高中生物關(guān)于A(yíng)TP和酶的教案
探究一：溫度對酶作用速率的影響
實(shí)驗假設
溫度影響酶作用速率。具體來(lái)說(shuō)，在其他條件不變的情況下，一定范圍內增加溫度，酶作用速率升高；超過(guò)一定的溫度范圍以后，再增加溫度，酶作用速率下降，高溫導致酶失去活性。
實(shí)驗器材
冰箱，燒杯，試管，量筒，溫度計，酒精燈，淀粉溶液，稀釋的唾液、碘液等。
實(shí)驗步驟
�、偃�8支試管，分別標記為1、2、3、4、5、6、7、8；用量筒各量取2 mL的可溶性淀粉溶液，分別加入上述8支試管；對上述8個(gè)試管分別進(jìn)行0 ℃、17 ℃、27 ℃、37 ℃、47 ℃、57 ℃、67 ℃、100 ℃的溫度控制5分鐘；同時(shí)，取另一組8支試管，用量筒量取2 mL稀釋的唾液也進(jìn)行同樣的溫度控制處理。
�、谌〕錾鲜鰞山M試管，將稀釋的唾液分別加入到對應溫度的試管中，再水浴保持相應溫度5分鐘。
�、廴〕鲈嚬�，加入碘液2～3滴，觀(guān)察顏色變化，用“+”表示顏色變化的深淺。
實(shí)驗數據與分析
1 2 3 4 5 6 7 8
加入I2后顏色變化 +++ ++ + - + +++ +++ +++
數據分析（酶作用速率） - + ++ +++ ++ - - -
關(guān)于實(shí)驗數據的分析說(shuō)明：實(shí)驗中，加入碘液后顏色變化越明顯，直接表明淀粉被水解的越少，間接證明酶在該溫度條件下的催化活性越低，酶作用速率降低；反之，則相反。
教師提出下列問(wèn)題，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗或討論：
�。�1）假如實(shí)驗中將步驟③換成加入斐林試劑，后水浴加熱會(huì )出現怎樣的結果？
學(xué)生探究結果：在試管4中出現的磚紅色沉淀最明顯，而1、7、8試管幾乎無(wú)沉淀。
�。�2）假如進(jìn)行重復實(shí)驗，在步驟②之后，將實(shí)驗中的試管1、7、8再置于37 ℃的條件下水浴5分鐘，有何現象？
學(xué)生探究結果：試管1中加入碘液無(wú)顏色變化（不顯藍色）；而7、8試管加入碘液顯藍色。
�。�3）上述實(shí)驗說(shuō)明了什么？
生
說(shuō)明了在0 ℃時(shí)，酶的活性會(huì )受到抑制，但在一定范圍內溫度升高其活性會(huì )增加，說(shuō)明這種低溫導致的酶活性的降低是可以被恢復的；而在57 ℃、67 ℃、100 ℃時(shí)，酶的活性會(huì )受到抑制，并且隨著(zhù)溫度的降低，其活性不再變化，說(shuō)明高溫導致的這種活性的降低是不可以被恢復的。
�。�4）能否根據數學(xué)的函數思想，繪出唾液淀粉酶作用速率與溫度之間關(guān)系的函數示意圖？你能否對該函數圖進(jìn)行解釋?zhuān)?/p>
學(xué)生自主完成：
學(xué)生解釋?zhuān)赫f(shuō)明酶的催化需要適宜的溫度范圍；并且特定的酶具有一個(gè)特定的最適宜溫度；在最適溫度范圍內，隨著(zhù)溫度的升高，酶作用速率增加；超過(guò)最適溫度范圍后，隨著(zhù)溫度的升高，酶作用速率降低，最終失去活性；低溫對酶活性的抑制是可以被恢復的，而高溫導致酶的活性喪失是不可以被恢復的。為什么呢？
師
高溫導致了酶的空間結構的破壞，而這種破壞是不可以被恢復的，因而酶的活性中心失去其催化活性；低溫僅抑制了酶的活性中心的催化能力，并沒(méi)有破壞酶的空間結構，所以這種酶活性的降低是可以被恢復的。
�。�5）有些細菌生活在火山噴發(fā)口，也有一些生物生活在溫泉之中，你如何來(lái)解釋這種現象呢？
小組討論、代表發(fā)言：生活在這些環(huán)境中的生物，其體內的酶與人體內的酶的種類(lèi)是不同的，所以所需要的最適溫度與人的也不同。
�。�6）人體內有許多種類(lèi)的酶，這些不同的酶所需要的最適溫度都相同嗎？
師
人體不同的酶所需要的最適溫度是有所不同的，但大多是37 ℃左右。具體情況，可以查閱相關(guān)資料。
探究二：pH對酶作用速率的影響
教學(xué)建議：可以參考探究一的實(shí)驗設計思路，設計出一組呈梯度的pH環(huán)境，以研究不同的pH對酶作用速率的影響。
師
能否根據數學(xué)的函數思想，繪出H2O2酶作用速率與pH之間關(guān)系的函數示意圖？你能否對該函數圖進(jìn)行解釋?zhuān)?/p>
學(xué)生自主完成：
說(shuō)明酶的催化需要適宜的pH范圍；并且特定的酶具有一個(gè)特定的最適宜pH；在最適pH范圍內，隨著(zhù)pH的升高，酶作用速率增加；超過(guò)最適pH范圍后，隨著(zhù)pH的升高，酶作用速率降低，并最終導致酶失去活性；過(guò)酸與過(guò)堿對酶活性的破壞都不可以被恢復。
如人體內的胃蛋白酶需要的最適pH范圍是1.5～2.2之間，而胰蛋白酶需要的最適的pH范圍是8.0～9.0。
探究三：酶濃度對酶作用速率的影響
實(shí)驗假設
酶濃度影響酶作用速率。具體來(lái)說(shuō)，在其他條件不變的情況下，一定范圍內增加酶濃度，酶作用速率升高；超過(guò)一定的濃度范圍以后，再增加酶濃度，酶作用速率不變。
實(shí)驗器材
燒杯、試管、量筒、干酵母菌、過(guò)氧化氫、蒸餾水等。
實(shí)驗步驟
�、偃∫欢康慕湍妇渲瞥山湍妇芤�，用容量瓶（或量筒與燒杯）將上述鮮酵母菌溶液分別配制成稀釋10倍、100倍、100倍、1 000倍的酵母菌稀釋液；另取4支試管，分別標記為1、2、3、4，用量筒各量取3 mL的過(guò)氧化氫溶液，分別加入上述4支試管。
�、趯⒔湍妇♂屢悍謩e加入上述4支試管，觀(guān)察試管中氣泡逸出的速率與氣泡的大小。
實(shí)驗數據與分析
1 2 3 4
加入酵母菌稀釋液后氣泡逸出的速率 ++++ +++ ++ +
數據分析（酶作用的速率） ++++ +++ ++ +
關(guān)于實(shí)驗數據的分析說(shuō)明：實(shí)驗中，加入酵母菌稀釋液后氣泡逸出的速率越快、氣泡越大，直接表明過(guò)氧化氫被分解得越多，間接證明酶作用的速率越大。
師
能否根據數學(xué)的函數思想，繪出H2O2酶作用速率與酶濃度之間關(guān)系的函數示意圖？你能否對該函數圖進(jìn)行解釋?zhuān)?/p>
學(xué)生自主完成：
生
具體來(lái)說(shuō)，在底物濃度一定，其他條件不變的情況下，一定范圍內增加酶濃度，酶作用速率升高；酶的濃度超過(guò)一定的范圍以后，再增加酶濃度，酶作用速率不變。這主要與反應容器中底物濃度的限制、產(chǎn)物濃度的抑制等因素有關(guān)。
探究四：底物濃度對酶作用速率的影響
教學(xué)建議：可以參考探究三的實(shí)驗設計思路，設計出一組呈濃度梯度的過(guò)氧化氫溶液環(huán)境，以研究不同的底物濃度對酶作用速率的影響。
學(xué)生探究：進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗并進(jìn)行數據分析。并畫(huà)出底物濃度與酶作用速率關(guān)系的函數圖。
生
在其他條件不變的情況下，一定范圍內增加底物濃度，酶作用速率升高；超過(guò)一定的溫度范圍以后，再增加底物濃度，酶作用速率不變。這主要與反應容器中酶濃度的限制、產(chǎn)物濃度的抑制等因素有關(guān)。
師
那么，反應產(chǎn)物的濃度對實(shí)驗中酶作用的速率有何影響呢？
教師活動(dòng)：引導學(xué)生從化學(xué)平衡的.角度來(lái)分析問(wèn)題。
生
反應產(chǎn)物對實(shí)驗中酶作用的速率具有抑制作用，隨著(zhù)反應產(chǎn)物濃度的增加，抑制作用越明顯。
課堂小結
酶促反應的速率受到多種因素共同影響；單單考慮一種因素而忽略另一種因素都是不可取的；研究其中一種因素的作用，要注意控制變量。
引導學(xué)生閱讀“放眼社會(huì )”的“酶與疾病”，讓學(xué)生了解酶和疾病的關(guān)系，如先天性酶缺陷病、酶的活性變化而導致疾病的產(chǎn)生、酶在診斷和治療疾病中的應用，更重要的是理解酶是生物體內進(jìn)行新陳代謝的重要物質(zhì)。教師還可鼓勵學(xué)生收集社會(huì )生活中，尤其是醫療衛生事業(yè)中有關(guān)酶的應用的例子。
用作輔助消化劑的多酶片，含有淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶和脂肪酶等，盡管胃內酸度較高，不適合大多數酶發(fā)揮作用，但人們可以將某些酶制劑做成腸溶劑型，如糖衣片和膠囊等，讓酶到達腸內后再被釋放出來(lái)發(fā)揮作用，從而治療消化不良和食欲不振等癥。
學(xué)生活動(dòng)：閱讀“酶與疾病”，并利用網(wǎng)絡(luò )、圖書(shū)館、報刊等途徑，通過(guò)資料收集與整理、實(shí)地走訪(fǎng)與考察等多種方法，寫(xiě)出一篇有關(guān)“酶與疾病”的調查報告。
板書(shū)設計
3.酶促反應
4.影響酶促反應的因素
�。�1）溫度
�。�2）pH
�。�3）酶的濃度
�。�4）底物濃度
活動(dòng)與探究
“探究胃蛋白酶進(jìn)入小腸后是否能發(fā)揮活性”的活動(dòng)建議：
探究原理：
酶的活性受pＨ的影響，在過(guò)酸或過(guò)堿的環(huán)境下酶的活性都會(huì )喪失。在活性范圍內，酶的活性隨著(zhù)pＨ的變化而有所變化。由于人體的胃蛋白酶由胃腺細胞分泌產(chǎn)生，并在胃中催化蛋白質(zhì)分解的反應，然后隨食糜進(jìn)入小腸，這時(shí)pＨ由２.０變成７.８，對胃蛋白酶的活性產(chǎn)生了影響。
實(shí)驗材料：
胃蛋白酶溶液，精肉塊，鹽酸，NaＯＨ，pＨ試紙等。
實(shí)驗步驟：
�。�1）配制pＨ＝２.０和pＨ＝７.８的液體；
�。�2）在兩試管中分別加入等量pＨ＝２.０和pＨ＝７.８的液體；
�。�3）加入兩塊相同形狀的等重量的精肉塊；
�。�4）向兩試管中同時(shí)滴入胃蛋白酶溶液；
�。�5）定時(shí)觀(guān)察，記錄；
�。�6）分析得出結論。
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