人體體溫高于或低于這個(gè)溫度時(shí),，機(jī)體中酶活性就會(huì)大大降低，細(xì)胞內(nèi)的各種生物化學(xué)反應(yīng)不能正常進(jìn)行了,。

霍亂是一種烈性傳染病,，為霍亂弧菌所致,，曾在世界上引起多次大流行，死亡率甚高,?；魜y弧菌通過(guò)人的腸粘膜并大量繁殖,，同時(shí)產(chǎn)生腸毒素引起劇烈腹瀉造成迅速而嚴(yán)重的脫水,，血容量明顯減少，因而出現(xiàn)微循環(huán)衰竭,，使細(xì)胞得不到鉀,、鈉、鈣,、氯離子,，導(dǎo)致肌肉痙攣；細(xì)胞得不到碳酸氫根離子而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ph值發(fā)生較大的改變,，酶活性即相應(yīng)大大降低,，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)代謝性酸中毒，最終病人腎功能衰竭,，休克,、死亡。人體大量出汗,、腹瀉都要相應(yīng)地補(bǔ)充水就是這個(gè)道理,；嬰幼兒自身調(diào)節(jié)能力差，嬰幼兒腹瀉常常引起嚴(yán)重后果,，就是這個(gè)道理,。

或者問(wèn)：“當(dāng)人誤食了含有重金屬的食物或農(nóng)藥后，有一種應(yīng)急措施,，就是趕緊給病人大量喝牛奶或豆?jié){,，學(xué)生知道這是為什么嗎？”

酶活性除了與溫度,、ph有關(guān)外,，還受有機(jī)溶劑、重金屬離子等的影響,。有機(jī)溶劑與重金屬離子影響酶活性的主要原因是有機(jī)溶劑和重金屬離子與酶蛋白上的某些化學(xué)基團(tuán)結(jié)合,，使酶的活性完全喪失，這也是人誤食了有機(jī)磷農(nóng)藥,、有機(jī)氯農(nóng)藥或含重金屬離子的食物中毒甚至死亡的原因,。

牛奶和豆?jié){中含有大量的蛋白質(zhì),，這些蛋白質(zhì)可以和重金屬或有機(jī)物結(jié)合,，而使這些金屬離子和有機(jī)物發(fā)生沉淀,。當(dāng)人誤食了含重金屬的食品或農(nóng)藥后，大量飲用牛奶或豆?jié){可使這些有毒物質(zhì)沉淀下來(lái)不被消化道吸收,，從而也就避免了這些有毒物質(zhì)與人體中正常的酶接觸的機(jī)會(huì)，而保護(hù)了這些酶的活性,。當(dāng)然，這只是應(yīng)急措施,，還要去醫(yī)院探究活動(dòng)

探究ph值對(duì)酶活性影響

【探究目的】

了解ph對(duì)酶活性的影響,、學(xué)習(xí)測(cè)定酶的最適ph的方法

【探究原理】

酶的活性受環(huán)境ph的影響極為顯著,。通常各種酶只有在一定的ph范圍內(nèi)才表現(xiàn)它的活性,。一種酶表現(xiàn)其催化活性最高時(shí)的ph值稱為該酶的最適ph。低于或高于最適ph時(shí),，酶的活性逐漸降低,。不同酶的最適ph值不同，例如,，胃蛋白酶的最適ph為1.5一2.5,，胰蛋白酶的最適ph為8等。

應(yīng)當(dāng)指出酶的最適ph受反應(yīng)物性質(zhì)和緩沖液性質(zhì)的影響,。例如,，唾液淀粉酶的最適ph約為6.8，但在磷酸緩沖液中,，其最適ph為6.4一6.6,，在醋酸緩沖液中則為5.6。

【材料和用具】

1,、0.3%氯化鈉的0.5%淀粉溶液（新鮮配制）

2,、稀釋200倍的新鮮唾液。

3,、0.1m檸檬酸溶液,。

4、0.2m磷酸氫二鈉溶液

5,、碘化鉀-碘溶液：將碘化鉀20克和碘10克溶解在100ml水中,，使用前稀釋10倍。???????????????????

【探究步驟】

取8個(gè)50毫升錐形瓶,，編號(hào),。按下表中的比例,，檸檬酸溶液，制備ph5.0一8.0的8種緩沖溶液,。

錐形瓶號(hào)

0.2m磷酸氫二鈉溶液（ml）

檸檬酸溶液(ml)

緩沖溶液ph值

1

5.15

4.85

5.0

2

5.80

4.20

5.6

3

6.31

3.69

6.0

4

6.92

3.08

6.4

5

7.72

2.28

6.8

6

8.69

1.33

7.2

7

9.36

0.64

7.6

8

9.72

0.28

8.0

取9支干燥的試管,，編號(hào)。將8個(gè)錐形瓶中不同ph的緩沖液各取3毫升,，分別加入相應(yīng)(l一8號(hào))的試管中,。然后，再向每個(gè)試管中添加0.5%淀扮溶液2毫升,。第9號(hào)試管與第5試管的內(nèi)容物相同,。

向第9號(hào)試管中加入稀釋200倍的唾液2毫升,，搖勻后放入37℃恒溫水浴中保溫,。每隔1分鐘由第9號(hào)試管中取出一滴混合液，置于白瓷板上,，加一滴碘化鉀-碘溶液,，檢驗(yàn)淀粉的水解度，待結(jié)果呈橙黃色時(shí),，取出試管,，記錄保溫時(shí)間。注意,，掌握第9號(hào)試管的水解程度是本實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵之一,。

以l分鐘的間隔，依次向第l至第8號(hào)試管中加入稀釋200倍的唾液2毫升,，搖勻,，并以1分鐘的間隔依次將8支試管放入37℃恒溫水浴中保溫。然后,，按照第9號(hào)試管的保溫時(shí)間,，依次將各管迅速取出，并立即加入碘化鉀-碘溶液2滴,，充分搖勻,。觀察各管呈現(xiàn)的顏色，判斷在不同ph值下淀粉被水解的程度,，可以看出ph對(duì)唾液淀粉酶活性的影響,，并確定其最適ph。

探究酶的激活劑及抑制劑

【探究目的】

學(xué)習(xí)檢定激活劑和抑制劑影晌酶反應(yīng)的方法和原理

【探究原理】

酶的活性常受某些物質(zhì)的影響,，有些物質(zhì)能使酶的活性增加,，稱為酶的激活劑；有些物質(zhì)能使酶的活性降低,，稱為酶的抑制劑,。例如,，氯化鈉為唾液淀粉酶的激活劑，硫酸銅為其抑制劑,。

很少量的激活劑或抑制劑就會(huì)影響酶的活性,，而且常有特異性。值得注意的是激活劑和抑制劑不是絕對(duì)的,，有些物質(zhì)在低濃度度時(shí)為某種酶的激活劑,，而在高濃度時(shí)則為該酶的抑制劑。例如,，氯化鈉達(dá)到1/3飽和度時(shí)就可抑制唾液淀粉酶的活性,。

【材料及用具】

1、l%淀粉溶液,。

2,、1%氯化鈉溶液,。

3,、碘化鉀-碘溶液：將碘化鉀20克和碘10克溶解在100ml水中，使用前稀釋10倍,。

4、稀釋100一200倍的新鮮唾液,。

5,、0.1%硫酸銅溶液。

【探究步驟】

取3支試管,，編號(hào),。向第l支試管中加入l%氯化鈉溶液l毫升,，向第2支試管中加入0.1%的硫酸銅溶液l毫升,，向第3支試管中加入蒸餾水l毫升作對(duì)照,。再向每支試管各加入0.l%淀粉溶液3毫升和稀釋的唾液l毫升,。搖勻各管內(nèi)容物,，一齊放入37℃恒溫水浴中保溫,，10一15分鐘后取出。冷后，各滴入2一3滴碘化鉀-碘溶液,，混勻。觀察比較3支試管顏色的深淺。

如果激活劑或抑制劑的作用不明顯,，主要原因可能是唾液淀粉酶活性不夠高，可以適當(dāng)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間或者降低唾液稀釋倍數(shù),，然后再繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。

探究酶的專一性

【探究目的】

本實(shí)驗(yàn)以唾液淀粉酶和蔗糖酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用為例,，說(shuō)明酶的特異性。

【材料用具】

1,、2%蔗糖溶液：蔗糖是典型的非還原糖,，若商品蔗糖中還原糖含量超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn),，則呈現(xiàn)還原性，這種蔗糖不能使用,。所以,，實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行檢查。本實(shí)驗(yàn)用的蔗糖至少應(yīng)是分析純的試劑,。

2,、0.3%氯化鈉的l%淀粉溶液（新鮮配制）

3、稀釋200倍的新鮮唾液。

4,、蔗糖酶溶液：取干酵母100克，置于乳缽內(nèi),，添加適量蒸餾水及少量石英砂,。用力研磨提取約l小時(shí)，再加蒸餾水,，使總體積約為500毫升,，過(guò)濾。將濾液保存于冰箱內(nèi)備用,。

5,、本尼迪克特(benedict)試劑： 將硫酸銅17.3克溶解于100毫升熱蒸餾水中。冷卻后,，稀釋至150毫升,。取檸檬酸鈉173克及碳酸鈉(na2co3.h2o)100克，加水600毫升,，加熱使之溶解,，冷后，稀釋至850毫升,。最后，把硫酸銅溶液緩緩傾入檸檬酸鈉-碳酸鈉溶液中,?；靹蚝螅眉?xì)口瓶貯存,。此試劑可長(zhǎng)時(shí)間保存,。

【探究步驟】

1、淀粉酶的特異性實(shí)驗(yàn)

取2支試管,，各加入本尼迪克特(benedict)試劑2毫升,，再分別加入l%淀粉溶液或2%蔗糖溶液各4滴?；旌暇鶆蚝?，放在沸水浴中煮2一3分鐘,。觀察有無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生，純凈的淀粉和蔗糖不呈陽(yáng)性反應(yīng),。

再取3支試管,，每管各加入稀釋200倍的新鮮唾液l毫升。再分別加入l%淀粉溶液或2%蔗糖溶液各3毫升,?；靹颍湃?7℃恒溫水浴中保溫,，15分鐘后取出,。各加本尼迪克特試劑2毫升，搖勻,，放在沸水浴中煮2一3分鐘,。觀察有無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生。

新鮮唾液的稀釋倍數(shù),，一般為200倍,。但是，由于不同人或同一人不同時(shí)間采收的唾液內(nèi)淀粉酶的活性并不相同,，有時(shí)差別很大,，稀釋倍數(shù)可以是50一300倍，甚至超出此范圍,。因此,，應(yīng)事先確定稀釋倍數(shù)。另外,，要注意除去唾液里的氣泡,，避免稀釋倍數(shù)不準(zhǔn)確面影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。稀釋好的新鮮唾液用濾紙過(guò)濾后待用,。

2,、蔗糖酶的特異性實(shí)驗(yàn)

取2支試管，各加入蔗糖酶溶液l毫升,，再分別加入l%淀粉溶液3毫升或2%蔗糖溶液3毫升,。搖勻，放入37℃恒溫水浴中保溫,，10分鐘后取出,，各加入本尼迪克特試劑2毫升，混勻后放入沸水浴中煮2一3分鐘,。觀察有無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生,。

再取l支試管，加入蔗糖酶l毫升和蒸餾水3毫升,，混勻,，加入本尼迪克特試劑2毫升,，搖勻，在沸水浴中煮2一3分鐘,?？梢杂^察到試管內(nèi)溶液呈現(xiàn)輕度陽(yáng)性反應(yīng)，這是由于蔗糖酶溶液本身含有少量還原性雜質(zhì)的緣故,。因此,，用此管作為對(duì)照，即可解釋上述用淀粉作底物的試管內(nèi)呈現(xiàn)輕度陽(yáng)性反應(yīng)的原因,。

探究溫度對(duì)酶活性的影響

【探究目的】

通過(guò)檢驗(yàn)不同溫度下唾液淀粉酶和脲酶的活性,，了解溫度對(duì)酶活性的影響。

【探究原理】

酶的催化作用受溫度的影響很大,，一方面與一般化學(xué)反應(yīng)一樣,，提高溫度可以增加酶促反應(yīng)的速度。通常溫度每升高10℃,，反應(yīng)速度加快一倍左右,，最后反應(yīng)速度達(dá)到最大值。另一方面酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),，溫度過(guò)高可引起蛋白質(zhì)變性,，導(dǎo)致酶的失活。因此,，反應(yīng)速度達(dá)到最大值以后,，隨著溫度的升高，反應(yīng)速度反而逐漸下降,，以至完全停止反應(yīng),。反應(yīng)速度達(dá)到最大值時(shí)的溫度稱為某種酶作用的最適溫度。高于或低于最適溫度時(shí),，反應(yīng)速度逐漸降低,。大多數(shù)動(dòng)物酶的最通溫度為37℃一40℃，植物酶的最適溫度為50℃一60℃,。但是,，一種酶的最適溫度不是完全固定的，它與作用的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān),，反應(yīng)時(shí)間增長(zhǎng)時(shí)，最適溫度向數(shù)值較低的方向移動(dòng),。通常測(cè)定酶的活性時(shí),，在酶反應(yīng)的最適溫度下進(jìn)行。為了維持反應(yīng)過(guò)程中溫度的恒定,，一般利用恒溫水浴等恒溫裝置,。

酶對(duì)溫度的穩(wěn)定性與其存在形式有關(guān),。已經(jīng)證明大多數(shù)酶在干燥的固體狀態(tài)下比較穩(wěn)定，能在室溫下保存數(shù)月以至一年,。溶液中的酶,，一般不如固體的酶穩(wěn)定，而且容易為微生物污染,，通常很難長(zhǎng)期保存而不夾失其活性,，在高溫的情況下，更不穩(wěn)定,。

【材料和用具】

1,、0.3%氯化鈉的0.2%的淀粉溶液。

2,、稀釋200倍的唾液,。

3、碘化鉀-碘溶液：將碘化鉀20克和碘10克溶解在100ml水中,，使用前稀釋10倍,。

4、1%尿素溶液,。

5,、脲酶提取液：取黃豆粉6克，加30%乙醇250毫升,，振蕩10分鐘,，過(guò)濾?？杀４鎙一2星期,。

6、奈斯勒(nessler)試劑：稱取5克碘化鉀,，溶于5毫升蒸餾水中,，加人飽和氯化汞溶液(100毫升約溶解5.7克氯化汞)，并不斷攪拌,。直至產(chǎn)生的朱紅沉淀不再溶解時(shí),，再加40毫升50%氫氧化鈉溶液，稀釋至100毫升,，混勻,，靜置過(guò)夜，傾出清液存于棕色瓶中,。

奈斯勒試劑是含有大量汞鹽的強(qiáng)堿性溶液,，所以，它是具有腐蝕性的劇毒試劑,。實(shí)驗(yàn)時(shí)必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,，謹(jǐn)防中毒,。此外，實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的玻璃儀器等一切器皿必須潔凈,，以除去能抑制酶活性的雜質(zhì),。因此，用奈斯勒試劑作完實(shí)驗(yàn)后,，必須將它所污染的試管等一切器皿充分洗干凈,。

【探究步驟】

1、溫度對(duì)唾液淀粉酶活性的影響.

唾液淀粉酶可將淀粉逐步水解成各種不同大小分子的糊精及麥芽糖,。它們遇碘各呈不同的顏色,。直鏈淀粉(即可溶性淀粉)遇碘呈藍(lán)色；糊精按分子從大到小的順序,，遇碘可呈藍(lán)色,、紫色、暗褐色和紅色,，最小的糊精和麥芽糖遇碘不呈現(xiàn)顏色,。由于在不同溫度下唾液淀粉酶的活性高低不同，則淀粉被水解的程度不同,，所以,，可由酶反應(yīng)混合物遇碘所呈現(xiàn)的顏色來(lái)判斷。

取3支試管,，編號(hào)后各加入淀粉溶液2毫升,。將第l、2號(hào)試管放入37℃恒溫水浴中保溫,，第3號(hào)試管放入冰水中冷卻,，5分鐘后，向第l號(hào)試管中加人煮沸5一15分鐘的稀釋唾液l毫升,；向第2,、3號(hào)試管加稀釋唾液各l毫升。搖勻,，20分鐘后取出3支試管,，各加碘化鉀-碘溶液2滴，混勻,，比較各管溶液的顏色,。判斷淀粉被唾液酶水解的程度，井說(shuō)明溫度對(duì)唾液酶活性的影響,。

2,、溫度對(duì)脲酶活性的影晌

脲酶能催化尿素水解生成氨和二氧化碳，氨可與奈斯勒試劑作用生成橙紅色化合物,。由顏色深淺,，可斷定反應(yīng)進(jìn)行的程度。

各取4支試管,，編號(hào),。向每支試管中，各加人脲酶提取液l毫升,。將第l號(hào)試管放在冰水里冷卻,，第2號(hào)試管在室溫下放置，第3號(hào)試管在50℃恒溫水浴中保溫,，第4號(hào)試管在沸水浴中,。5分鐘后向4支試管中各加人l%尿素溶液l毫升?；靹?，10分鐘后取出4支試管，將第3,、4號(hào)試管用流動(dòng)的自來(lái)水冷卻至室溫,。然后，向4支試管中各加奈斯勒試劑5滴,，搖勻,。觀察比較各試管顏色深淺，并說(shuō)明溫度對(duì)脲酶活性的影響,。

洗胃并進(jìn)行進(jìn)一步的治療,。

酶的新陳代謝篇四

教學(xué)目標(biāo)?

知識(shí)方面

1、使學(xué)生理解新陳代謝的概念及其本質(zhì)

2,、使學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,；初步理解酶的概念、酶的特性,、影響酶活性的因素

3,、使學(xué)生理解酶在生物新陳代謝中的作用

能力方面

在引導(dǎo)學(xué)生分析生物新陳代謝概念，探究酶的特性,，探究影響酶活性因素的過(guò)程中,，初步訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能力及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力,，,。

情感、態(tài)度,、價(jià)值觀方面

通過(guò)讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,，使學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)研究中的作用地位；通過(guò)討論酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用,，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物科學(xué)技術(shù)與社會(huì)生產(chǎn),、生活的關(guān)系；體會(huì)科學(xué),、技術(shù),、社會(huì)之間相互促進(jìn)的關(guān)系，進(jìn)而體會(huì)研究生命科學(xué)價(jià)值的教育,。

教學(xué)建議

1,、酶的發(fā)現(xiàn)

教材簡(jiǎn)單介紹酶的發(fā)現(xiàn)歷史，從1783年意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼設(shè)計(jì)的巧妙實(shí)驗(yàn)到20世紀(jì)80年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)少數(shù)的酶是rna,，使學(xué)生對(duì)酶的研究歷史中的一些重大發(fā)現(xiàn)有了一個(gè)大致了解,。

2、酶的特性

酶的特性主要是通過(guò)安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn),，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn),，發(fā)現(xiàn)酶的三個(gè)特性，這樣的編排方式符合學(xué)生由感性到理性的認(rèn)知規(guī)律,，有利于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程?,，并且有利于培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。酶的高效性特點(diǎn),，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)五,、肝臟內(nèi)的過(guò)氧化氫酶比無(wú)機(jī)催化劑的催化效率》切入；酶的專一性的特點(diǎn),，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)六,、探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖水解的作用》切入；

3,、影響酶活性的因素

本節(jié)教材主要講述酶的催化作用需要適宜的條件,，通過(guò)《實(shí)驗(yàn)七、探索影響淀粉酶活性的條件（選做）》切入,。

本節(jié)內(nèi)容的最后,，安排了課外讀“造福人類的酶工程”，以開(kāi)闊學(xué)生的視野,，同時(shí)又有助于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本節(jié)基礎(chǔ)知識(shí)的理解,，使學(xué)生體會(huì)科學(xué)、技術(shù)在改變?nèi)祟惿钯|(zhì)量中的作用,。

教法建議

1,、使學(xué)生在理解細(xì)胞水平上的新陳代謝概念及其本質(zhì)是本節(jié)的重點(diǎn)與難點(diǎn)

新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱，這是在細(xì)胞水平上對(duì)新陳代謝的描述,。其實(shí)學(xué)生已不是第一次接觸新陳代謝的概念,，在初中生物課和高中生物課緒論中，學(xué)習(xí)已接觸到諸如同化作用、異化作用及其關(guān)系等與新陳代謝有關(guān)的知識(shí),，但那是在生物個(gè)體水平對(duì)新陳代謝下的定義,。本章的新陳代謝內(nèi)容是對(duì)以往知識(shí)的深化和展開(kāi)，教學(xué)教師要有意識(shí)地從細(xì)胞和分子水平引導(dǎo)學(xué)生分析出生物體是如何自我更新的,，合成與分解是如何進(jìn)行的,，及其二者的關(guān)系，從而使學(xué)生更深刻地理解什么是生命,。

例如，為使學(xué)生理解新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱這句話,，教師可結(jié)合前一章細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的相關(guān)知識(shí),，引導(dǎo)學(xué)生分析活細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)，如發(fā)生在線粒體內(nèi)的糖的氧化放能的化學(xué)過(guò)程,；發(fā)生在葉綠體中的水和二氧化碳合成為有機(jī)物的化學(xué)過(guò)程,；發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過(guò)程等，使學(xué)生對(duì)新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱這句話有一個(gè)感性認(rèn)識(shí),。

2、使學(xué)生理解酶的概念是本節(jié)的重點(diǎn)。在本節(jié)教學(xué)中如何組織學(xué)生完成酶具有專一性的實(shí)驗(yàn)并實(shí)施有效的討論是本節(jié)的難點(diǎn),。

生命體隨時(shí)隨刻發(fā)生著數(shù)量巨大的生物化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)又是一個(gè)穩(wěn)定的，開(kāi)放的系統(tǒng),。細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)不可能在高溫,、高壓、強(qiáng)酸,、強(qiáng)堿等條件下進(jìn)行，而必須在常溫,、常壓、水溶液環(huán)境下能快速,、有序地進(jìn)行的，這就要盡可能地降低化學(xué)反應(yīng)能閾,，這是新陳代謝為什么離不開(kāi)生物催化劑，即酶的原因,。

酶的概念和酶的發(fā)現(xiàn)可結(jié)合一起在讓學(xué)生討論,，這樣可讓學(xué)生充分體會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用,。酶的特性這部分內(nèi)容，可先組織學(xué)生依次完成實(shí)驗(yàn),，然后再由學(xué)生來(lái)討論和總結(jié),。

在引導(dǎo)學(xué)生分析酶的特性時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生與蛋白質(zhì)的多樣性聯(lián)系起來(lái),，可使學(xué)生易于理解酶的催化作用的專一注必定意味著酶的多樣性,，而且蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)的多樣性和酶的專一性催化關(guān)系密切。

3,、使學(xué)生理解酶具有高效性,、專一性和需要適宜條件是本節(jié)的重點(diǎn)，如何組織學(xué)生完成影響酶活性因素的選做實(shí)驗(yàn)并分析,、討論實(shí)驗(yàn)是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn),。

在組織學(xué)生操作、分析,、討論《實(shí)驗(yàn)七,、探索影響淀粉酶活性的條件（選做）》基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生分析兩個(gè)坐標(biāo)曲線圖,，讓學(xué)生概括酶的催化作用需要適宜的溫度和ph,。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

【課題】 第一節(jié)? 新陳代謝與酶

【教學(xué)重點(diǎn)】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念、酶的特性,、影響酶活性的因素,、酶在生物新陳代謝中的作用

【教學(xué)難點(diǎn)?】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念、酶在生物新陳代謝中的作用

【課時(shí)安排】1課時(shí)

【教學(xué)手段】板圖,、多媒體課件,、實(shí)驗(yàn)

【教學(xué)過(guò)程?】

1、引入新陳代謝的概念及本質(zhì)

（1）學(xué)生在初中生物學(xué)課本,、高中緒論課的學(xué)習(xí)或通過(guò)各種媒體的介紹，對(duì)新陳代謝已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí),，首先,，教師應(yīng)了解學(xué)生對(duì)新陳代謝是如何理解的。為此教師可設(shè)計(jì)一些問(wèn)題,，引導(dǎo)學(xué)生以自身為例,，剖析生命是如何維持的，以此引入本節(jié)的學(xué)習(xí),，如：

①人體的腦細(xì)胞是通過(guò)什么途徑獲得營(yíng)養(yǎng),？腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過(guò)什么途徑排出體外的？

②進(jìn)入腦細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是如何被利用的,？

③學(xué)生如何理解同化作用,、異化作用,，物質(zhì)代謝、能量代謝,，它們之間有何關(guān)系,？

④想一想，人體的身體有哪些系統(tǒng)參與了新陳代謝過(guò)程,，各是如何參與的等等,？

（2）學(xué)生一般只能從生物個(gè)體、器官或系統(tǒng)水平上,，說(shuō)明生物體與外界環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換,，在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)把討論引向微觀水平,，即細(xì)胞和分子水平的代謝過(guò)程,。如可以設(shè)問(wèn)：

①你吃下的肉類蛋白質(zhì)，通過(guò)什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì),？

②你吃下的淀粉類食物,，通過(guò)什么途徑為你提供能量？等等

通過(guò)分析,、討論,，使學(xué)生理解：細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的維持，需要不斷地合成與分解,，不斷地處于自我更新的狀態(tài),，而這種自我更新的過(guò)程完全依賴于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)，從而在細(xì)胞水平理解新陳代謝的本質(zhì),，即“新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱”,。

2、酶的概念,、特性及其生理功能

在學(xué)生理解新陳代謝的本質(zhì)后,，可以利用學(xué)生已有的化學(xué)知識(shí)，分析出無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所需的條件一般是很激烈的,，再讓學(xué)生分析出生物體細(xì)胞生存的條件是很溫和的,，可以提問(wèn)，如：

（1）細(xì)胞生存的條件是很溫和的,，那么細(xì)胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學(xué)反應(yīng)如何在常溫,、常壓、水溶液環(huán)境,、ph接近中性的條件下,，迅速高效的進(jìn)行呢？

（2）在化學(xué)反應(yīng)中有沒(méi)有提高化學(xué)反應(yīng)的方法呢？

這樣可順利地引出活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑,，即酶,。

3、酶的發(fā)現(xiàn)史

這部分的教學(xué),，教師可讓學(xué)生自己閱讀,，也可發(fā)給學(xué)生相應(yīng)的補(bǔ)充資料，尤其是某種酶的研究過(guò)程方面的資料,，目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過(guò)程,、方法有一個(gè)較為全面的了解，讓學(xué)生切身體會(huì)到生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究對(duì)生物學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要作用,。

學(xué)生閱讀后,，可提問(wèn)：酶都是蛋白質(zhì)嗎？并做一定的說(shuō)明,。

酶是活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有催化能力的一類特殊的蛋白質(zhì),。酶是細(xì)胞中促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度的催化劑。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的酶約有3000種以上,。它們分別存在于各種細(xì)胞中,，催化細(xì)胞生長(zhǎng)代謝過(guò)程中各種不同的化學(xué)反應(yīng)，使生物化學(xué)反應(yīng)在常溫,、常壓,、水溶液等溫和的條件下就可順利進(jìn)行。

很多年來(lái),，人們一直認(rèn)為所有的酶都是蛋白質(zhì),。然而生物學(xué)家的實(shí)驗(yàn)證明：rna也可以是高活性的酶。早在1982年,，發(fā)現(xiàn)原生動(dòng)物四膜蟲的26s rrna前體在沒(méi)有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行內(nèi)含子的自我拼接,，最終形成l19rna。當(dāng)時(shí)因?yàn)橹皇橇私馑羞@種自我催化的活性,，沒(méi)有把它與酶等同看待,。

1983年atman和pace分別報(bào)導(dǎo)了在rna前體加工過(guò)程起催化作用的酶是由20%蛋白質(zhì)和80%rna組成的。如果除去蛋白質(zhì)部分,，并提高鎂離子的濃度,，則留下的rna具有與全酶相同的催化活性，這是說(shuō)明rna具有酶活性的第一例證,。

“酶不都是蛋白質(zhì)”，這一科學(xué)事實(shí)再一次有力地證明了實(shí)驗(yàn)在科學(xué)發(fā)展中所起到的舉足輕重的作用,，同時(shí)也讓我們看到,，科學(xué)是發(fā)展的，探索是無(wú)止境的，而真理是相對(duì)的,，現(xiàn)在的科學(xué)事實(shí)可能在今后會(huì)被修正,，甚至推翻。

另外,，酶,、激素、維生素之間的區(qū)別值得一提,，學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中容易把這些物質(zhì)和它們的作用搞混,。可就高中生物學(xué)水平做一簡(jiǎn)單比較：

酶

激素

維生素

從化學(xué)本質(zhì)上看

蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)（如生長(zhǎng)素,、胰島素等）,、固醇類脂類物質(zhì)（如性激素）

多種多樣，一般為小分子有機(jī)物,。 如維生素d是固醇類物質(zhì),；維生素a是脂類物質(zhì)（萜類）；維生素c是抗壞血酸（葡萄糖的衍生物）等等,。

從生理功能看

可提高生物體生物化學(xué)反應(yīng)的速度,，是一種生物催化劑。

激素又稱“化學(xué)信使”,，是特定細(xì)胞合成的,，能使生物體發(fā)生一定反應(yīng)的有機(jī)分子。它的作用力很強(qiáng),，很低的濃度就能引起很強(qiáng)的反應(yīng),，但在細(xì)胞中不能積累，很快就會(huì)被破壞,。

維生素常常與酶結(jié)合,，是較復(fù)雜酶的組成成分之一。天然食物中含量極少,，但這些極微小的量對(duì)人體的生長(zhǎng)和健康是必需的,，人體一般不能合成它們或合成量不足，必須從食物中攝取,。

可把酶的發(fā)現(xiàn)史與酶的特性這兩部分教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來(lái),，這樣可使學(xué)生用實(shí)驗(yàn)方法探索酶的特性順理成章。

4,、酶的特性

在進(jìn)行酶的特性教學(xué)時(shí),，教師可提問(wèn)：

酶作為生物催化劑，與無(wú)機(jī)催化劑相比,，有何特點(diǎn)?

為解決這個(gè)問(wèn)題,，教師可演示有關(guān)實(shí)驗(yàn)，也可安排相應(yīng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,，分析得出結(jié)論,，即酶的高效性、專一性與多樣性特性,。

（1）酶的高效特性實(shí)驗(yàn),，實(shí)驗(yàn)前有必要簡(jiǎn)單介紹兩項(xiàng)內(nèi)容：

一是過(guò)氧化氫這種物質(zhì)，它是動(dòng)植物在代謝中產(chǎn)生的,，對(duì)機(jī)體有毒害作用,。生物體可通過(guò)過(guò)氧化氫酶，催化過(guò)氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒,。無(wú)機(jī)催化劑三價(jià)鐵離子也可催化這一反應(yīng),；二是本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟。

實(shí)驗(yàn)后,，讓學(xué)生討論得出過(guò)氧化氫酶的催化效率高于鐵離子的結(jié)論,，在此基礎(chǔ)上，教師可列舉其他實(shí)例,，概括酶的高效性,。教師還應(yīng)強(qiáng)調(diào)正是由于酶的存在及其高效性，所以許多代謝反應(yīng)在體外很難發(fā)生，在體內(nèi)卻可迅速進(jìn)行。

（2）酶的專一性特性

實(shí)驗(yàn)前可提問(wèn)：“食物中的淀粉和蔗糖同屬糖類,，唾液淀粉酶能否消化水解這兩種物質(zhì)?”

本實(shí)驗(yàn)所涉及的顏色反應(yīng)要在實(shí)驗(yàn)前跟學(xué)生說(shuō)明清楚。淀粉水解成的麥芽糖和蔗糖水解成的葡萄糖,、果糖在煮沸的條件下，與斐林試劑反應(yīng)會(huì)有磚紅色沉淀物質(zhì)產(chǎn)生,，淀粉和蔗糖與斐林試劑無(wú)此反應(yīng),。因此，斐林試劑可以用來(lái)鑒定淀粉和蔗糖溶液中是否有麥芽糖和葡萄糖及果糖,，進(jìn)而推測(cè)淀粉和蔗糖是否被水解,。

在此基礎(chǔ)上，教師通過(guò)進(jìn)一步實(shí)例說(shuō)明酶的專一性是酶普遍具有的特性,；

（3）酶的多樣性原理,，可在學(xué)生理解酶的專一性原理基礎(chǔ)上，結(jié)合蛋白質(zhì)的多樣性讓學(xué)生分析得出,。

5,、影響酶活性的因素

有條件的學(xué)校，應(yīng)盡量讓學(xué)生做《實(shí)驗(yàn)七,、探索影響淀粉酶活性的條件》,，這對(duì)于訓(xùn)練學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，理解?duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法等都是很幫助的。

在學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出影響酶活性的因素后,，可適當(dāng)結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生分析,、討論一些與之相關(guān)的生活常識(shí),。如可提問(wèn)：“持續(xù)高燒不退或嚴(yán)重腹瀉有時(shí)甚至?xí)＜叭说纳瑢W(xué)生知道其中的原因嗎,？”

人的正常體溫是37℃,，體溫升高到38℃，雖然體溫只是升高了1℃,，但人已感覺(jué)非常沒(méi)有精神,，如果升高到39℃甚至40℃以上，而且持續(xù)高燒,，就會(huì)出現(xiàn)一系列嚴(yán)重的反應(yīng),，如昏睡、昏迷,、驚厥,、甚至危及生命，這是為什么呢,？原來(lái),，酶作為生物催化劑，其催化活性受到很多因素的影響,，如溫度,、ph值、有機(jī)溶劑,、重金屬離子,、酶濃度、酶的激活劑,、抑制劑等等,，而酶的活性受上述因素的影響是非常敏感的，影響因素發(fā)生很小的變化的,，酶活性就會(huì)發(fā)生很大的改變,。人體中酶的最適溫度一般為37℃，當(dāng)人體體溫高于或低于這個(gè)溫度時(shí),，機(jī)體中酶活性就會(huì)大大降低,，細(xì)胞內(nèi)的各種生物化學(xué)反應(yīng)不能正常進(jìn)行了。

霍亂是一種烈性傳染病,，為霍亂弧菌所致,，曾在世界上引起多次大流行,，死亡率甚高?；魜y弧菌通過(guò)人的腸粘膜并大量繁殖,，同時(shí)產(chǎn)生腸毒素引起劇烈腹瀉造成迅速而嚴(yán)重的脫水，血容量明顯減少,，因而出現(xiàn)微循環(huán)衰竭,，使細(xì)胞得不到鉀、鈉,、鈣,、氯離子，導(dǎo)致肌肉痙攣,；細(xì)胞得不到碳酸氫根離子而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ph值發(fā)生較大的改變,，酶活性即相應(yīng)大大降低，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)代謝性酸中毒,，最終病人腎功能衰竭,，休克、死亡,。人體大量出汗,、腹瀉都要相應(yīng)地補(bǔ)充水就是這個(gè)道理；嬰幼兒自身調(diào)節(jié)能力差,，嬰幼兒腹瀉常常引起嚴(yán)重后果,，就是這個(gè)道理。

或者問(wèn)：“當(dāng)人誤食了含有重金屬的食物或農(nóng)藥后,，有一種應(yīng)急措施,，就是趕緊給病人大量喝牛奶或豆?jié){，學(xué)生知道這是為什么嗎,？”

酶活性除了與溫度,、ph有關(guān)外，還受有機(jī)溶劑,、重金屬離子等的影響,。有機(jī)溶劑與重金屬離子影響酶活性的主要原因是有機(jī)溶劑和重金屬離子與酶蛋白上的某些化學(xué)基團(tuán)結(jié)合，使酶的活性完全喪失,，這也是人誤食了有機(jī)磷農(nóng)藥,、有機(jī)氯農(nóng)藥或含重金屬離子的食物中毒甚至死亡的原因。

牛奶和豆?jié){中含有大量的蛋白質(zhì),，這些蛋白質(zhì)可以和重金屬或有機(jī)物結(jié)合,，而使這些金屬離子和有機(jī)物發(fā)生沉淀。當(dāng)人誤食了含重金屬的食品或農(nóng)藥后,，大量飲用牛奶或豆?jié){可使這些有毒物質(zhì)沉淀下來(lái)不被消化道吸收,，從而也就避免了這些有毒物質(zhì)與人體中正常的酶接觸的機(jī)會(huì),，而保護(hù)了這些酶的活性。當(dāng)然,，這只是應(yīng)急措施,，還要去醫(yī)院探究活動(dòng)

探究ph值對(duì)酶活性影響

【探究目的】

了解ph對(duì)酶活性的影響、學(xué)習(xí)測(cè)定酶的最適ph的方法

【探究原理】

酶的活性受環(huán)境ph的影響極為顯著,。通常各種酶只有在一定的ph范圍內(nèi)才表現(xiàn)它的活性,。一種酶表現(xiàn)其催化活性最高時(shí)的ph值稱為該酶的最適ph。低于或高于最適ph時(shí),，酶的活性逐漸降低。不同酶的最適ph值不同,，例如,，胃蛋白酶的最適ph為1.5一2.5，胰蛋白酶的最適ph為8等,。

應(yīng)當(dāng)指出酶的最適ph受反應(yīng)物性質(zhì)和緩沖液性質(zhì)的影響,。例如，唾液淀粉酶的最適ph約為6.8,，但在磷酸緩沖液中,，其最適ph為6.4一6.6，在醋酸緩沖液中則為5.6,。

【材料和用具】

1,、0.3%氯化鈉的0.5%淀粉溶液（新鮮配制）

2、稀釋200倍的新鮮唾液,。

3,、0.1m檸檬酸溶液。

4,、0.2m磷酸氫二鈉溶液

5,、碘化鉀-碘溶液：將碘化鉀20克和碘10克溶解在100ml水中，使用前稀釋10倍,。???????????????????

【探究步驟】

取8個(gè)50毫升錐形瓶,，編號(hào)。按下表中的比例,，檸檬酸溶液,，制備ph5.0一8.0的8種緩沖溶液。

錐形瓶號(hào)

0.2m磷酸氫二鈉溶液（ml）

檸檬酸溶液(ml)

緩沖溶液ph值

1

5.15

4.85

5.0

2

5.80

4.20

5.6

3

6.31

3.69

6.0

4

6.92

3.08

6.4

5

7.72

2.28

6.8

6

8.69

1.33

7.2

7

9.36

0.64

7.6

8

9.72

0.28

8.0

取9支干燥的試管,，編號(hào),。將8個(gè)錐形瓶中不同ph的緩沖液各取3毫升，分別加入相應(yīng)(l一8號(hào))的試管中,。然后,，再向每個(gè)試管中添加0.5%淀扮溶液2毫升,。第9號(hào)試管與第5試管的內(nèi)容物相同。

向第9號(hào)試管中加入稀釋200倍的唾液2毫升,，搖勻后放入37℃恒溫水浴中保溫,。每隔1分鐘由第9號(hào)試管中取出一滴混合液，置于白瓷板上,，加一滴碘化鉀-碘溶液,，檢驗(yàn)淀粉的水解度，待結(jié)果呈橙黃色時(shí),，取出試管,，記錄保溫時(shí)間。注意,，掌握第9號(hào)試管的水解程度是本實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵之一,。

以l分鐘的間隔，依次向第l至第8號(hào)試管中加入稀釋200倍的唾液2毫升,，搖勻,，并以1分鐘的間隔依次將8支試管放入37℃恒溫水浴中保溫。然后,，按照第9號(hào)試管的保溫時(shí)間,，依次將各管迅速取出，并立即加入碘化鉀-碘溶液2滴,，充分搖勻,。觀察各管呈現(xiàn)的顏色，判斷在不同ph值下淀粉被水解的程度,，可以看出ph對(duì)唾液淀粉酶活性的影響,，并確定其最適ph。

探究酶的激活劑及抑制劑

【探究目的】

學(xué)習(xí)檢定激活劑和抑制劑影晌酶反應(yīng)的方法和原理

【探究原理】

酶的活性常受某些物質(zhì)的影響,，有些物質(zhì)能使酶的活性增加,，稱為酶的激活劑；有些物質(zhì)能使酶的活性降低,，稱為酶的抑制劑,。例如，氯化鈉為唾液淀粉酶的激活劑,，硫酸銅為其抑制劑,。

很少量的激活劑或抑制劑就會(huì)影響酶的活性，而且常有特異性,。值得注意的是激活劑和抑制劑不是絕對(duì)的,，有些物質(zhì)在低濃度度時(shí)為某種酶的激活劑，而在高濃度時(shí)則為該酶的抑制劑,。例如,，氯化鈉達(dá)到1/3飽和度時(shí)就可抑制唾液淀粉酶的活性,。

【材料及用具】

1、l%淀粉溶液,。

2,、1%氯化鈉溶液。

3,、碘化鉀-碘溶液：將碘化鉀20克和碘10克溶解在100ml水中,，使用前稀釋10倍。

4,、稀釋100一200倍的新鮮唾液,。

5、0.1%硫酸銅溶液,。

【探究步驟】

取3支試管,，編號(hào)。向第l支試管中加入l%氯化鈉溶液l毫升,，向第2支試管中加入0.1%的硫酸銅溶液l毫升，向第3支試管中加入蒸餾水l毫升作對(duì)照,。再向每支試管各加入0.l%淀粉溶液3毫升和稀釋的唾液l毫升,。搖勻各管內(nèi)容物，一齊放入37℃恒溫水浴中保溫,，10一15分鐘后取出,。冷后，各滴入2一3滴碘化鉀-碘溶液,，混勻,。觀察比較3支試管顏色的深淺。

如果激活劑或抑制劑的作用不明顯,，主要原因可能是唾液淀粉酶活性不夠高,，可以適當(dāng)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間或者降低唾液稀釋倍數(shù)，然后再繼續(xù)實(shí)驗(yàn),。

探究酶的專一性

【探究目的】

本實(shí)驗(yàn)以唾液淀粉酶和蔗糖酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用為例,，說(shuō)明酶的特異性。

【材料用具】

1,、2%蔗糖溶液：蔗糖是典型的非還原糖,，若商品蔗糖中還原糖含量超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)，則呈現(xiàn)還原性,，這種蔗糖不能使用,。所以，實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行檢查,。本實(shí)驗(yàn)用的蔗糖至少應(yīng)是分析純的試劑,。

2,、0.3%氯化鈉的l%淀粉溶液（新鮮配制）

3、稀釋200倍的新鮮唾液,。

4,、蔗糖酶溶液：取干酵母100克，置于乳缽內(nèi),，添加適量蒸餾水及少量石英砂,。用力研磨提取約l小時(shí)，再加蒸餾水,，使總體積約為500毫升,，過(guò)濾。將濾液保存于冰箱內(nèi)備用,。

5,、本尼迪克特(benedict)試劑： 將硫酸銅17.3克溶解于100毫升熱蒸餾水中。冷卻后,，稀釋至150毫升,。取檸檬酸鈉173克及碳酸鈉(na2co3.h2o)100克，加水600毫升,，加熱使之溶解,，冷后，稀釋至850毫升,。最后,，把硫酸銅溶液緩緩傾入檸檬酸鈉-碳酸鈉溶液中?；靹蚝?，用細(xì)口瓶貯存。此試劑可長(zhǎng)時(shí)間保存,。

【探究步驟】

1,、淀粉酶的特異性實(shí)驗(yàn)

取2支試管，各加入本尼迪克特(benedict)試劑2毫升,，再分別加入l%淀粉溶液或2%蔗糖溶液各4滴,。混合均勻后,，放在沸水浴中煮2一3分鐘,。觀察有無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生，純凈的淀粉和蔗糖不呈陽(yáng)性反應(yīng),。

再取3支試管,，每管各加入稀釋200倍的新鮮唾液l毫升。再分別加入l%淀粉溶液或2%蔗糖溶液各3毫升?；靹?，放入37℃恒溫水浴中保溫，15分鐘后取出,。各加本尼迪克特試劑2毫升,，搖勻，放在沸水浴中煮2一3分鐘,。觀察有無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生,。

新鮮唾液的稀釋倍數(shù)，一般為200倍,。但是,，由于不同人或同一人不同時(shí)間采收的唾液內(nèi)淀粉酶的活性并不相同，有時(shí)差別很大,，稀釋倍數(shù)可以是50一300倍,，甚至超出此范圍。因此,，應(yīng)事先確定稀釋倍數(shù),。另外，要注意除去唾液里的氣泡,，避免稀釋倍數(shù)不準(zhǔn)確面影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,。稀釋好的新鮮唾液用濾紙過(guò)濾后待用。

2,、蔗糖酶的特異性實(shí)驗(yàn)

取2支試管，各加入蔗糖酶溶液l毫升,，再分別加入l%淀粉溶液3毫升或2%蔗糖溶液3毫升,。搖勻，放入37℃恒溫水浴中保溫,，10分鐘后取出,，各加入本尼迪克特試劑2毫升，混勻后放入沸水浴中煮2一3分鐘,。觀察有無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生,。

再取l支試管，加入蔗糖酶l毫升和蒸餾水3毫升,，混勻,，加入本尼迪克特試劑2毫升，搖勻,，在沸水浴中煮2一3分鐘,。可以觀察到試管內(nèi)溶液呈現(xiàn)輕度陽(yáng)性反應(yīng)，這是由于蔗糖酶溶液本身含有少量還原性雜質(zhì)的緣故,。因此,，用此管作為對(duì)照，即可解釋上述用淀粉作底物的試管內(nèi)呈現(xiàn)輕度陽(yáng)性反應(yīng)的原因,。

探究溫度對(duì)酶活性的影響

【探究目的】

通過(guò)檢驗(yàn)不同溫度下唾液淀粉酶和脲酶的活性,，了解溫度對(duì)酶活性的影響。

【探究原理】

酶的催化作用受溫度的影響很大,，一方面與一般化學(xué)反應(yīng)一樣,，提高溫度可以增加酶促反應(yīng)的速度。通常溫度每升高10℃,，反應(yīng)速度加快一倍左右,，最后反應(yīng)速度達(dá)到最大值。另一方面酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),，溫度過(guò)高可引起蛋白質(zhì)變性,，導(dǎo)致酶的失活。因此,，反應(yīng)速度達(dá)到最大值以后,，隨著溫度的升高，反應(yīng)速度反而逐漸下降,，以至完全停止反應(yīng),。反應(yīng)速度達(dá)到最大值時(shí)的溫度稱為某種酶作用的最適溫度。高于或低于最適溫度時(shí),，反應(yīng)速度逐漸降低,。大多數(shù)動(dòng)物酶的最通溫度為37℃一40℃，植物酶的最適溫度為50℃一60℃,。但是,，一種酶的最適溫度不是完全固定的，它與作用的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān),，反應(yīng)時(shí)間增長(zhǎng)時(shí),，最適溫度向數(shù)值較低的方向移動(dòng)。通常測(cè)定酶的活性時(shí),，在酶反應(yīng)的最適溫度下進(jìn)行,。為了維持反應(yīng)過(guò)程中溫度的恒定，一般利用恒溫水浴等恒溫裝置,。

酶對(duì)溫度的穩(wěn)定性與其存在形式有關(guān),。已經(jīng)證明大多數(shù)酶在干燥的固體狀態(tài)下比較穩(wěn)定，能在室溫下保存數(shù)月以至一年,。溶液中的酶,，一般不如固體的酶穩(wěn)定,，而且容易為微生物污染，通常很難長(zhǎng)期保存而不夾失其活性,，在高溫的情況下,，更不穩(wěn)定。

【材料和用具】

1,、0.3%氯化鈉的0.2%的淀粉溶液,。

2、稀釋200倍的唾液,。

3,、碘化鉀-碘溶液：將碘化鉀20克和碘10克溶解在100ml水中，使用前稀釋10倍,。

4,、1%尿素溶液。

5,、脲酶提取液：取黃豆粉6克,，加30%乙醇250毫升，振蕩10分鐘,，過(guò)濾,。可保存l一2星期,。

6,、奈斯勒(nessler)試劑：稱取5克碘化鉀，溶于5毫升蒸餾水中,，加人飽和氯化汞溶液(100毫升約溶解5.7克氯化汞),，并不斷攪拌。直至產(chǎn)生的朱紅沉淀不再溶解時(shí),，再加40毫升50%氫氧化鈉溶液,，稀釋至100毫升，混勻,，靜置過(guò)夜,，傾出清液存于棕色瓶中,。

奈斯勒試劑是含有大量汞鹽的強(qiáng)堿性溶液,，所以，它是具有腐蝕性的劇毒試劑,。實(shí)驗(yàn)時(shí)必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,，謹(jǐn)防中毒。此外,，實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的玻璃儀器等一切器皿必須潔凈,，以除去能抑制酶活性的雜質(zhì)。因此，用奈斯勒試劑作完實(shí)驗(yàn)后,，必須將它所污染的試管等一切器皿充分洗干凈,。

【探究步驟】

1、溫度對(duì)唾液淀粉酶活性的影響.

唾液淀粉酶可將淀粉逐步水解成各種不同大小分子的糊精及麥芽糖,。它們遇碘各呈不同的顏色,。直鏈淀粉(即可溶性淀粉)遇碘呈藍(lán)色；糊精按分子從大到小的順序,，遇碘可呈藍(lán)色,、紫色、暗褐色和紅色,，最小的糊精和麥芽糖遇碘不呈現(xiàn)顏色,。由于在不同溫度下唾液淀粉酶的活性高低不同，則淀粉被水解的程度不同,，所以,，可由酶反應(yīng)混合物遇碘所呈現(xiàn)的顏色來(lái)判斷。

取3支試管,，編號(hào)后各加入淀粉溶液2毫升,。將第l、2號(hào)試管放入37℃恒溫水浴中保溫,，第3號(hào)試管放入冰水中冷卻,，5分鐘后，向第l號(hào)試管中加人煮沸5一15分鐘的稀釋唾液l毫升,；向第2,、3號(hào)試管加稀釋唾液各l毫升。搖勻,，20分鐘后取出3支試管,，各加碘化鉀-碘溶液2滴，混勻,，比較各管溶液的顏色,。判斷淀粉被唾液酶水解的程度，井說(shuō)明溫度對(duì)唾液酶活性的影響,。

2,、溫度對(duì)脲酶活性的影晌

脲酶能催化尿素水解生成氨和二氧化碳，氨可與奈斯勒試劑作用生成橙紅色化合物,。由顏色深淺,，可斷定反應(yīng)進(jìn)行的程度。

各取4支試管,，編號(hào),。向每支試管中,，各加人脲酶提取液l毫升。將第l號(hào)試管放在冰水里冷卻,，第2號(hào)試管在室溫下放置,，第3號(hào)試管在50℃恒溫水浴中保溫，第4號(hào)試管在沸水浴中,。5分鐘后向4支試管中各加人l%尿素溶液l毫升,。混勻,，10分鐘后取出4支試管,，將第3、4號(hào)試管用流動(dòng)的自來(lái)水冷卻至室溫,。然后,，向4支試管中各加奈斯勒試劑5滴，搖勻,。觀察比較各試管顏色深淺,，并說(shuō)明溫度對(duì)脲酶活性的影響。

洗胃并進(jìn)行進(jìn)一步的治療,。

酶的新陳代謝篇五

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)方面

1,、使學(xué)生理解新陳代謝的概念及其本質(zhì)

2、使學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,；初步理解酶的概念,、酶的特性、影響酶活性的因素

3,、使學(xué)生理解酶在生物新陳代謝中的作用

能力方面

在引導(dǎo)學(xué)生分析生物新陳代謝概念,，探究酶的特性，探究影響酶活性因素的過(guò)程中,，初步訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力,，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能力及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，,。

情感,、態(tài)度、價(jià)值觀方面

通過(guò)讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,，使學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)研究中的作用地位,；通過(guò)討論酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用,，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物科學(xué)技術(shù)與社會(huì)生產(chǎn),、生活的關(guān)系,；體會(huì)科學(xué),、技術(shù),、社會(huì)之間相互促進(jìn)的關(guān)系，進(jìn)而體會(huì)研究生命科學(xué)價(jià)值的教育,。

教學(xué)建議

教材分析

1,、酶的發(fā)現(xiàn)

教材簡(jiǎn)單介紹酶的發(fā)現(xiàn)歷史，從1783年意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼設(shè)計(jì)的巧妙實(shí)驗(yàn)到20世紀(jì)80年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)少數(shù)的酶是rna,，使學(xué)生對(duì)酶的研究歷史中的一些重大發(fā)現(xiàn)有了一個(gè)大致了解,。

2、酶的特性

酶的特性主要是通過(guò)安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn),，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn),，發(fā)現(xiàn)酶的三個(gè)特性，這樣的編排方式符合學(xué)生由感性到理性的認(rèn)知規(guī)律,，有利于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程,，并且有利于培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。酶的高效性特點(diǎn),，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)五,、肝臟內(nèi)的過(guò)氧化氫酶比無(wú)機(jī)催化劑的催化效率》切入；酶的專一性的特點(diǎn),，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)六,、探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖水解的作用》切入；

3,、影響酶活性的因素

本節(jié)教材主要講述酶的催化作用需要適宜的條件,，通過(guò)《實(shí)驗(yàn)七、探索影響淀粉酶活性的條件（選做）》切入,。

本節(jié)內(nèi)容的最后,，安排了課外讀“造福人類的酶工程”，以開(kāi)闊學(xué)生的視野,，同時(shí)又有助于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本節(jié)基礎(chǔ)知識(shí)的理解,，使學(xué)生體會(huì)科學(xué)、技術(shù)在改變?nèi)祟惿钯|(zhì)量中的作用,。

教法建議

1,、使學(xué)生在理解細(xì)胞水平上的新陳代謝概念及其本質(zhì)是本節(jié)的重點(diǎn)與難點(diǎn)

新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱，這是在細(xì)胞水平上對(duì)新陳代謝的描述,。其實(shí)學(xué)生已不是第一次接觸新陳代謝的概念,，在初中生物課和高中生物課緒論中，學(xué)習(xí)已接觸到諸如同化作用,、異化作用及其關(guān)系等與新陳代謝有關(guān)的知識(shí),，但那是在生物個(gè)體水平對(duì)新陳代謝下的定義。本章的新陳代謝內(nèi)容是對(duì)以往知識(shí)的深化和展開(kāi),，教學(xué)教師要有意識(shí)地從細(xì)胞和分子水平引導(dǎo)學(xué)生分析出生物體是如何自我更新的,，合成與分解是如何進(jìn)行的,，及其二者的關(guān)系，從而使學(xué)生更深刻地理解什么是生命,。

例如,，為使學(xué)生理解"新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱"這句話，教師可結(jié)合前一章細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的相關(guān)知識(shí),，引導(dǎo)學(xué)生分析活細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng),，如發(fā)生在線粒體內(nèi)的糖的氧化放能的化學(xué)過(guò)程；發(fā)生在葉綠體中的水和二氧化碳合成為有機(jī)物的化學(xué)過(guò)程,；發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過(guò)程等,，使學(xué)生對(duì)"新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱"這句話有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。

2,、使學(xué)生理解酶的概念是本節(jié)的重點(diǎn),。在本節(jié)教學(xué)中如何組織學(xué)生完成酶具有專一性的實(shí)驗(yàn)并實(shí)施有效的討論是本節(jié)的難點(diǎn)。

生命體隨時(shí)隨刻發(fā)生著數(shù)量巨大的生物化學(xué)反應(yīng),，同時(shí)又是一個(gè)穩(wěn)定的,，開(kāi)放的系統(tǒng)。細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)不可能在高溫,、高壓,、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等條件下進(jìn)行,，而必須在常溫,、常壓、水溶液環(huán)境下能快速,、有序地進(jìn)行的,，這就要盡可能地降低化學(xué)反應(yīng)能閾，這是新陳代謝為什么離不開(kāi)生物催化劑,，即酶的原因,。

酶的概念和酶的發(fā)現(xiàn)可結(jié)合一起在讓學(xué)生討論，這樣可讓學(xué)生充分體會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用,。酶的特性這部分內(nèi)容,，可先組織學(xué)生依次完成實(shí)驗(yàn)，然后再由學(xué)生來(lái)討論和總結(jié),。

在引導(dǎo)學(xué)生分析酶的特性時(shí),，引導(dǎo)學(xué)生與蛋白質(zhì)的多樣性聯(lián)系起來(lái)，可使學(xué)生易于理解酶的催化作用的專一注必定意味著酶的多樣性,，而且蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)的多樣性和酶的專一性催化關(guān)系密切,。

3、使學(xué)生理解酶具有高效性、專一性和需要適宜條件是本節(jié)的重點(diǎn),，如何組織學(xué)生完成影響酶活性因素的選做實(shí)驗(yàn)并分析,、討論實(shí)驗(yàn)是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。

在組織學(xué)生操作,、分析、討論《實(shí)驗(yàn)七,、探索影響淀粉酶活性的條件（選做）》基礎(chǔ)上,，引導(dǎo)學(xué)生分析兩個(gè)坐標(biāo)曲線圖，讓學(xué)生概括酶的催化作用需要適宜的溫度和ph,。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

【課題】 第一節(jié)? 新陳代謝與酶

【教學(xué)重點(diǎn)】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念,、酶的特性、影響酶活性的因素,、酶在生物新陳代謝中的作用

【教學(xué)難點(diǎn)】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念,、酶在生物新陳代謝中的作用

【課時(shí)安排】1課時(shí)

【教學(xué)手段】板圖、多媒體課件,、實(shí)驗(yàn)

【教學(xué)過(guò)程】

1,、引入新陳代謝的概念及本質(zhì)

（1）學(xué)生在初中生物學(xué)課本、高中緒論課的學(xué)習(xí)或通過(guò)各種媒體的介紹,，對(duì)新陳代謝已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí),，首先，教師應(yīng)了解學(xué)生對(duì)新陳代謝是如何理解的,。為此教師可設(shè)計(jì)一些問(wèn)題,，引導(dǎo)學(xué)生以自身為例，剖析生命是如何維持的,，以此引入本節(jié)的學(xué)習(xí),，如：

①人體的腦細(xì)胞是通過(guò)什么途徑獲得營(yíng)養(yǎng)？腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過(guò)什么途徑排出體外的,？

②進(jìn)入腦細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是如何被利用的,？

③學(xué)生如何理解同化作用、異化作用,，物質(zhì)代謝,、能量代謝，它們之間有何關(guān)系,？

④想一想,，人體的身體有哪些系統(tǒng)參與了新陳代謝過(guò)程，各是如何參與的等等,？

（2）學(xué)生一般只能從生物個(gè)體,、器官或系統(tǒng)水平上，說(shuō)明生物體與外界環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換,，在此基礎(chǔ)上,，教師應(yīng)把討論引向微觀水平,，即細(xì)胞和分子水平的代謝過(guò)程。如可以設(shè)問(wèn)：

①你吃下的肉類蛋白質(zhì),，通過(guò)什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì),？

②你吃下的淀粉類食物，通過(guò)什么途徑為你提供能量,？等等

通過(guò)分析,、討論，使學(xué)生理解：細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的維持,，需要不斷地合成與分解,，不斷地處于自我更新的狀態(tài)，而這種自我更新的過(guò)程完全依賴于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng),，從而在細(xì)胞水平理解新陳代謝的本質(zhì),，即“新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱”。

2,、酶的概念,、特性及其生理功能

在學(xué)生理解新陳代謝的本質(zhì)后，可以利用學(xué)生已有的化學(xué)知識(shí),，分析出無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所需的條件一般是很激烈的,，再讓學(xué)生分析出生物體細(xì)胞生存的條件是很溫和的，可以提問(wèn),，如：

（1）細(xì)胞生存的條件是很溫和的,，那么細(xì)胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學(xué)反應(yīng)如何在常溫、常壓,、水溶液環(huán)境,、ph接近中性的條件下，迅速高效的進(jìn)行呢,？

（2）在化學(xué)反應(yīng)中有沒(méi)有提高化學(xué)反應(yīng)的方法呢,？

這樣可順利地引出活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑，即酶,。

3,、酶的發(fā)現(xiàn)史

這部分的教學(xué)，教師可讓學(xué)生自己閱讀,，也可發(fā)給學(xué)生相應(yīng)的補(bǔ)充資料,，尤其是某種酶的研究過(guò)程方面的資料，目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過(guò)程,、方法有一個(gè)較為全面的了解,，讓學(xué)生切身體會(huì)到生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究對(duì)生物學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要作用。

學(xué)生閱讀后，可提問(wèn)：酶都是蛋白質(zhì)嗎,？并做一定的說(shuō)明,。

酶是活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有催化能力的一類特殊的蛋白質(zhì)。酶是細(xì)胞中促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度的催化劑?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的酶約有3000種以上,。它們分別存在于各種細(xì)胞中，催化細(xì)胞生長(zhǎng)代謝過(guò)程中各種不同的化學(xué)反應(yīng),，使生物化學(xué)反應(yīng)在常溫,、常壓、水溶液等溫和的條件下就可順利進(jìn)行,。

很多年來(lái),，人們一直認(rèn)為所有的酶都是蛋白質(zhì),。然而生物學(xué)家的實(shí)驗(yàn)證明：rna也可以是高活性的酶,。早在1982年，發(fā)現(xiàn)原生動(dòng)物四膜蟲的26s rrna前體在沒(méi)有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行內(nèi)含子的自我拼接,，最終形成l19rna,。當(dāng)時(shí)因?yàn)橹皇橇私馑羞@種自我催化的活性，沒(méi)有把它與酶等同看待,。

1983年atman和pace分別報(bào)導(dǎo)了在rna前體加工過(guò)程起催化作用的酶是由20%蛋白質(zhì)和80%rna組成的,。如果除去蛋白質(zhì)部分，并提高鎂離子的濃度,，則留下的rna具有與全酶相同的催化活性,，這是說(shuō)明rna具有酶活性的第一例證。

“酶不都是蛋白質(zhì)”,，這一科學(xué)事實(shí)再一次有力地證明了實(shí)驗(yàn)在科學(xué)發(fā)展中所起到的舉足輕重的作用,，同時(shí)也讓我們看到，科學(xué)是發(fā)展的,，探索是無(wú)止境的,，而真理是相對(duì)的，現(xiàn)在的科學(xué)事實(shí)可能在今后會(huì)被修正,，甚至*,。

另外，酶,、激素,、維生素之間的區(qū)別值得一提,，學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中容易把這些物質(zhì)和它們的作用搞混。可就高中生物學(xué)水平做一簡(jiǎn)單比較：

酶

激素

維生素

從化學(xué)本質(zhì)上看

蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)（如生長(zhǎng)素,、胰島素等）,、固醇類脂類物質(zhì)（如性激素）

多種多樣,，一般為小分子有機(jī)物,。 如維生素d是固醇類物質(zhì)；維生素a是脂類物質(zhì)（萜類）,；維生素c是抗壞血酸（葡萄糖的衍生物）等等,。

從生理功能看

可提高生物體生物化學(xué)反應(yīng)的速度，是一種生物催化劑,。

激素又稱“化學(xué)信使”,，是特定細(xì)胞合成的，能使生物體發(fā)生一定反應(yīng)的有機(jī)分子,。它的作用力很強(qiáng),，很低的濃度就能引起很強(qiáng)的反應(yīng)，但在細(xì)胞中不能積累,，很快就會(huì)被破壞,。

維生素常常與酶結(jié)合，是較復(fù)雜酶的組成成分之一,。天然食物中含量極少,，但這些極微小的量對(duì)人體的生長(zhǎng)和健康是必需的，人體一般不能合成它們或合成量不足,，必須從食物中攝取,。

可把酶的發(fā)現(xiàn)史與酶的特性這兩部分教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，這樣可使學(xué)生用實(shí)驗(yàn)方法探索酶的特性順理成章,。

4,、酶的特性

在進(jìn)行酶的特性教學(xué)時(shí)，教師可提問(wèn)：

酶作為生物催化劑,，與無(wú)機(jī)催化劑相比,，有何特點(diǎn)?

為解決這個(gè)問(wèn)題，教師可演示有關(guān)實(shí)驗(yàn),，也可安排相應(yīng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn),，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,，分析得出結(jié)論，即酶的高效性,、專一性與多樣性特性,。

（1）酶的高效特性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前有必要簡(jiǎn)單介紹兩項(xiàng)內(nèi)容：

一是過(guò)氧化氫這種物質(zhì),，它是動(dòng)植物在代謝中產(chǎn)生的,，對(duì)機(jī)體有毒害作用。生物體可通過(guò)過(guò)氧化氫酶,，催化過(guò)氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒,。無(wú)機(jī)催化劑三價(jià)鐵離子也可催化這一反應(yīng)；二是本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟,。

實(shí)驗(yàn)后,，讓學(xué)生討論得出過(guò)氧化氫酶的催化效率高于鐵離子的結(jié)論，在此基礎(chǔ)上,，教師可列舉其他實(shí)例,，概括酶的高效性。教師還應(yīng)強(qiáng)調(diào)正是由于酶的存在及其高效性,，所以許多代謝反應(yīng)在體外很難發(fā)生,，在體內(nèi)卻可迅速進(jìn)行,。

（2）酶的專一性特性

實(shí)驗(yàn)前可提問(wèn)：“食物中的淀粉和蔗糖同屬糖類,，唾液淀粉酶能否消化水解這兩種物質(zhì)?”

本實(shí)驗(yàn)所涉及的顏色反應(yīng)要在實(shí)驗(yàn)前跟學(xué)生說(shuō)明清楚。淀粉水解成的麥芽糖和蔗糖水解成的葡萄糖,、果糖在煮沸的條件下,，與斐林試劑反應(yīng)會(huì)有磚紅色沉淀物質(zhì)產(chǎn)生，淀粉和蔗糖與斐林試劑無(wú)此反應(yīng),。因此,，斐林試劑可以用來(lái)鑒定淀粉和蔗糖溶液中是否有麥芽糖和葡萄糖及果糖，進(jìn)而推測(cè)淀粉和蔗糖是否被水解,。

在此基礎(chǔ)上,，教師通過(guò)進(jìn)一步實(shí)例說(shuō)明酶的專一性是酶普遍具有的特性；

（3）酶的多樣性原理,，可在學(xué)生理解酶的專一性原理基礎(chǔ)上,，結(jié)合蛋白質(zhì)的多樣性讓學(xué)生分析得出。

5,、影響酶活性的因素

有條件的學(xué)校,，應(yīng)盡量讓學(xué)生做《實(shí)驗(yàn)七、探索影響淀粉酶活性的條件》,，這對(duì)于訓(xùn)練學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，理解?duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法等都是很幫助的,。

在學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出影響酶活性的因素后，可適當(dāng)結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際,，引導(dǎo)學(xué)生分析,、討論一些與之相關(guān)的生活常識(shí)。如可提問(wèn)：“持續(xù)高燒不退或嚴(yán)重腹瀉有時(shí)甚至?xí)＜叭说纳?，學(xué)生知道其中的原因嗎,？”

人的正常體溫是37℃，體溫升高到38℃,，雖然體溫只是升高了1℃,，但人已感覺(jué)非常沒(méi)有精神，如果升高到39℃甚至40℃以上,，而且持續(xù)高燒,，就會(huì)出現(xiàn)一系列嚴(yán)重的反應(yīng)，如昏睡,、昏迷,、驚厥、甚至危及生命,，這是為什么呢,？原來(lái)，酶作為生物催化劑,，其催化活性受到很多因素的影響,，如溫度、ph值,、有機(jī)溶劑,、重金屬離子、酶濃度,、酶的激活劑,、抑制劑等等，而酶的活性受上述因素的影響是非常敏感的,，影響因素發(fā)生很小的變化的,，酶活性就會(huì)發(fā)生很大的改變。人體中酶的最適溫度一般為37℃,，當(dāng)人體體溫高于或低于這個(gè)溫度時(shí),，機(jī)體中酶活性就會(huì)大大降低，細(xì)胞內(nèi)的各種生物化學(xué)反應(yīng)不能正常進(jìn)行了,。

霍亂是一種烈性傳染病,，為霍亂弧菌所致，曾在世界上引起多次大流行,，死亡率甚高,?；魜y弧菌通過(guò)人的腸粘膜并大量繁殖，同時(shí)產(chǎn)生腸毒素引起劇烈腹瀉造成迅速而嚴(yán)重的脫水,，血容量明顯減少,，因而出現(xiàn)微循環(huán)衰竭，使細(xì)胞得不到鉀,、鈉,、鈣、氯離子,，導(dǎo)致肌肉痙攣,；細(xì)胞得不到碳酸氫根離子而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ph值發(fā)生較大的改變，酶活性即相應(yīng)大大降低,，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)代謝性酸中毒,，最終病人腎功能衰竭，休克,、死亡,。人體大量出汗、腹瀉都要相應(yīng)地補(bǔ)充水就是這個(gè)道理,；嬰幼兒自身調(diào)節(jié)能力差,，嬰幼兒腹瀉常常引起嚴(yán)重后果，就是這個(gè)道理,。

或者問(wèn)：“當(dāng)人誤食了含有重金屬的食物或農(nóng)藥后,，有一種應(yīng)急措施，就是趕緊給病人大量喝牛奶或豆?jié){,，學(xué)生知道這是為什么嗎,？”

酶活性除了與溫度,、ph有關(guān)外,，還受有機(jī)溶劑、重金屬離子等的影響,。有機(jī)溶劑與重金屬離子影響酶活性的主要原因是有機(jī)溶劑和重金屬離子與酶蛋白上的某些化學(xué)基團(tuán)結(jié)合,，使酶的活性完全喪失，這也是人誤食了有機(jī)磷農(nóng)藥,、有機(jī)氯農(nóng)藥或含重金屬離子的食物中毒甚至死亡的原因,。

牛奶和豆?jié){中含有大量的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)可以和重金屬或有機(jī)物結(jié)合,，而使這些金屬離子和有機(jī)物發(fā)生沉淀,。當(dāng)人誤食了含重金屬的食品或農(nóng)藥后，大量飲用牛奶或豆?jié){可使這些有毒物質(zhì)沉淀下來(lái)不被消化道吸收,，從而也就避免了這些有毒物質(zhì)與人體中正常的酶接觸的機(jī)會(huì),，而保護(hù)了這些酶的活性,。當(dāng)然，這只是應(yīng)急措施,，還要去醫(yī)院洗胃并進(jìn)行進(jìn)一步的治療,。

探究活動(dòng)

探究ph值對(duì)酶活性影響

【探究目的】

了解ph對(duì)酶活性的影響、學(xué)習(xí)測(cè)定酶的最適ph的方法

【探究原理】

酶的活性受環(huán)境ph的影響極為顯著,。通常各種酶只有在一定的ph范圍內(nèi)才表現(xiàn)它的活性,。一種酶表現(xiàn)其催化活性時(shí)的ph值稱為該酶的最適ph。低于或高于最適ph時(shí),，酶的活性逐漸降低,。不同酶的最適ph值不同，例如,，胃蛋白酶的最適ph為1.5一2.5,，胰蛋白酶的最適ph為8等。

應(yīng)當(dāng)指出酶的最適ph受反應(yīng)物性質(zhì)和緩沖液性質(zhì)的影響,。例如,，唾液淀粉酶的最適ph約為6.8，但在磷酸緩沖液中,，其最適ph為6.4一6.6,，在醋酸緩沖液中則為5.6。

【材料和用具】

1,、0.3%氯化鈉的0.5%淀粉溶液（新鮮配制）

2,、稀釋200倍的新鮮唾液。

3,、0.1m檸檬酸溶液,。

4、0.2m磷酸氫二鈉溶液

5,、碘化鉀-碘溶液：將碘化鉀20克和碘10克溶解在100ml水中,，使用前稀釋10倍。???????????????????

【探究步驟】

取8個(gè)50毫升錐形瓶,，編號(hào),。按下表中的比例，檸檬酸溶液,，制備ph5.0一8.0的8種緩沖溶液,。

錐形瓶號(hào)

0.2m磷酸氫二鈉溶液（ml）

檸檬酸溶液(ml)

緩沖溶液ph值

1

5.15

4.85

5.0

2

5.80

4.20

5.6

3

6.31

3.69

6.0

4

6.92

3.08

6.4

5

7.72

2.28

6.8

6

8.69

1.33

7.2

7

9.36

0.64

7.6

8

9.72

0.28

8.0

取9支干燥的試管，編號(hào),。將8個(gè)錐形瓶中不同ph的緩沖液各取3毫升,，分別加入相應(yīng)(l一8號(hào))的試管中。然后,，再向每個(gè)試管中添加0.5%淀扮溶液2毫升,。第9號(hào)試管與第5試管的內(nèi)容物相同,。

向第9號(hào)試管中加入稀釋200倍的唾液2毫升，搖勻后放入37℃恒溫水浴中保溫,。每隔1分鐘由第9號(hào)試管中取出一滴混合液,，置于白瓷板上，加一滴碘化鉀-碘溶液,，檢驗(yàn)淀粉的水解度,，待結(jié)果呈橙黃色時(shí)，取出試管,，記錄保溫時(shí)間,。注意，掌握第9號(hào)試管的水解程度是本實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵之一,。

以l分鐘的間隔,，依次向第l至第8號(hào)試管中加入稀釋200倍的唾液2毫升，搖勻,，并以1分鐘的間隔依次將8支試管放入37℃恒溫水浴中保溫,。然后，按照第9號(hào)試管的保溫時(shí)間,，依次將各管迅速取出,，并立即加入碘化鉀-碘溶液2滴，充分搖勻,。觀察各管呈現(xiàn)的顏色,，判斷在不同ph值下淀粉被水解的程度，可以看出ph對(duì)唾液淀粉酶活性的影響,，并確定其最適ph,。

探究酶的激活劑及抑制劑

【探究目的】

學(xué)習(xí)檢定激活劑和抑制劑影晌酶反應(yīng)的方法和原理

【探究原理】

酶的活性常受某些物質(zhì)的影響，有些物質(zhì)能使酶的活性增加,，稱為酶的激活劑,；有些物質(zhì)能使酶的活性降低，稱為酶的抑制劑,。例如,，氯化鈉為唾液淀粉酶的激活劑，硫酸銅為其抑制劑,。

很少量的激活劑或抑制劑就會(huì)影響酶的活性，而且常有特異性,。值得注意的是激活劑和抑制劑不是絕對(duì)的,，有些物質(zhì)在低濃度度時(shí)為某種酶的激活劑，而在高濃度時(shí)則為該酶的抑制劑,。例如,，氯化鈉達(dá)到1/3飽和度時(shí)就可抑制唾液淀粉酶的活性,。

【材料及用具】

1、l%淀粉溶液,。

2,、1%氯化鈉溶液。

3,、碘化鉀-碘溶液：將碘化鉀20克和碘10克溶解在100ml水中,，使用前稀釋10倍。

4,、稀釋100一200倍的新鮮唾液,。

5、0.1%硫酸銅溶液,。

【探究步驟】

取3支試管,，編號(hào)。向第l支試管中加入l%氯化鈉溶液l毫升,，向第2支試管中加入0.1%的硫酸銅溶液l毫升,，向第3支試管中加入蒸餾水l毫升作對(duì)照。再向每支試管各加入0.l%淀粉溶液3毫升和稀釋的唾液l毫升,。搖勻各管內(nèi)容物,，一齊放入37℃恒溫水浴中保溫，10一15分鐘后取出,。冷后,，各滴入2一3滴碘化鉀-碘溶液，混勻,。觀察比較3支試管顏色的深淺,。

如果激活劑或抑制劑的作用不明顯，主要原因可能是唾液淀粉酶活性不夠高,，可以適當(dāng)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間或者降低唾液稀釋倍數(shù),，然后再繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。

探究酶的專一性

【探究目的】

本實(shí)驗(yàn)以唾液淀粉酶和蔗糖酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用為例,，說(shuō)明酶的特異性,。

【材料用具】

1、2%蔗糖溶液：蔗糖是典型的非還原糖,，若商品蔗糖中還原糖含量超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn),，則呈現(xiàn)還原性，這種蔗糖不能使用,。所以,，實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行檢查。本實(shí)驗(yàn)用的蔗糖至少應(yīng)是分析純的試劑。

2,、0.3%氯化鈉的l%淀粉溶液（新鮮配制）

3,、稀釋200倍的新鮮唾液。

4,、蔗糖酶溶液：取干酵母100克,，置于乳缽內(nèi),，添加適量蒸餾水及少量石英砂,。用力研磨提取約l小時(shí),，再加蒸餾水,，使總體積約為500毫升,，過(guò)濾,。將濾液保存于冰箱內(nèi)備用,。

5,、本尼迪克特(benedict)試劑： 將硫酸銅17.3克溶解于100毫升熱蒸餾水中,。冷卻后,，稀釋至150毫升。取檸檬酸鈉173克及碳酸鈉(na2co3.h2o)100克,，加水600毫升,，加熱使之溶解，冷后,，稀釋至850毫升,。最后，把硫酸銅溶液緩緩傾入檸檬酸鈉-碳酸鈉溶液中,?；靹蚝螅眉?xì)口瓶貯存,。此試劑可長(zhǎng)時(shí)間保存,。

【探究步驟】

1、淀粉酶的特異性實(shí)驗(yàn)

取2支試管,，各加入本尼迪克特(benedict)試劑2毫升,，再分別加入l%淀粉溶液或2%蔗糖溶液各4滴?；旌暇鶆蚝?，放在沸水浴中煮2一3分鐘。觀察有無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生,，純凈的淀粉和蔗糖不呈陽(yáng)性反應(yīng),。

再取3支試管，每管各加入稀釋200倍的新鮮唾液l毫升,。再分別加入l%淀粉溶液或2%蔗糖溶液各3毫升,。混勻,，放入37℃恒溫水浴中保溫,，15分鐘后取出。各加本尼迪克特試劑2毫升,，搖勻,，放在沸水浴中煮2一3分鐘。觀察有無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生,。

新鮮唾液的稀釋倍數(shù),，一般為200倍。但是,，由于不同人或同一人不同時(shí)間采收的唾液內(nèi)淀粉酶的活性并不相同,，有時(shí)差別很大，稀釋倍數(shù)可以是50一300倍,，甚至超出此范圍,。因此，應(yīng)事先確定稀釋倍數(shù),。另外,，要注意除去唾液里的氣泡，避免稀釋倍數(shù)不準(zhǔn)確面影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,。稀釋好的新鮮唾液用濾紙過(guò)濾后待用,。

2、蔗糖酶的特異性實(shí)驗(yàn)

取2支試管,，各加入蔗糖酶溶液l毫升,，再分別加入l%淀粉溶液3毫升或2%蔗糖溶液3毫升。搖勻,，放入37℃恒溫水浴中保溫,，10分鐘后取出，各加入本尼迪克特試劑2毫升,，混勻后放入沸水浴中煮2一3分鐘,。觀察有無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生。

再取l支試管,，加入蔗糖酶l毫升和蒸餾水3毫升,，混勻，加入本尼迪克特試劑2毫升,，搖勻,，在沸水浴中煮2一3分鐘?？梢杂^察到試管內(nèi)溶液呈現(xiàn)輕度陽(yáng)性反應(yīng),，這是由于蔗糖酶溶液本身含有少量還原性雜質(zhì)的緣故。因此，用此管作為對(duì)照,，即可解釋上述用淀粉作底物的試管內(nèi)呈現(xiàn)輕度陽(yáng)性反應(yīng)的原因,。

酶的新陳代謝篇六

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)方面

1、使學(xué)生理解新陳代謝的概念及其本質(zhì)

2,、使學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程;初步理解酶的概念,、酶的特性、影響酶活性的因素

3,、使學(xué)生理解酶在生物新陳代謝中的作用

能力方面

在引導(dǎo)學(xué)生分析生物新陳代謝概念,，探究酶的特性，探究影響酶活性因素的過(guò)程中,，初步訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力,，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能力及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，,。

情感,、態(tài)度、價(jià)值觀方面

通過(guò)讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,，使學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)研究中的作用地位;通過(guò)討論酶在生產(chǎn),、生活中的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物科學(xué)技術(shù)與社會(huì)生產(chǎn),、生活的關(guān)系;體會(huì)科學(xué),、技術(shù)、社會(huì)之間相互促進(jìn)的關(guān)系,，進(jìn)而體會(huì)研究生命科學(xué)價(jià)值的教育,。

教學(xué)建議

教材分析

1、酶的發(fā)現(xiàn)

教材簡(jiǎn)單介紹酶的發(fā)現(xiàn)歷史,，從1783年意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼設(shè)計(jì)的巧妙實(shí)驗(yàn)到20世紀(jì)80年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)少數(shù)的酶是rna,，使學(xué)生對(duì)酶的研究歷史中的一些重大發(fā)現(xiàn)有了一個(gè)大致了解。

2,、酶的特性

酶的特性主要是通過(guò)安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn),，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)酶的三個(gè)特性,，這樣的編排方式符合學(xué)生由感性到理性的認(rèn)知規(guī)律,，有利于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程，并且有利于培養(yǎng)學(xué)生的多種能力,。酶的高效性特點(diǎn),，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)五、肝臟內(nèi)的過(guò)氧化氫酶比無(wú)機(jī)催化劑 的催化效率》切入;酶的專一性的特點(diǎn),，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)六,、探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖水解的作用》切入;

3,、影響酶活性的因素

本節(jié)教材主要講述酶的催化作用需要適宜的條件，通過(guò)《實(shí)驗(yàn)七,、探索影響淀粉酶活性的條件(選做)》切入,。

本節(jié)內(nèi)容的最后，安排了課外讀“造福人類的酶工程”,，以開(kāi)闊學(xué)生的視野,，同時(shí)又有助于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本節(jié)基礎(chǔ)知識(shí)的理解,，使學(xué)生體會(huì)科學(xué),、技術(shù)在改變?nèi)祟惿钯|(zhì)量中的作用。

教法建議

1,、使學(xué)生在理解細(xì)胞水平上的新陳代謝概念及其本質(zhì)是本節(jié)的重點(diǎn)與難點(diǎn)

新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱,，這是在細(xì)胞水平上對(duì)新陳代謝的描述。其實(shí)學(xué)生已不是第一次接觸新陳代謝的概念,，在初中生物課和高中生物課緒論中,，學(xué)習(xí)已接觸到諸如同化作用、異化作用及其關(guān)系等與新陳代謝有關(guān)的知識(shí),，但那是在生物個(gè)體水平對(duì)新陳代謝下的定義,。本章的新陳代謝內(nèi)容是對(duì)以往知識(shí)的深化和展開(kāi)，教學(xué)教師要有意識(shí)地從細(xì)胞和分子水平引導(dǎo)學(xué)生分析出生物體是如何自我更新的,，合成與分解是如何進(jìn)行的,，及其二者的關(guān)系，從而使學(xué)生更深刻地理解什么是生命,。

例如,，為使學(xué)生理解"新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱"這句話，教師可結(jié)合前一章細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的相關(guān)知識(shí),，引導(dǎo)學(xué)生分析活細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng),，如發(fā)生在線粒體內(nèi)的糖的氧化放能的化學(xué)過(guò)程;發(fā)生在葉綠體中的水和二氧化碳合成為有機(jī)物的化學(xué)過(guò)程;發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過(guò)程等，使學(xué)生對(duì)"新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱"這句話有一個(gè)感性認(rèn)識(shí),。

2,、使學(xué)生理解酶的概念是本節(jié)的重點(diǎn)。在本節(jié)教學(xué)中如何組織學(xué)生完成酶具有專一性的實(shí)驗(yàn)并實(shí)施有效的討論是本節(jié)的難點(diǎn),。

生命體隨時(shí)隨刻發(fā)生著數(shù)量巨大的生物化學(xué)反應(yīng),，同時(shí)又是一個(gè)穩(wěn)定的，開(kāi)放的系統(tǒng),。細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)不可能在高溫,、高壓、強(qiáng)酸,、強(qiáng)堿等條件下進(jìn)行,，而必須在常溫,、常壓、水溶液環(huán)境下能快速,、有序地進(jìn)行的,，這就要盡可能地降低化學(xué)反應(yīng)能閾，這是新陳代謝為什么離不開(kāi)生物催化劑,，即酶的原因,。

酶的概念和酶的發(fā)現(xiàn)可結(jié)合一起在讓學(xué)生討論，這樣可讓學(xué)生充分體會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用,。酶的特性這部分內(nèi)容,，可先組織學(xué)生依次完成實(shí)驗(yàn)，然后再由學(xué)生來(lái)討論和總結(jié),。

在引導(dǎo)學(xué)生分析酶的特性時(shí),，引導(dǎo)學(xué)生與蛋白質(zhì)的多樣性聯(lián)系起來(lái)，可使學(xué)生易于理解酶的催化作用的專一注必定意味著酶的多樣性,，而且蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)的多樣性和酶的專一性催化關(guān)系密切,。

3、使學(xué)生理解酶具有高效性,、專一性和需要適宜條件是本節(jié)的重點(diǎn),，如何組織學(xué)生完成影響酶活性因素的選做實(shí)驗(yàn)并分析、討論實(shí)驗(yàn)是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn),。

在組織學(xué)生操作,、分析、討論《實(shí)驗(yàn)七,、探索影響淀粉酶活性的條件(選做)》基礎(chǔ)上,，引導(dǎo)學(xué)生分析兩個(gè)坐標(biāo)曲線圖，讓學(xué)生概括酶的催化作用需要適宜的溫度和ph,。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

【課題】 第一節(jié) 新陳代謝與酶

【教學(xué)重點(diǎn)】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念,、酶的特性、影響酶活性的因素,、酶在生物新陳代謝中的作用

【教學(xué)難點(diǎn)】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念,、酶在生物新陳代謝中的作用

【課時(shí)安排】1課時(shí)

【教學(xué)手段】板圖、多媒體課件,、實(shí)驗(yàn)

【教學(xué)過(guò)程】

1,、引入新陳代謝的概念及本質(zhì)

(1)學(xué)生在初中生物學(xué)課本、高中緒論課的學(xué)習(xí)或通過(guò)各種媒體的介紹,，對(duì)新陳代謝已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí),，首先，教師應(yīng)了解學(xué)生對(duì)新陳代謝是如何理解的,。為此教師可設(shè)計(jì)一些問(wèn)題,，引導(dǎo)學(xué)生以自身為例,，剖析生命是如何維持的，以此引入本節(jié)的學(xué)習(xí),，如：

①人體的腦細(xì)胞是通過(guò)什么途徑獲得營(yíng)養(yǎng)?腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過(guò)什么途徑排出體外的?

②進(jìn)入腦細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是如何被利用的?

③學(xué)生如何理解同化作用,、異化作用，物質(zhì)代謝,、能量代謝,，它們之間有何關(guān)系?

④想一想，人體的身體有哪些系統(tǒng)參與了新陳代謝過(guò)程,，各是如何參與的等等?

(2)學(xué)生一般只能從生物個(gè)體,、器官或系統(tǒng)水平上，說(shuō)明生物體與外界環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換,，在此基礎(chǔ)上,，教師應(yīng)把討論引向微觀水平，即細(xì)胞和分子水平的代謝過(guò)程,。如可以設(shè)問(wèn)：

①你吃下的肉類蛋白質(zhì)，通過(guò)什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì)?

②你吃下的淀粉類食物,，通過(guò)什么途徑為你提供能量?等等

通過(guò)分析,、討論，使學(xué)生理解：細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的維持,，需要不斷地合成與分解,，不斷地處于自我更新的狀態(tài)，而這種自我更新的過(guò)程完全依賴于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng),，從而在細(xì)胞水平理解新陳代謝的本質(zhì),，即“新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱”。

2,、酶的概念,、特性及其生理功能

在學(xué)生理解新陳代謝的本質(zhì)后，可以利用學(xué)生已有的化學(xué)知識(shí),，分析出無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所需的條件一般是很激烈的,，再讓學(xué)生分析出生物體細(xì)胞生存的條件是很溫和的，可以提問(wèn),，如：

(1)細(xì)胞生存的條件是很溫和的,，那么細(xì)胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學(xué)反應(yīng)如何在常溫、常壓,、水溶液環(huán)境,、ph接近中性的條件下，迅速高效的進(jìn)行呢?

(2)在化學(xué)反應(yīng)中有沒(méi)有提高化學(xué)反應(yīng)的方法呢?

這樣可順利地引出活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑,，即酶,。

3,、酶的發(fā)現(xiàn)史

這部分的教學(xué)，教師可讓學(xué)生自己閱讀,，也可發(fā)給學(xué)生相應(yīng)的補(bǔ)充資料,，尤其是某種酶的研究過(guò)程方面的資料，目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過(guò)程,、方法有一個(gè)較為全面的了解,，讓學(xué)生切身體會(huì)到生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究對(duì)生物學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要作用。

學(xué)生閱讀后,，可提問(wèn)：酶都是蛋白質(zhì)嗎?并做一定的說(shuō)明,。

酶是活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有催化能力的一類特殊的蛋白質(zhì)。酶是細(xì)胞中促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度的催化劑?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的酶約有3000種以上,。它們分別存在于各種細(xì)胞中，催化細(xì)胞生長(zhǎng)代謝過(guò)程中各種不同的化學(xué)反應(yīng),，使生物化學(xué)反應(yīng)在常溫,、常壓、水溶液等溫和的條件下就可順利進(jìn)行,。

很多年來(lái),，人們一直認(rèn)為所有的酶都是蛋白質(zhì)。然而生物學(xué)家的實(shí)驗(yàn)證明：rna也可以是高活性的酶,。早在1982年,，發(fā)現(xiàn)原生動(dòng)物四膜蟲的26s rrna前體在沒(méi)有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行內(nèi)含子的自我拼接，最終形成l19rna,。當(dāng)時(shí)因?yàn)橹皇橇私馑羞@種自我催化的活性,，沒(méi)有把它與酶等同看待。

1983年atman和pace分別報(bào)導(dǎo)了在rna前體加工過(guò)程起催化作用的酶是由20%蛋白質(zhì)和80%rna組成的,。如果除去蛋白質(zhì)部分,，并提高鎂離子的濃度，則留下的rna具有與全酶相同的催化活性,，這是說(shuō)明rna具有酶活性的第一例證,。

“酶不都是蛋白質(zhì)”，這一科學(xué)事實(shí)再一次有力地證明了實(shí)驗(yàn)在科學(xué)發(fā)展中所起到的舉足輕重的作用,，同時(shí)也讓我們看到,，科學(xué)是發(fā)展的，探索是無(wú)止境的,，而真理是相對(duì)的,，現(xiàn)在的科學(xué)事實(shí)可能在今后會(huì)被修正，甚至*,。

另外,，酶,、激素、維生素之間的區(qū)別值得一提,，學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中容易把這些物質(zhì)和它們的作用搞混,。可就高中生物學(xué)水平做一簡(jiǎn)單比較：

酶 激素 維生素

從化學(xué)本質(zhì)上看 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)(如生長(zhǎng)素,、胰島素等),、固醇類脂類物質(zhì)(如性激素) 多種多樣，一般為小分子有機(jī)物,。 如維生素d是固醇類物質(zhì);維生素a是脂類物質(zhì)(萜類);維生素c是抗壞血酸(葡萄糖的衍生物)等等,。

從生理功能看 可提高生物體生物化學(xué)反應(yīng)的速度，是一種生物催化劑,。 激素又稱“化學(xué)信使”,，是特定細(xì)胞合成的，能使生物體發(fā)生一定反應(yīng)的有機(jī)分子,。它的作用力很強(qiáng),，很低的濃度就能引起很強(qiáng)的反應(yīng)，但在細(xì)胞中不能積累,，很快就會(huì)被破壞,。 維生素常常與酶結(jié)合，是較復(fù)雜酶的組成成分之一,。天然食物中含量極少，但這些極微小的量對(duì)人體的生長(zhǎng)和健康是必需的,，人體一般不能合成它們或合成量不足,，必須從食物中攝取。

可把酶的發(fā)現(xiàn)史與酶的特性這兩部分教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來(lái),，這樣可使學(xué)生用實(shí)驗(yàn)方法探索酶的特性順理成章,。

4、酶的特性

在進(jìn)行酶的特性教學(xué)時(shí),，教師可提問(wèn)：

酶作為生物催化劑,，與無(wú)機(jī)催化劑相比，有何特點(diǎn)?

為解決這個(gè)問(wèn)題,，教師可演示有關(guān)實(shí)驗(yàn),，也可安排相應(yīng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,，分析得出結(jié)論,，即酶的高效性、專一性與多樣性特性,。

(1)酶的高效特性實(shí)驗(yàn),，實(shí)驗(yàn)前有必要簡(jiǎn)單介紹兩項(xiàng)內(nèi)容：

一是過(guò)氧化氫這種物質(zhì),，它是動(dòng)植物在代謝中產(chǎn)生的，對(duì)機(jī)體有毒害作用,。生物體可通過(guò)過(guò)氧化氫酶,，催化過(guò)氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。無(wú)機(jī)催化劑三價(jià)鐵離子也可催化這一反應(yīng);二是本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟,。

實(shí)驗(yàn)后,，讓學(xué)生討論得出過(guò)氧化氫酶的催化效率高于鐵離子的結(jié)論，在此基礎(chǔ)上,，教師可列舉其他實(shí)例,，概括酶的高效性。教師還應(yīng)強(qiáng)調(diào)正是由于酶的存在及其高效性,，所以許多代謝反應(yīng)在體外很難發(fā)生,，在體內(nèi)卻可迅速進(jìn)行。

(2)酶的專一性特性

實(shí)驗(yàn)前可提問(wèn)：“食物中的淀粉和蔗糖同屬糖類,，唾液淀粉酶能否消化水解這兩種物質(zhì)?”

本實(shí)驗(yàn)所涉及的顏色反應(yīng)要在實(shí)驗(yàn)前跟學(xué)生說(shuō)明清楚,。淀粉水解成的麥芽糖和蔗糖水解成的葡萄糖、果糖在煮沸的條件下,，與斐林試劑反應(yīng)會(huì)有磚紅色沉淀物質(zhì)產(chǎn)生,，淀粉和蔗糖與斐林試劑無(wú)此反應(yīng)。因此,，斐林試劑可以用來(lái)鑒定淀粉和蔗糖溶液中是否有麥芽糖和葡萄糖及果糖,，進(jìn)而推測(cè)淀粉和蔗糖是否被水解。

在此基礎(chǔ)上,，教師通過(guò)進(jìn)一步實(shí)例說(shuō)明酶的專一性是酶普遍具有的特性;

(3)酶的多樣性原理,，可在學(xué)生理解酶的專一性原理基礎(chǔ)上，結(jié)合蛋白質(zhì)的多樣性讓學(xué)生分析得出,。

5,、影響酶活性的因素

有條件的學(xué)校，應(yīng)盡量讓學(xué)生做《實(shí)驗(yàn)七,、探索影響淀粉酶活性的條件》,，這對(duì)于訓(xùn)練學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ斫鈱?duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法等都是很幫助的,。

在學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出影響酶活性的因素后,，可適當(dāng)結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生分析,、討論一些與之相關(guān)的生活常識(shí),。如可提問(wèn)：“持續(xù)高燒不退或嚴(yán)重腹瀉有時(shí)甚至?xí)＜叭说纳瑢W(xué)生知道其中的原因嗎?”

人的正常體溫是37℃，體溫升高到38℃,，雖然體溫只是升高了1℃,，但人已感覺(jué)非常沒(méi)有精神，如果升高到39℃甚至40℃以上,，而且持續(xù)高燒,，就會(huì)出現(xiàn)一系列嚴(yán)重的反應(yīng)，如昏睡,、昏迷,、驚厥、甚至危及生命,，這是為什么呢?原來(lái),，酶作為生物催化劑，其催化活性受到很多因素的影響,，如溫度,、ph值、有機(jī)溶劑,、重金屬離子,、酶濃度、酶的激活劑,、抑制劑等等,，而酶的活性受上述因素的影響是非常敏感的，影響因素發(fā)生很小的變化的,，酶活性就會(huì)發(fā)生很大的改變,。人體中酶的最適溫度一般為37℃，當(dāng)人體體溫高于或低于這個(gè)溫度時(shí),，機(jī)體中酶活性就會(huì)大大降低,，細(xì)胞內(nèi)的各種生物化學(xué)反應(yīng)不能正常進(jìn)行了。

霍亂是一種烈性傳染病,，為霍亂弧菌所致，曾在世界上引起多次大流行,，死亡率甚高,。霍亂弧菌通過(guò)人的腸粘膜并大量繁殖,，同時(shí)產(chǎn)生腸毒素引起劇烈腹瀉造成迅速而嚴(yán)重的脫水,，血容量明顯減少，因而出現(xiàn)微循環(huán)衰竭,，使細(xì)胞得不到鉀,、鈉、鈣、氯離子,，導(dǎo)致肌肉痙攣;細(xì)胞得不到碳酸氫根離子而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ph值發(fā)生較大的改變,，酶活性即相應(yīng)大大降低，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)代謝性酸中毒,，最終病人腎功能衰竭,，休克、死亡,。人體大量出汗、腹瀉都要相應(yīng)地補(bǔ)充水就是這個(gè)道理;嬰幼兒自身調(diào)節(jié)能力差,，嬰幼兒腹瀉常常引起嚴(yán)重后果,，就是這個(gè)道理。

或者問(wèn)：“當(dāng)人誤食了含有重金屬的食物或農(nóng)藥后,，有一種應(yīng)急措施,，就是趕緊給病人大量喝牛奶或豆?jié){，學(xué)生知道這是為什么嗎?”

酶活性除了與溫度,、ph有關(guān)外,，還受有機(jī)溶劑、重金屬離子等的影響,。有機(jī)溶劑與重金屬離子影響酶活性的主要原因是有機(jī)溶劑和重金屬離子與酶蛋白上的某些化學(xué)基團(tuán)結(jié)合,，使酶的活性完全喪失，這也是人誤食了有機(jī)磷農(nóng)藥,、有機(jī)氯農(nóng)藥或含重金屬離子的食物中毒甚至死亡的原因,。

牛奶和豆?jié){中含有大量的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)可以和重金屬或有機(jī)物結(jié)合,，而使這些金屬離子和有機(jī)物發(fā)生沉淀,。當(dāng)人誤食了含重金屬的食品或農(nóng)藥后，大量飲用牛奶或豆?jié){可使這些有毒物質(zhì)沉淀下來(lái)不被消化道吸收,，從而也就避免了這些有毒物質(zhì)與人體中正常的酶接觸的機(jī)會(huì),，而保護(hù)了這些酶的活性。當(dāng)然,，這只是應(yīng)急措施,，還要去醫(yī)院洗胃并進(jìn)行進(jìn)一步的治療。

擴(kuò)展資料

淀粉液遇碘變藍(lán)的原因

淀粉是白色無(wú)定形的粉末,，由10%～30%的直鏈淀粉和70%~90%的支鏈淀粉組成,。直鏈淀粉具有遇碘變藍(lán)的特性，因?yàn)槿苡谒闹辨湹矸劢柚肿觾?nèi)的氫鍵卷曲成螺旋狀,，第一個(gè)螺距有六個(gè)葡萄糖殘基組成,。如果在淀粉液中加入碘液，碘分子便嵌人到螺旋結(jié)鉤的空隙處，并且借助范德華力與直鏈淀粉聯(lián)系在一起,，形成了一種絡(luò)合物,，這種絡(luò)合物能夠比較均勻地吸收波長(zhǎng)范圍為400~750nm可見(jiàn)光，而反射的光是藍(lán)光,，所以使淀粉溶液呈現(xiàn)出藍(lán)色來(lái),。

絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是rna

生物體內(nèi)存在三千多種具有不同功能的酶,，一切生命現(xiàn)象都與酶有關(guān),，因?yàn)榛罴?xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)，都是在酶的催化作用下進(jìn)行的,，沒(méi)有酶,，新陳代謝就不能進(jìn)行，生命也就會(huì)隨之停止,。酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),，這一認(rèn)識(shí)直到20世紀(jì)80年代后才被科學(xué)修正過(guò)來(lái)?？茖W(xué)研究表明,，一些rna分子也具有酶的催化功能，如一種叫rnasep的酶,，它是由20%的蛋白質(zhì)和80%的rna組成,。科學(xué)家將這種酶的蛋白質(zhì)除去,，同時(shí)提高鎂離子的濃度,，留下來(lái)的rna仍具有與該酶相同的催化活性。后來(lái)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)其它某些rna分子與那些構(gòu)成酶的蛋白質(zhì)分子一樣,，也都是效率非常高的生物催化劑,。

酶工程

細(xì)菌細(xì)胞直徑不足2μm，每時(shí)每刻卻發(fā)生著1500一20xx個(gè)化學(xué)反應(yīng),，由1000多種酶對(duì)這些反應(yīng)進(jìn)行催化和調(diào)制,，生產(chǎn)著3000多種蛋白質(zhì)，1000多種核酸;而且細(xì)菌合成效率驚人,，它合成每個(gè)肽鏈只需百分之三秒,，而現(xiàn)代最先進(jìn)的蛋白質(zhì)自動(dòng)合成機(jī)器只能合成小肽，而且速度也慢,，合成每個(gè)肽鏈需要7分鐘，兩者相差200多倍;它合成rna和dna的速度更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人工合成;另外細(xì)胞中能量轉(zhuǎn)換效率也很高,，這一切都有賴于生物催化劑,，這就是酶。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的酶約有幾千種以上。它們定位于各種細(xì)胞的不同細(xì)胞器中,，催化細(xì)胞生長(zhǎng)代謝過(guò)程中各種不同的化學(xué)反應(yīng),，使這些反應(yīng)在正常溫度等條件下就可順利進(jìn)行。

酶是細(xì)胞產(chǎn)物,，但不一定非要在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用,，在細(xì)胞外，即在非細(xì)胞條件下也能發(fā)揮作用,。19世紀(jì),，人們已認(rèn)識(shí)到酵母可以使葡萄糖發(fā)酵，產(chǎn)生酒精和二氧化碳,，但是對(duì)于這一過(guò)程是如何進(jìn)行的,，當(dāng)時(shí)主要有兩種觀點(diǎn)，而且一直未能達(dá)成一致,。1857年,，法國(guó)的細(xì)菌學(xué)家巴斯德認(rèn)為酒精發(fā)酵需要有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn);德國(guó)化學(xué)家李比西則認(rèn)為酒精發(fā)酵要求的只是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，而不要求完整的細(xì)胞參與,。直到1897年,，畢西納不用完整的酵母細(xì)胞，而用酵母汁進(jìn)行酒精發(fā)酵獲得成功,，從而證明生物體內(nèi)的催化反應(yīng)也可能在體外進(jìn)行,。

正是基于這點(diǎn)，人們可以利用細(xì)胞中的酶能催化體外的生化反應(yīng),，這就是酶工程得以發(fā)現(xiàn)的前提,。

我們都用過(guò)加酶洗衣粉，同一般的洗衣粉相比,，加酶洗衣粉中含有蛋白質(zhì)和脂肪酶等多種通過(guò)微生物生產(chǎn)出來(lái)的酶,，因此，去除汗?jié)n和油污的能力比較強(qiáng),。我們知道,，酶作為一類具有生物催化作用的有機(jī)物，是在活細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的,。那么,，人們是怎樣通過(guò)活細(xì)胞獲得這種酶并且在生產(chǎn)和生活中使用這些酶的呢?這些都是通過(guò)酶工程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

所謂酶工程,，就是在一定的生物反應(yīng)器中,，利用酶的催化作用，將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)的技術(shù),，而且酶工程是生物工程的核心,，沒(méi)有酶的作用,，任何生物工程技術(shù)都不能實(shí)現(xiàn)。概括地說(shuō),，酶工程是由酶制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用兩個(gè)方面組成的,。

(一)酶制劑的生產(chǎn)

已知酶的種類大約有幾千種，實(shí)際已被運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)的僅10余種,，如已能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化大量生產(chǎn)的酶有淀粉酶,、糖化酶、蛋白酶,、葡萄糖異構(gòu)酶等,，其中堿性蛋白酶用于加酶洗滌劑，占國(guó)際上酶銷售額的首位,，青霉素固化酶用于醫(yī)療,，占世界用量第二位。

早期酶制劑主要來(lái)源于動(dòng)植物材料,，而今酶的主要來(lái)源是微生物,。酶制劑的生產(chǎn)包括酶的生產(chǎn)、提取,、分離純化和固定化,。

1、酶的生產(chǎn),、提取和分離純化

(1)酶的生產(chǎn)

酶普遍存在于動(dòng)物,、植物和微生物體內(nèi)。人們最早是從植物的器官和組織中提取酶的,。例如,，從胰臟中提取蛋白酶，從麥芽中提取淀粉酶;現(xiàn)在,，生產(chǎn)酶制劑所需要的酶大都來(lái)自微生物,，這是因?yàn)橥参锖蛣?dòng)物相比，微生物具有容易培養(yǎng),、繁殖速度快和便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),。人們提供必要的條件，利用微生物發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)酶,。

(2)酶的提取和純化

從微生物,、動(dòng)植物細(xì)胞中得到含有多種酶的提取液后，為了從提取液中獲得所需要的某一種酶,，必須將提取液中的其他物質(zhì)分離,，這就是酶的分離純化。經(jīng)過(guò)分離純化后的得到的酶,，活性不能降低,，因此,，分離純化必須在適宜的條件下進(jìn)行。人們多選擇不同種類和濃度的有機(jī)溶劑,，以沉淀不同的酶蛋白，達(dá)到分離純化酶的目的,。

2,、酶的固定化

將分離純化的酶制成酶制劑進(jìn)行干燥處理，再適量加入相應(yīng)的穩(wěn)定劑和填充劑,，制成粉狀制劑,，用它們來(lái)催化生化反應(yīng)。但其結(jié)果是酶制劑和產(chǎn)物混在一起,，不能得到高純度的產(chǎn)品;也很難讓酶制劑進(jìn)行重復(fù)使用,。怎么辦呢?科學(xué)家們想到了酶的固定化。

先將純化的酶連接到一定的載體上(使酶固定化),，使用時(shí)將被固定的酶投放到反應(yīng)溶液中,，催化反應(yīng)結(jié)束后又能將被固定的酶回收。

固定化酶一般是呈膜狀,、顆粒狀或粉狀的酶制劑,，它在一定的空間范圍內(nèi)使用，產(chǎn)品的純度高,，沒(méi)有酶的而且酶制劑可反復(fù)使用,，這種技術(shù)是1969年日本首先研制成功，現(xiàn)已方法應(yīng)用到生產(chǎn)中的,。固定化酶同自由酶相比,，具有以下優(yōu)點(diǎn)：其一是穩(wěn)定性高;其二是酶可反復(fù)使用;其三是產(chǎn)物純度高;其四是生產(chǎn)可連續(xù)化和自動(dòng)化;其五是設(shè)備小型化以及可節(jié)約能源等。

我們知道,，蔗糖幾乎全部來(lái)源于甘蔗或甜菜,，但是甘蔗和甜菜的種植范圍都比較有限，因此,，蔗糖的產(chǎn)量也就受到了影咱,。能不能利用淀粉來(lái)生產(chǎn)類似蔗糖的甜味劑呢?科學(xué)家通過(guò)α-淀粉酶、糖化酶和將葡萄糖異構(gòu)酶連接到離子交換樹(shù)脂上,，或者包埋在明膠中,，制成的固定化葡萄糖異構(gòu)酶，這種固定化酶可以用于使葡萄糖轉(zhuǎn)化成甜度更高的高果糖漿,。一些發(fā)達(dá)國(guó)家高果糖漿的年產(chǎn)量現(xiàn)已達(dá)到幾百萬(wàn)噸,，高果糖漿在許多飲料的制造中已經(jīng)逐漸替代了蔗糖。

3,、固定化細(xì)胞

利用胞內(nèi)酶制作固定化酶時(shí),，先要把細(xì)胞打碎,，才能將里面的酶提取出來(lái)，這就增加了工序和成本,。人們?cè)O(shè)想直接固定那些含有所需胞內(nèi)酶的細(xì)胞,，并且就用這樣的細(xì)胞來(lái)催化化學(xué)反應(yīng)。20世紀(jì)70年代,，科學(xué)家研制成固定化細(xì)胞,，并且用于生產(chǎn)。例如,，將酵母細(xì)胞吸附到多孔塑料的表面上或包埋在瓊脂中,，制成的固定化酵母菌細(xì)胞，可以用于酒類的發(fā)酵生產(chǎn),。

(二)酶制劑的應(yīng)用

1,、治療疾病

胰島素是治療糖尿病的常用藥品，這種蛋白質(zhì)是胰臟中胰島細(xì)胞分泌的一種激素,，是由兩條肽鏈組成,，一條由21個(gè)氨基酸組成，稱為a鏈;另一條由30個(gè)氨基酸組成,，稱為b鏈,。胰島素是治療糖尿病的。由于糠尿病患者很多,，胰島素的需要量很大,，所以許多糖尿病患者使用的曾是豬的胰島素。但是,，豬胰島素與人胰島素在化學(xué)結(jié)構(gòu)上有一處差別：豬胰島素b鏈上最后一個(gè)氨基酸是丙氨酸,，人胰島素b鏈上最后一個(gè)氨基酸是蘇氨酸。因此,，用豬胰島素治療人的糖尿病,，容易使一些患者產(chǎn)生免疫反應(yīng)。現(xiàn)在,，科學(xué)家可利用酶,，切下并移去豬胰島素b鏈上的那個(gè)丙氨酸，然后接上一個(gè)蘇氨酸,。這樣,，豬的胰島素就魔術(shù)般地變成人的胰島素了;

尿激酶可以用來(lái)活化人體內(nèi)的溶纖維蛋白酶原，使溶纖維蛋白酶原轉(zhuǎn)化為溶纖維蛋白酶,，是治療腦溢血,、心肌梗塞、肺動(dòng)脈阻塞等疾病引起的血栓所需要的藥物,，它是能利用培養(yǎng)哺乳動(dòng)物細(xì)胞得到的可以商業(yè)化的治療劑,。但由尿或組織培養(yǎng)的產(chǎn)物中提取價(jià)格較高,，1980年4月，科學(xué)家已經(jīng)通過(guò)質(zhì)粒dna誘發(fā)大腸桿菌生產(chǎn)出尿激酶,，為在工業(yè)上利用酶工程方法生產(chǎn)酶開(kāi)辟了道路;

青霉素是人們經(jīng)常使用的一種抗生素,。但是，多年的使用使得不少病原菌對(duì)青霉素產(chǎn)生了抗藥性,，為此,，科學(xué)家一方面研制新的抗生素以替代青霉素，另一方面設(shè)法通過(guò)有關(guān)的酶制劑來(lái)改造青霉素的分子結(jié)構(gòu),，進(jìn)而研制出新型的青霉素。青霉素的分子是由一個(gè)母核和一個(gè)側(cè)鏈組成的,?？茖W(xué)家利用青霉素酰化酶,，將母核和側(cè)鏈水解開(kāi),，然后，利用化學(xué)合成的方法,，使青毒素的母核與其他的側(cè)鏈連接,，從而研制出氨芐青霉素等新型的青霉素。現(xiàn)在,，制藥廠已經(jīng)能夠利用固定化青霉素?；阜磻?yīng)器，成批地生產(chǎn)用于合成氨芐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細(xì)胞壁,，具有明顯的抗菌和消炎作用;溶纖維蛋白酶具有溶解患者血管內(nèi)纖維蛋白凝塊的作用，可以用來(lái)治療血栓病,。

2,、產(chǎn)品加工

利用酶制劑生產(chǎn)一些產(chǎn)品，這一過(guò)程是在酶反器中進(jìn)行的,，酶反應(yīng)器是指供酶制劑催化化學(xué)反應(yīng)容器,。酶反應(yīng)器分成多種，如具有固定化酶(或固定化細(xì)胞)的反應(yīng)器叫做柱式酶反應(yīng)器,，柱式酶反應(yīng)器是將含有底物的液體,，以一定的速度連續(xù)不斷地從一端注入裝有固定化酶(或固定化細(xì)胞)的容器，在液體流經(jīng)固定化酶(或固定化細(xì)胞)時(shí),，容器內(nèi)就發(fā)生催化反應(yīng)并且生成產(chǎn)物,、含有產(chǎn)物的液體則連續(xù)不斷地從容器的另一端流出。同一般的化工容器一樣,，需要對(duì)酶反應(yīng)器溫度和ph等條件進(jìn)行嚴(yán)格控制;不同的是,，酶反應(yīng)器必須進(jìn)行無(wú)菌操作,。

食品加工業(yè)方面。釀酒廠和飲料廠利用果膠酶來(lái)澄清果酒和果汁,，效果十分明顯;又如,，葡萄糖氧化酶可以除去密封飲料和罐頭中的氧氣、從而有效地防止飲料和食品氧化變質(zhì);再如,，用木瓜蛋白酶制成的嫩肉粉,，可以使肉絲、肉片等烹調(diào)后吃起來(lái)嫩滑可口;例如,，支鏈淀粉酶是分解多糖類支鏈淀粉的酶,，它能把胚芽轉(zhuǎn)變?yōu)樯珴奢^好的麥芽糖糖漿。麥芽糖的甜味沒(méi)有葡萄糖濃,，但很適口,，且容易發(fā)酵、粘度大,、溶解度大,，用其制作糖果可以防止遇熱變色，用于冰激凌可以防止產(chǎn)生砂糖結(jié)晶,。

日常生活方面,。照相業(yè)由于采用了酶技術(shù)使照相材料發(fā)生了很大變革;家庭用的洗衣粉里加了一些酶，它能夠分解某些蛋白質(zhì)等物質(zhì),，使衣服上的血跡,、汗?jié)n等容易洗掉。但是,，由于這些酶比較脆弱,，在漂白劑一同起作用下很容易被破壞，然而酶工程可以解決這一技術(shù)難題,。目前,，市場(chǎng)上己經(jīng)出現(xiàn)了能夠和漂白劑一同起作用的去污酶洗衣粉?？茖W(xué)家通過(guò)對(duì)去污酶結(jié)構(gòu)上的兩個(gè)氨基酸進(jìn)行修改,，提高了這種酶的抵抗力。

化學(xué)工業(yè)方面酶制劑也得到了廣泛應(yīng)用,，在塑料工業(yè)與合成纖維工業(yè)中,，已經(jīng)可以用酶制劑催化氫化鏈烯的生產(chǎn);

其他方面，一些紡織原料也可以利用酶制劑進(jìn)行加工,。例如,，天然蠶絲(指家蠶吐出的蠶絲)的外表有一層絲膠，絲膠直接影響天然蠶絲的使用。過(guò)去,，人們只能在高溫條件下用堿性物質(zhì)脫去天然蠶絲上的絲膠?，F(xiàn)在，人們可以在溫和的條件下,，利用蛋白酶對(duì)天然蠶絲進(jìn)行脫膠,，脫膠后的蠶絲具有鮮亮的色澤和柔滑的手感。

3,、化驗(yàn)診斷和水質(zhì)監(jiān)測(cè)

根據(jù)葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下形成葡萄糖酸和過(guò)氧化氫,，過(guò)氧化氫在過(guò)氧化氫酶的催化作用下形成水和原子氧，而氧原子可以將某種無(wú)色的化合物氧化成有色的化合物,，人們根據(jù)這個(gè)原理,，將上述兩種酶和無(wú)色的化合物固定在紙條上，制成測(cè)試尿糖含量的酶試紙,，當(dāng)它與尿液相遇時(shí),，依據(jù)尿液中葡萄糖含量由少到多而呈現(xiàn)出淺藍(lán)、淺綠,、棕或深棕色，這樣糖尿病人就可以方便地為自己化驗(yàn)?zāi)蛱堑那闆r了,?？茖W(xué)家根據(jù)同一原理，還研制出能夠化驗(yàn)血糖數(shù)值的血糖快速測(cè)試儀,，具有靈敏度高和速度快等優(yōu)點(diǎn),。

酚是一類對(duì)人體有害的化合物，經(jīng)常通過(guò)煉油和煉焦等工廠的廢水排放到河流和湖泊中,，科學(xué)家利用固定化多酚氧化酶研制成多酚氧化酶?jìng)鞲衅?，可快速測(cè)定出水中質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅有2×10—7的酚。

4,、用于生物工程其他分支領(lǐng)域

基因工程離不開(kāi)內(nèi)切酶和連接酶;植物體細(xì)胞雜交制備原生質(zhì)體時(shí),，需要纖維素酶，人們把它們稱為生物工程的工具酶,，而這些酶可由酶工程得到,。

酶作用的特性

酶是催化劑，只需微量就可以使所催化的反應(yīng)加速進(jìn)行,，而其本身的質(zhì)和量都不發(fā)生變化,，此外酶是生物催化劑，它有著不同于化學(xué)催化劑的特性,。

(1)酶具有高效性

酶的催化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)化學(xué)催化劑,。例如，碳酸酐酶能夠催化下面的反應(yīng)：

碳酸酐酶是目前已經(jīng)知道的催化反應(yīng)速度最快的酶之一。每個(gè)碳酸酐酶分子每秒能夠催化 個(gè) ,，使它們與相同數(shù)量的 結(jié)合,，形成相同數(shù)量的 。碳酸酐酶催化上述反應(yīng)的速度比非酶催化的上述反應(yīng)速度快上 倍,。酶為什么會(huì)具有這樣強(qiáng)大的催化能力呢?酶的中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)認(rèn)為：酶在催化某一底物時(shí),，先與底物結(jié)合成一種不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物。這種中間產(chǎn)物極為活潑,，很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變成反應(yīng)物,，并且放出酶。按照中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō),，酶的催化反應(yīng)可以寫成下式：

s(底物)十e(酶)=se(中間產(chǎn)物)=e十p(反應(yīng)產(chǎn)物)

(2)酶具有高度的專一性

這就是說(shuō),，一種酶只能作用于一種底物，或一類分子結(jié)構(gòu)相似的底物,，促使底物進(jìn)行一定的化學(xué)反應(yīng),，產(chǎn)生一定的反應(yīng)產(chǎn)物。酶為什么具有這樣高度的專一性呢?這可以用“誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)”來(lái)解釋,。

所謂“誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)”是指底物一旦與酶結(jié)合,，酶分子上的某些基團(tuán)常常發(fā)生明顯的變化，從而使酶蛋白的構(gòu)象發(fā)生相應(yīng)的變化,，使酶的活性中心的空間結(jié)構(gòu)和底物的空間結(jié)構(gòu)十分吻合,，最終契合形成酶—底物絡(luò)合物，這種變化的結(jié)果,，使酶只能與對(duì)應(yīng)的化合物契合,，從而排斥了那些形狀、大小不適合的化合物,?？茖W(xué)家們對(duì)羧肽酶等進(jìn)行了x射線衍射研究，研究的結(jié)果有力地支持了這個(gè)假說(shuō),。

(3)酶很容易失活

同一般的催化劑相比,，酶很容易失去活性。酶失活的原因是蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變?cè)斐傻摹?/p>

酶的催化作用,，受到溫度,、ph和某些化合物等因素的影響。

溫度的影響：在一定的溫度范圍(0—40℃)內(nèi),，酶的催化作用速度隨著溫度的升高而加快,。一般地說(shuō)，溫度每升高10℃,，反應(yīng)速度就相應(yīng)提高一倍,。但超過(guò)60℃,，絕大多數(shù)的酶就會(huì)失去活性。

ph的影響：酶對(duì)環(huán)境中的ph十分敏感,。酶只有在一定的ph范圍內(nèi)才能表現(xiàn)出活性,，超過(guò)這個(gè)范圍，酶就失活了,。即使在這個(gè)有限的ph范圍內(nèi),，酶的活性也要隨著環(huán)境中ph的變動(dòng)而有所不同。一般來(lái)說(shuō),，酶的最適ph在4~8之間,。但是，各種酶的最適ph是不一樣的,。

某些化合物的影響：有些化合物可引起酶失活,，如酒精、有機(jī)磷農(nóng)藥,、有機(jī)氯農(nóng)藥等有機(jī)小分子物質(zhì);重金屬離子等;有些離子或簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物,，能夠增強(qiáng)酶的活性，這些物質(zhì)叫做酶的激活劑,。例如,，經(jīng)過(guò)透析的唾液淀粉酶的活性不高、如果加入少量的 ,，這種酶的活性就會(huì)大大增強(qiáng),，因?yàn)?中的 起到了激活唾液淀粉酶的作用;還有些物質(zhì)能夠抑制酶的活性，這類物質(zhì)叫做酶的抑制劑,，例如，氰化物可以抑制細(xì)胞色素氧化酶的活性,。

酶的新陳代謝篇七

第一節(jié)

（一）學(xué)習(xí)內(nèi)容：

第三章《生物的新陳代謝》的第一節(jié)《新陳代謝與酶》,，第二節(jié)《新陳代謝與atp》；通過(guò)實(shí)驗(yàn)《比較過(guò)氧化氫酶和 的催化效率》,，《探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用》及《探索影響淀粉酶活性的條件》總結(jié)歸納作為酶所具備的特點(diǎn),。

（二）學(xué)習(xí)重點(diǎn)：

1. 酶的概念、酶的催化作用特點(diǎn)

2. 酶的特性實(shí)驗(yàn)完成

3. 理解酶的特性與新陳代謝的關(guān)系

（三）學(xué)習(xí)難點(diǎn)：

1. 酶的性質(zhì)及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證??

2. 酶的性質(zhì)驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（四）學(xué)習(xí)過(guò)程：

1. 新陳代謝：是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱,。

理解：新陳代謝是生物最基本的特征,，是生物與非生物最本質(zhì)的區(qū)別。要將新陳代謝同普通的物理變化和化學(xué)變化區(qū)分開(kāi),。這一點(diǎn)主要體現(xiàn)在三點(diǎn)上：① 新陳代謝是活細(xì)胞中發(fā)生的過(guò)程,；② 是有序的化學(xué)反應(yīng)，是受控過(guò)程,；③ 新陳代謝的本質(zhì)是化學(xué)反應(yīng),，涉及物質(zhì)變化和能量變化,；對(duì)細(xì)胞、對(duì)生物體而言,，這種有序變化是其存在的基礎(chǔ),，是以生物體表現(xiàn)出生長(zhǎng)、發(fā)育,、遺傳和變異的特征,。細(xì)胞才以活的姿態(tài)出現(xiàn)，表現(xiàn)出生長(zhǎng),、分裂,、完成生命活動(dòng)等特征。

2. 酶

（1）發(fā)現(xiàn)1783年,，意大利科學(xué)家,，斯巴蘭讓尼?鷹的消化實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簠^(qū)分鳥類的胃的消化過(guò)程，是進(jìn)行物理性消化,，還是存在化學(xué)性消化,。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：將肉塊放入小巧的金屬籠，讓鷹將金屬籠吞入,，既保證肉塊不受物理性消化的影響,，同時(shí)胃液可流入籠內(nèi)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：隔一段時(shí)間后,，將小籠子取出,，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。

結(jié)果分析：胃內(nèi)具有化學(xué)性消化作用

1836年,，德國(guó)科學(xué)家施旺,，從胃液中提取出消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)（蛋白酶）

1926年，美國(guó)薩姆納從刀豆種子中提出脲酶結(jié)晶,，并證實(shí)脲酶是一種蛋白質(zhì),。

20世紀(jì)30年代，酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì)

20世紀(jì)80年代,，美國(guó)科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)rna 也具生物催化作用,。

（2）本質(zhì)：酶，是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機(jī)物

理解：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)成分,，即一些具有生物催化作用的有機(jī)物,，如rna并非是蛋白質(zhì)成分，它們具有生物酶的特點(diǎn)：① 是活細(xì)胞可以合成的,；② 能夠催化反應(yīng)進(jìn)行,；③ 是生物體內(nèi)的有機(jī)物，所以,，有幾點(diǎn)要注意：a. 不是酶的本質(zhì)都是蛋白質(zhì),，少數(shù)rna也是酶,；b. 不是蛋白質(zhì)都能稱為酶，只有是活細(xì)胞中產(chǎn)生具有催化作用的蛋白質(zhì)才稱為酶,，催化作用僅為蛋白質(zhì)多種功能之一,；c. 酶是活細(xì)胞產(chǎn)生，但不一定只在活細(xì)胞內(nèi)才能發(fā)揮作用,，在體外條件合適情況下一樣能發(fā)揮催化作用,。

（3）特性

酶的特點(diǎn)在化學(xué)中已經(jīng)學(xué)到，所有的酶在一定的條件下都能使生物體內(nèi)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)迅速地進(jìn)行,，而酶本身不發(fā)生變化,，但酶有別于無(wú)機(jī)化學(xué)催化劑。

①?酶具有“高效性”

過(guò)氧化氫酶,，與 相比,，過(guò)氧化氫酶的催化效率要高許多。通常情況下,，酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的 倍,。也就是說(shuō)，酶的催化效率是極高的,，比如：

每個(gè)碳酸酐酶分子每秒能夠催化 個(gè) ,，使其與相同數(shù)量的 結(jié)合，形成 ,，是非酶催化的一百萬(wàn)倍,。

② 酶具有“專一性”

一種酶只能作用于一種底物，或一類分子結(jié)構(gòu)相似的底物：

淀粉酶? 只能催化淀粉水解,，對(duì)蔗糖不起催化作用

二肽酶? 可以水解任何兩種氨基酸組成的二肽

所以,，每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。進(jìn)一步講,，生物體內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)很多,，在同一時(shí)刻，機(jī)體內(nèi)部不同部位不同細(xì)胞,，或同一細(xì)胞不同的位置發(fā)生著千萬(wàn)種反應(yīng)，而反應(yīng)的進(jìn)行依賴于酶的存在,，所以,，可以推論酶具有“多樣性”。大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì),，蛋白質(zhì)也是具有多樣性特點(diǎn)的,。特別是蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)是酶發(fā)揮作用的重要基礎(chǔ)之一。

③ 酶需要適宜的條件

每一種酶活性的發(fā)揮都離不開(kāi)特定的環(huán)境條件,，通常酶在一定的范圍內(nèi)才具有活性,，有催化能力,，超過(guò)了這個(gè)范圍，就不再有催化能力,，即酶失活,；酶即使在活性范圍內(nèi)，催化能力也有高低之分,，酶在改變某一環(huán)境條件下,，活性也改變，當(dāng)酶活性最高時(shí),，該環(huán)境條件稱為最適條件,，在此條件兩側(cè)，酶活性都將降低,。影響因素常有：a. 溫度：一定范圍內(nèi),，酶的催化能力隨溫度升高而增強(qiáng)（ ）但超過(guò)60℃，絕大多數(shù)酶就會(huì)失去活性,，低溫使活性降低,，但分子結(jié)構(gòu)未破壞，可恢復(fù)活性,。b. ph? 酶對(duì)環(huán)境中的ph十分敏感,，酶只有在一定的ph范圍內(nèi)才能表現(xiàn)出活性，隨ph不同,，酶的活性波動(dòng)很大,，一般最適ph常在4－8之間，不同酶情況不一樣,。

酶?最適ph

過(guò)氧化氧酶（肝）

唾液淀粉酶

脂肪酶

胰蛋白酶

胃蛋白酶?6.8

6.8

8.3

8.0-9.0

1.5-2.2

過(guò)酸,，過(guò)堿和ph偏高或偏低，酶的活性都會(huì)明顯降低至失活,，通常是使酶分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而導(dǎo)致失活,。

高溫常破壞酶的分子結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致失活，低溫也能使酶活性急劇下降,，但酶的分子結(jié)構(gòu)未被破壞,，當(dāng)溫度恢復(fù)到適宜濕度時(shí)，酶活性可恢復(fù),。

這兩種作用下,，作為維持酶空間結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵或次級(jí)鍵被破壞，主要是肽鍵,，離子鍵,，氫鍵，二硫鍵被破壞,，導(dǎo)致酶被水解,。

（4）酶工程：

盛有酶的容器——酶反應(yīng)器中,，利用酶的生物催化作用生產(chǎn)產(chǎn)品。

——淀粉酶用于高果糖漿的生產(chǎn)淀粉→麥芽糖→葡萄糖→果糖

利用豬胰島素生產(chǎn)人胰島素等,。

（5）新陳代謝與酶

自然界的一切生命現(xiàn)象都與酶的活動(dòng)有關(guān),，活細(xì)胞內(nèi)全部的生物化學(xué)反應(yīng)，都是在酶的催化作用下進(jìn)行的,，生命系統(tǒng)既是一個(gè)需要維持穩(wěn)態(tài)的系統(tǒng),，又是一個(gè)瞬間就會(huì)發(fā)生一系列合成分解運(yùn)動(dòng)著的系統(tǒng)，是一個(gè)矛盾的統(tǒng)一體,。新陳代謝中的各種化學(xué)反應(yīng)是在溫度,、酸堿度等相對(duì)穩(wěn)定的條件下進(jìn)行的。要想在常態(tài)下迅速而高效地進(jìn)行反應(yīng),，并且盡可能地降低能量閾,，這就需要生物催化劑——酶，離開(kāi)了酶,，新陳代謝就不能進(jìn)行,，生命就會(huì)停止。

第二節(jié) 新陳代謝與atp

（一）學(xué)習(xí)內(nèi)容：

1. atp的生理功能??????????? 2. atp的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

3. atp與adp的相互轉(zhuǎn)化???? 4. atp的形成途徑

（二）學(xué)習(xí)重點(diǎn)：

1. atp的生理功能???????????

2. atp與adp的相互轉(zhuǎn)化以及atp的形成途徑

（三）學(xué)習(xí)難點(diǎn)：

1. atp的結(jié)構(gòu)和生理功能

2. atp的形成與轉(zhuǎn)化

（四）學(xué)習(xí)過(guò)程：

新陳代謝中的一系列變化過(guò)程需要有酶的催化作用,，同時(shí),，這些過(guò)程伴隨著能量的轉(zhuǎn)變與轉(zhuǎn)移。

糖類是細(xì)胞的主要能源物質(zhì),，脂肪是生物體內(nèi)儲(chǔ)存能量的物質(zhì),。這些能源物質(zhì)的最終來(lái)源都是太陽(yáng)能。是通過(guò)復(fù)雜的過(guò)程轉(zhuǎn)變并轉(zhuǎn)移而儲(chǔ)存在這些物質(zhì)內(nèi)的,，并且終將以特殊形式,，轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)變才能被生物體利用,，它們都不能被生物體直接利用,，實(shí)際上，有機(jī)物中的能量不是綠色植物直接轉(zhuǎn)移用于有機(jī)物的合成的,，在所有這些變化過(guò)程中,，無(wú)論是能量的儲(chǔ)存轉(zhuǎn)移，還是釋放都離不開(kāi)atp這種特殊形式,，新陳代謝所需能由細(xì)胞內(nèi)的atp直接提供,，atp是代謝能量的直接來(lái)源。

1. atp的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

（1）概念：atp ——三磷酸腺苷的英文縮寫,，是存在于生物體內(nèi)的高能磷酸化合物,。

高能磷酸化合物：指水解時(shí)釋放的能量在 以上的磷酸化合物,。atp 水解時(shí)釋放的能量高達(dá) ,。

（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：a—p～p～p

a：代表腺苷（由腺嘌呤和核糖組成）

p：代表磷酸基團(tuán),。

～：代表高能磷酸鍵

（3）水解過(guò)程：

高能磷酸鍵水解時(shí)，生成磷酸并且釋放出大量的能量,。

2. atp與adp的相互轉(zhuǎn)化

atp分子中遠(yuǎn)離a的那個(gè)高能磷酸鍵,，在一定條件下很容易水解；也容易生成,。此過(guò)程伴隨能量的儲(chǔ)存與釋放,，adp為二磷酸腺苷，含一個(gè)高能磷酸鍵,。

atp在細(xì)胞內(nèi)的含量是很少的,；atp在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化十分迅速；胞內(nèi)的atp的含量總處在動(dòng)態(tài)平衡中,，不斷消耗,，不斷生成，保證胞內(nèi)穩(wěn)定供能環(huán)境,。atp水解時(shí)釋放的能量,，是生物體維持細(xì)胞分裂，根吸收礦質(zhì)元素和肌肉收縮,，維持體溫等生命活動(dòng)所需能量的直接來(lái)源,。

3. atp的形成途徑

對(duì)人和動(dòng)物來(lái)說(shuō)，adp轉(zhuǎn)化成atp所需能量來(lái)自呼吸作用,，對(duì)綠色植物而言,，則來(lái)自呼吸作用和光合作用

對(duì)于生命而言，能量是其能正常進(jìn)行的根本,，有了能量就可以完成各種活動(dòng),。生物體所有的能量幾乎都來(lái)自太陽(yáng)能，綠色植物通過(guò)光合作用,，將光能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中的穩(wěn)定化學(xué)能,，其它生物則直接或間接地以植物為食，在進(jìn)食后,，將食物中的能量轉(zhuǎn)移到自身,，合成有機(jī)物或利用，在所有這些過(guò)程中,，伴隨著atp與adp的轉(zhuǎn)變,，完成能量的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)換,、儲(chǔ)存和釋放,。這種不停頓的動(dòng)態(tài)平衡，是生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性的具體表現(xiàn)之一，而atp

則象是在各種細(xì)胞間,，流通著的“能量貨幣”,，保證了各種生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。

【模擬試題】

1. 胃液中的蛋白酶,，進(jìn)入小腸后,，催化活性大大降低，由于（??? ）

a. 酶的催化作用只能發(fā)揮一次???? b. 小腸內(nèi)的溫度高于胃內(nèi)溫度

c. 腸內(nèi)的ph值比胃內(nèi)ph值高??? d. 小腸內(nèi)的ph值比胃內(nèi)ph值低

2. 在不損傷植物細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下,，去除其細(xì)胞壁最好的方法是（??? ）

a.? ??b.? ??c. 淀粉酶??d. 纖維素酶

3. 關(guān)于酶的性質(zhì),，下列表述中錯(cuò)誤的一項(xiàng)是（??? ）

a. 化學(xué)反應(yīng)前后，酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量不變

b. 一但離開(kāi)活細(xì)胞,，酶就失去催化能力

c. 酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化能力的一類特殊有機(jī)物,，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是rna,。

d. 酶的催化效率很高,，但易受溫度和酸堿條件影響

4. 根據(jù)反應(yīng)式： 以下說(shuō)法正確的是（??? ）

a. 物質(zhì)和能量都是可逆的??????????? b. 物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的

c. 物質(zhì)是不可逆的,，能量是可逆的??? d. 兩者均不可逆

5. 下列關(guān)于人體細(xì)胞內(nèi)atp的敘述,，正確的是（??? ）

a. 人體細(xì)胞內(nèi)貯有大量atp，以備生理活動(dòng)需要

b. atp水解成adp的反應(yīng)是可逆的

c. atp只能在線粒體中生成

d. atp中含有兩個(gè)高能磷酸鍵

6. 下圖中能表示動(dòng)物肌細(xì)胞內(nèi)atp含量與 供給之間關(guān)系的曲線是（??? ）

a. a??b. b??c. c??d. d

7. 關(guān)于酶的特性實(shí)驗(yàn)裝置如下圖,，取標(biāo)號(hào)為a,、b、c,，三支試管各加入 稀釋淀粉糊

（1）在三支試管內(nèi)各滴入革蘭氏碘液,，搖勻，可見(jiàn)試管內(nèi)溶液呈_____色,。

（2）再在a管內(nèi)加入 胰液,，b管內(nèi)加入 煮沸唾液，c管內(nèi)加入 唾液,，然后將這三支試管放入37－40℃水浴鍋中,，15－20分鐘后，三支試管內(nèi)溶液確切變化分別是（??? ）

a管______________因?yàn)開(kāi)______________

b管______________因?yàn)開(kāi)______________

c管______________因?yàn)開(kāi)______________

8. 下面為綠色植物體內(nèi)atp與adp的互換式

問(wèn)：（1） a代表________,，p代表_______,，～代表________，pi代表_______,。

（2） 當(dāng)反應(yīng)從左向右進(jìn)行時(shí),，釋放的能量供給_______。

當(dāng)反應(yīng)從右向左進(jìn)行時(shí),，所需能量來(lái)源于__________和__________,。

9. 加酶洗衣粉中含蛋白酶，這種洗衣粉為什么能很好地除去衣物上的奶漬和血漬？使用這種洗衣粉時(shí)為什么需要溫水,？

10. 下圖是人體內(nèi)某個(gè)化學(xué)反應(yīng)示意圖,，圖中哪個(gè)英文字母代表酶，若b代表的是二肽,，cd代表什么？若b代表的是蔗糖,，cd代表什么,？