【导语】“y0000”通过精心收集,向本站投稿了14篇生物教案-新陈代谢与酶,下面是小编为大家推荐的生物教案-新陈代谢与酶,欢迎大家分享。
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篇1:高中生物新陈代谢与酶教案
高中生物新陈代谢与酶教案范例
教学目标
知识方面
1、使学生理解新陈代谢的概念及其本质
2、使学生了解酶的发现过程;初步理解酶的概念、酶的特性、影响酶活性的因素
3、使学生理解酶在生物新陈代谢中的作用
能力方面
在引导学生分析生物新陈代谢概念,探究酶的特性,探究影响酶活性因素的过程中,初步训练学生的逻辑思维能力,分析实验现象能力及设计实验的能力,。
情感、态度、价值观方面
通过让学生了解酶的发现过程,使学生体会实验在生物学研究中的作用地位;通过讨论酶在生产、生活中的应用,使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系;体会科学、技术、社会之间相互促进的关系,进而体会研究生命科学价值的教育。
教学建议
教材分析
1、酶的发现
教材简单介绍酶的发现历史,从1783年意大利科学家斯巴兰让尼设计的巧妙实验到20世纪80年代科学家发现少数的酶是RNA,使学生对酶的研究历史中的一些重大发现有了一个大致了解。
2、酶的特性
酶的特性主要是通过安排了有关的学生实验,让学生通过实验,发现酶的三个特性,这样的编排方式符合学生由感性到理性的认知规律,有利于引导学生主动参与教学过程,并且有利于培养学生的多种能力。酶的高效性特点,是通过比较《实验五、肝脏内的过氧化氢酶比无机催化剂的催化效率》切入;酶的专一性的特点,是通过比较《实验六、探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用》切入;
3、影响酶活性的因素
本节教材主要讲述酶的催化作用需要适宜的条件,通过《实验七、探索影响淀粉酶活性的条件(选做)》切入。
本节内容的最后,安排了课外读“造福人类的酶工程”,以开阔学生的视野,同时又有助于加强学生对本节基础知识的理解,使学生体会科学、技术在改变人类生活质量中的作用。
教法建议
1、使学生在理解细胞水平上的新陈代谢概念及其本质是本节的重点与难点
新陈代谢是活细胞中全部有序的化学变化的总称,这是在细胞水平上对新陈代谢的描述。其实学生已不是第一次接触新陈代谢的概念,在初中生物课和高中生物课绪论中,学习已接触到诸如同化作用、异化作用及其关系等与新陈代谢有关的知识,但那是在生物个体水平对新陈代谢下的定义。本章的新陈代谢内容是对以往知识的深化和展开,教学教师要有意识地从细胞和分子水平引导学生分析出生物体是如何自我更新的,合成与分解是如何进行的,及其二者的关系,从而使学生更深刻地理解什么是生命。
例如,为使学生理解“新陈代谢是活细胞中全部化学反应的总称”这句话,教师可结合前一章细胞的物质基础与结构基础的相关知识,引导学生分析活细胞中发生的各种化学反应,如发生在线粒体内的糖的氧化放能的化学过程;发生在叶绿体中的水和二氧化碳合成为有机物的化学过程;发生在核糖体上的氨基酸缩合成多肽链的化学过程等,使学生对“新陈代谢是活细胞中全部化学反应的总称”这句话有一个感性认识。
2、使学生理解酶的概念是本节的重点。在本节教学中如何组织学生完成酶具有专一性的实验并实施有效的讨论是本节的难点。
生命体随时随刻发生着数量巨大的生物化学反应,同时又是一个稳定的,开放的系统。细胞中发生的各种化学反应不可能在高温、高压、强酸、强碱等条件下进行,而必须在常温、常压、水溶液环境下能快速、有序地进行的,这就要尽可能地降低化学反应能阈,这是新陈代谢为什么离不开生物催化剂,即酶的原因。
酶的概念和酶的发现可结合一起在让学生讨论,这样可让学生充分体会生产实践和科学实验对科学发展的促进作用。酶的特性这部分内容,可先组织学生依次完成实验,然后再由学生来讨论和总结。
在引导学生分析酶的特性时,引导学生与蛋白质的多样性联系起来,可使学生易于理解酶的催化作用的专一注必定意味着酶的多样性,而且蛋白质分子空间结构的多样性和酶的专一性催化关系密切。
3、使学生理解酶具有高效性、专一性和需要适宜条件是本节的重点,如何组织学生完成影响酶活性因素的选做实验并分析、讨论实验是本节教学的难点。
在组织学生操作、分析、讨论《实验七、探索影响淀粉酶活性的条件(选做)》基础上,引导学生分析两个坐标曲线图,让学生概括酶的催化作用需要适宜的温度和pH。
教学设计示例
【课题】 第一节 新陈代谢与酶
【教学重点】新陈代谢的概念及其本质的概念、酶的特性、影响酶活性的因素、酶在生物新陈代谢中的作用
【教学难点】新陈代谢的概念及其本质的概念、酶在生物新陈代谢中的作用
【课时安排】1课时
【教学手段】板图、多媒体课件、实验
【教学过程】
1、引入新陈代谢的概念及本质
(1)学生在初中生物学课本、高中绪论课的学习或通过各种媒体的介绍,对新陈代谢已经有了一定的认识,首先,教师应了解学生对新陈代谢是如何理解的。为此教师可设计一些问题,引导学生以自身为例,剖析生命是如何维持的,以此引入本节的学习,如:
①人体的脑细胞是通过什么途径获得营养?脑细胞中产生的代谢废物又是通过什么途径排出体外的?
②进入脑细胞的营养物质是如何被利用的?
③学生如何理解同化作用、异化作用,物质代谢、能量代谢,它们之间有何关系?
④想一想,人体的身体有哪些系统参与了新陈代谢过程,各是如何参与的等等?
(2)学生一般只能从生物个体、器官或系统水平上,说明生物体与外界环境之间进行物质和能量的交换,在此基础上,教师应把讨论引向微观水平,即细胞和分子水平的代谢过程。如可以设问:
①你吃下的肉类蛋白质,通过什么途径转化成为你自身的蛋白质?
②你吃下的淀粉类食物,通过什么途径为你提供能量?等等
通过分析、讨论,使学生理解:细胞的结构和生命活动的维持,需要不断地合成与分解,不断地处于自我更新的状态,而这种自我更新的过程完全依赖于细胞内发生的生物化学反应,从而在细胞水平理解新陈代谢的本质,即“新陈代谢是活细胞中全部有序的化学变化的总称”。
2、酶的概念、特性及其生理功能
在学生理解新陈代谢的本质后,可以利用学生已有的化学知识,分析出无机化学反应过程中所需的条件一般是很激烈的,再让学生分析出生物体细胞生存的条件是很温和的,可以提问,如:
(1)细胞生存的条件是很温和的,那么细胞内数量如此巨大的生物化学反应如何在常温、常压、水溶液环境、pH接近中性的条件下,迅速高效的进行呢?
(2)在化学反应中有没有提高化学反应的方法呢?
这样可顺利地引出活细胞产生的生物催化剂,即酶。
3、酶的发现史
这部分的教学,教师可让学生自己阅读,也可发给学生相应的补充资料,尤其是某种酶的研究过程方面的资料,目的是让学生对酶的研究过程、方法有一个较为全面的了解,让学生切身体会到生物学的实验研究对生物学发现的重要作用。
学生阅读后,可提问:酶都是蛋白质吗?并做一定的说明。
酶是活细胞所产生的具有催化能力的一类特殊的蛋白质。酶是细胞中促进化学反应速度的催化剂。现已发现的酶约有3000种以上。它们分别存在于各种细胞中,催化细胞生长代谢过程中各种不同的化学反应,使生物化学反应在常温、常压、水溶液等温和的条件下就可顺利进行。
很多年来,人们一直认为所有的酶都是蛋白质。然而生物学家的实验证明:RNA也可以是高活性的酶。早在1982年,T.Ceeh发现原生动物四膜虫的26S rRNA前体在没有蛋白质的情况下进行内含子的自我拼接,最终形成L19RNA。当时因为只是了解它有这种自我催化的活性,没有把它与酶等同看待。
1983年Atman和Pace分别报导了在RNA前体加工过程起催化作用的酶是由20%蛋白质和80%RNA组成的。如果除去蛋白质部分,并提高镁离子的浓度,则留下的RNA具有与全酶相同的催化活性,这是说明RNA具有酶活性的第一例证。
“酶不都是蛋白质”,这一科学事实再一次有力地证明了实验在科学发展中所起到的举足轻重的作用,同时也让我们看到,科学是发展的,探索是无止境的,而真理是相对的,现在的科学事实可能在今后会被修正,甚至。
另外,酶、激素、维生素之间的区别值得一提,学生在以后的学习中容易把这些物质和它们的作用搞混。可就高中生物学水平做一简单比较:
酶
激素
维生素
从化学本质上看
蛋白质
蛋白质(如生长素、胰岛素等)、固醇类脂类物质(如性激素)
多种多样,一般为小分子有机物。 如维生素D是固醇类物质;维生素A是脂类物质(萜类);维生素C是抗坏血酸(葡萄糖的衍生物)等等。
从生理功能看
可提高生物体生物化学反应的速度,是一种生物催化剂。
激素又称“化学信使”,是特定细胞合成的,能使生物体发生一定反应的有机分子。它的作用力很强,很低的浓度就能引起很强的反应,但在细胞中不能积累,很快就会被破坏。
维生素常常与酶结合,是较复杂酶的组成成分之一。天然食物中含量极少,但这些极微小的量对人体的生长和健康是必需的,人体一般不能合成它们或合成量不足,必须从食物中摄取。
可把酶的发现史与酶的特性这两部分教学内容结合起来,这样可使学生用实验方法探索酶的特性顺理成章。
篇2:生物教案:新陈代谢与ATP
生物教案:新陈代谢与ATP
教学目标
知识方面
1、理解ATP的分子简式及其结构特点
2、理解ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞中能量代谢中的意义
3、理解ATP的形成途径
4、掌握ATP是新陈代谢的直接能源,并理解ATP作为“能量通用货币”的含义
能力方面
学生通过分析ATP与ADP的相互转化及其对细胞内供能的意义,初步训练学生分析实际问题的能力。
情感、态度、价值观方面
让学生在分析自己身体内发生的ATP-ADP循环及其重要意义过程中,体验到生物学原理在生产实践中的价值,加强学生对身边的科学(RLS)这一理念的理解。
教学建议
教材分析
1、对于ATP的分子结构,教材首先介绍了ATP是腺嘌呤核苷的衍生物,分子简式为A-P~P~P,其中A代表腺苷,T代表三个,P代表磷酸基,~代表高能磷酸键,然后从比较高能磷酸化合物释放能量的标准数值和ATP释放能量的数值入手,使学生很信服地认识到ATP的确是一种高能磷酸化合物。
2、对于ATP与ADP的相互转化,教材中首先介绍了ATP水解和重新合成的过程:ATP与ADP的转化中,ATP的第二个和第三个磷酸之间的高能磷酸键对于细胞中能量的捕获、贮存和释放都是很重要的。第二个高能磷酸键的末端,能很快地水解断裂,于是ATP转换为ADP,能量随之释放出来以用于各项生命活动;同样,在提供能量的条件下,也容易加上第三个磷酸,使ADP又转化为ATP。在ATP与ADP的转化过程中都需要酶的参与,活细胞内这个过程是永无休止地循环进行的。
同时还介绍了ATP与ADP的这种相互转化是十分迅速的,ATP在细胞中的含量是很少的,如肌细胞中的ATP只能维持肌肉收缩2钞钟左右。从而易于引发学生讨论ADP-ADP循环的意义,同时可使学生加强ATP是生物体维持各项生命活动所需能量的直接来源的观点。
3、对于ATP的形成途径,教材是在介绍了ADP-ATP循环的基础上,从动物(包括人体)和绿色植物两方面进行了阐述。对动物而言,产生ATP途径是是氧化磷酸化,即呼吸作用;对植物而言,产生ATP的过程包括氧化磷酸化(呼吸作用)和光合磷酸化(光合作用)。
4、对于ATP的生理功能,教材先分析了生物体内糖类、脂肪等物质具有储存能量的特点,指出新陈代谢不仅需要酶,还需要能量,糖类是细胞的主要能源之一,脂肪是生物体内重要的储能物质,但这些有机物中的能量都不能直接被生物利用,它们的能量只有在细胞中随着有机物的逐步分解而释放出来,且储存到ATP中才能被生物体利用,从而使学生易于理解为什么ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。在本节的最后,教材还用ATP是流通着的“能量货币”这一形象的比喻,以加深学生对ATP的生理功能以及ADP-ATP相互转化的认识,即伴随着ATP的水解与合成的过程,发生着能量的释放与储存,从而推动新陈代谢顺利进行。
教法建议
本节教学内容中,ATP的分子简式、ATP的生理功能是重点,ATP与ADP的相互转变在新陈代谢中的作用,既是教学重点也是难点。
1.引入本节课时,首先要让学生明确以下事实,即生物体的生存不仅仅要依靠物质上的支持,同时还必须有能量的维持,在生物体内发生物质变化的同时,必定伴随着能量的获取、储存、释放、利用和散失。这样,引入ATP这一生物体直接能源就顺理成章了。
2.引出ATP这一高能化合物时,还是先从学生较为熟悉的能量形式入手比较容易被学生接受。比如,可先从宏观上引导学生分析绿色植物的光合作用过程把光能以化学能的形式储存在糖类、脂肪等有机物中;动植物又通过呼吸作用分解体内的有机物而获取生命活动所需的能量。在此基础上,引导学生进一步分析出:光能只有转化成一种活跃的化学能,才能被绿色植物利用;同样,动、植物通过呼吸作用分解有机物释放出的能量,除了一部分以热能的形式散失或维持体温外,其余的都要转化成一种活跃的化学能,才能用于各项生命活动。那么这种活跃的、随时可以利用的化学能是什么呢?这样自然而然地就引出ATP这一生物体的直接能源物质。
3.ATP的分子结构不宜讲授得过于深入。学生只要了解ATP中具有不稳定的高能磷酸键,ATP水解时释放其能量,形成ATP时需要能量就可以了,应把学生讨论的重点放在ATP释放出的能量用于哪些生理过程,及形成ATP的高能磷酸键时,能量来自哪些生理过程,以便使学生易于理解ATP和ADP的相互转变在细胞中能量的储存、转移和利用中的作用。
4.ATP与ADP的相互转化及这种转化在能量的储存、转移和利用中的作用,是本节学习的难点。为使学生的讨论顺利进行,教师应适时给学生以下提示:其一,细胞内ATP的含量是相对稳定的;其二,ATP在细胞内的含量是极少的,其三,细胞内的糖类、脂类等能源物质不能被细胞直接利用,ATP的水解后释放的能量才是细胞内各种生命活动的直接能量来源;其四,呼吸作用分解有机物释放能量不能为生物体直接利用,只有这些能量转移给ATP,且ATP水解后释放的能量才可被细胞利用。最终应使学生认识到ATP与ADP之间高效、迅速的转化是处于动态平衡之中的,ATP是生物体的直接能源,是细胞能量代谢的“通用货币”。
5.ATP的形成途径也不宜太深入,因为光合作用、呼吸作用的具体过程还没学到。注意引导学生分析出绿色植物通过光合作用,将光能转化成ATP中的化学能,并将ATP中的化学能最终储存在糖类等有机物中,即光合作用过程中固定的光能是绿色植物、动物和人形成的ATP的能量源泉。
教学设计示例
【课题】 第二节 新陈代谢与ATP
【教学重点】ATP的分子简式及其结构特点、ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞内能量代谢中的意义、ATP的形成途径、ATP是新陈代谢的直接能源,能理解ATP作为“能量通用货币”的含义
【教学难点】ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞内能量代谢中的意义、理解ATP作为“能量通用货币”的含义
【课时安排】1课时
【教学手段】板图、挂图、多媒体课件
【教学过程】
1、引言
设计1:通过学生列举生活实例引入ATP这一高能化合物。
新陈代谢的物质变化过程中,必定伴随着能量的转化。为了使学生对能量的转化有一个感性的认识,教师应鼓励学生从自己的生活中找一些能量转化的实例,比如可以提问:
(1)“你能举出几个生物体内发生的诸如能量转化、或能量的吸收储存、或能量的释放利用的例子来吗?”
(2)“绿色植物能把光能直接用于有机物的合成吗?”或“生物体通过呼吸作用把有机物中的能量释放出来,这些能量能直接被细胞利用吗?”
不能,光能必须要转化为一种活跃的化学能才能用于有机物的合成;有机物中的能量通过呼吸作用释放出来后,也必须转化为一种活跃的化学能才能用于生物体的各项生命活动,携带这种活跃的化合能的物质就是一种高能化合物,即ATP,这样很自然地引入了ATP这个概念。
设计2:从细胞中能量利用存在的矛盾入手,设计相关的问题串引入ATP这一高能化合物。
(1)“细胞中主要是由什么细胞器来产生能量的?”
线粒体的呼吸作用氧化分解有机物释放能量
(2)“细胞中有哪些生理过程在不断地消耗着能量?”
细胞分裂、细胞核中DNA的复制、核糖体合成蛋白质、细胞膜主动运输、高尔基体合成分泌等需要能量
(3)“细胞内产能与用能很明显地存在着空间上的隔离,细胞是怎样解决这一矛盾的呢?”
(4)“细胞内存在有糖类、脂肪等有机物,这些有机物含有大量且稳定的能量,但某项生命活动可能不用大量的能量就足以进行,而且糖类、脂肪中储存的能量又过于稳定,不易被生物体利用,细胞又是怎样解决这一矛盾的呢?”
这样就可自然地引入ATP这种储能少、不稳定、可为所有生理活动供能的高能化合物。
2、ATP的分子简式及其结构特点
在引导学生讨论ATP的`分子结构简式及其特点时,可从ATP的英文名称中的三个字母含义、中文名称、ATP是高能化合物等方面入手,使学生易于理解ATP的结构特点及其生理作用。
需要向学生解释清楚高能化合物的概念,即高能磷酸键水解过程中,释放的能量是一般的共价键的2倍以上,如ATP末端磷酸水解生成ADP和磷酸时,释放出的能量约30.5kJ/mol上,而6-磷酸葡萄糖水解成葡萄糖和磷酸时,释放的能量只有13.8kJ/mol。这种键称为高能键,常以“~”符号表示。含有高能键的化合物统称为高能化合物。
然后让学生自己分析ATP的结构简式的含义,如ATP中两个磷酸基团之间(P和P之间用“~“表示)的化学键是高能磷酸键。
细胞内释放能量的反应,如呼吸作用常会伴随ADP转变成ATP;而耗能的反应,如蛋白质的合成等,需要用ATP水解成ADP再将能量释放出来,以推动需能代谢反应的进行。
ATP和ADP在体内总是处于不停地转化中,且处于动态平衡之中。
3、ATP和ADP之间的相互转变及其意义
在引导学生讨论ATP和ADP之间的相互转变时,需强调细胞内ATP的含量是相对稳定的;ATP在细胞内的含量是极少的,细胞内的糖类、脂类等能源物质不能被细胞直接利用,ATP的水解后释放的能量才是细胞内各种生命活动的直接能量来源,呼吸作用分解有机物释放能量不能为生物体直接利用,只有这些能量转移给ATP,且ATP水解后释放的能量才可被细胞利用。最终应使学生认识到ATP与ADP之间高效、迅速的转化是处于动态平衡之中的,ATP是生物体的直接能源,是细胞能量代谢的“通用货币”。
4、在讨论了ATP和ADP之间相互转变及其意义后,在小结ATP在细胞内能量的转换、运输、利用中的关键作用时,可结合本节所讲的内容,提一些与ATP有关的综合性问题供学生讨论,让学生在讨论中加深对ATP这一生物体直接能源物质的理解。比如,可以讨论下面几个问题:
(1)众多能源物质中,ATP这种绝对含量极少的物质为什么成为直接能源?
葡萄糖、糖元、淀粉、脂肪、氨基酸、脂肪酸、磷酸肌酸等,这些都可作为生物体的能源物质,但生物体不能利用这些能源物质中的能量,这些物质中储存的能量必须要转移给ATP中。生物体直接从ATP中获得生命活动所需的各种形式的能量,如ATP可转化为机械能、电能、渗透能、化学能、光能和热量等。
(2)为什么ATP是细胞内能量释放、储存、转移和利用的中心物质,成为生物的直接能源呢?
我们来看看葡萄糖和ATP分子中储存能量的差异就明白了。ATP末端磷酸基团水解时,释放出的能量是30.5kJ/mol,一般把水解时释放20.92 kJ/mol以上能量的化合物叫高能化合物,可见ATP是高能化合物,而且其能量与某些高能化合物(如磷酸肌酸)相比,要低一些,因此磷酸肌酸中的能量可在不需额外供能的情况下转移给ATP。而葡萄糖分子彻底氧化为二氧化碳和水后,释放出2870kJ/mol的能量。结果,存在于葡萄糖分子中的能量就像存在银行里的钱,而储存在ATP分子中的能量则像“零钱”,它更容易在细胞中被使用,因此还有的说ATP是能量的“通用货币”就是这个道理。
(3)ATP对生命的维持是极其重要的,试想:当产生ATP的过程停止时,会发生什么?
举一个例子,学生可能知道氰化物可以在非常短的时间内使人死亡,其毒理就是阻挡ATP的形成。当人体ATP合成受阻后,机体没有ATP,神经细胞和其他细胞中的细胞活动就不能继续,人在3-6分钟内就会失去知觉。
(4)还有一个问题值得一提,就是ATP在生物体中的绝对含量是极小的,但生物体中的每一个细胞每时每刻都在消耗着ATP,但在正常情况下,生物体内的ATP量可满足机体的要求,奥妙何在呢?
生物体可把其它能源物质的能量高速地转移给ATP,以补充ATP的消耗,即ATP—ADP循环速度是很快的。
篇3:高一生物《新陈代谢与ATP》教案
高一生物《新陈代谢与ATP》教案
【教学重点】ATP的分子简式及其结构特点、ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞内能量代谢中的意义、ATP的形成途径、ATP是新陈代谢的直接能源,能理解ATP作为“能量通用货币”的含义
【教学难点】ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞内能量代谢中的意义、理解ATP作为“能量通用货币”的含义
【课时安排】1课时
【教学手段】板图、挂图、多媒体
【教学过程】
1、引言
设计1:通过学生列举生活实例引入ATP这一高能化合物。
新陈代谢的物质变化过程中,必定伴随着能量的转化。为了使学生对能量的转化有一个感性的认识,教师应鼓励学生从自己的生活中找一些能量转化的实例,比如可以提问:
(1)“你能举出几个生物体内发生的诸如能量转化、或能量的吸收储存、或能量的释放利用的例子来吗?”
(2)“绿色植物能把光能直接用于有机物的合成吗?”或“生物体通过呼吸作用把有机物中的能量释放出来,这些能量能直接被细胞利用吗?”
不能,光能必须要转化为一种活跃的化学能才能用于有机物的合成;有机物中的能量通过呼吸作用释放出来后,也必须转化为一种活跃的化学能才能用于生物体的各项生命活动,携带这种活跃的化合能的物质就是一种高能化合物,即ATP,这样很自然地引入了ATP这个概念。
设计2:从细胞中能量利用存在的矛盾入手,设计相关的问题串引入ATP这一高能化合物。
(1)“细胞中主要是由什么细胞器来产生能量的?”
线粒体的呼吸作用氧化分解有机物释放能量
(2)“细胞中有哪些生理过程在不断地消耗着能量?”
细胞分裂、细胞核中DNA的复制、核糖体合成蛋白质、细胞膜主动运输、高尔基体合成分泌等需要能量
(3)“细胞内产能与用能很明显地存在着空间上的隔离,细胞是怎样解决这一矛盾的呢?”
(4)“细胞内存在有糖类、脂肪等有机物,这些有机物含有大量且稳定的能量,但某项生命活动可能不用大量的能量就足以进行,而且糖类、脂肪中储存的能量又过于稳定,不易被生物体利用,细胞又是怎样解决这一矛盾的呢?”
这样就可自然地引入ATP这种储能少、不稳定、可为所有生理活动供能的高能化合物。
2、ATP的分子简式及其结构特点
在引导学生讨论ATP的分子结构简式及其特点时,可从ATP的英文名称中的三个字母含义、中文名称、ATP是高能化合物等方面入手,使学生易于理解ATP的结构特点及其生理作用。
需要向学生解释清楚高能化合物的概念,即高能磷酸键水解过程中,释放的能量是一般的共价键的2倍以上,如ATP末端磷酸水解生成ADP和磷酸时,释放出的能量约30.5/l上,而6-磷酸葡萄糖水解成葡萄糖和磷酸时,释放的能量只有13.8/l。这种键称为高能键,常以“~”符号表示。含有高能键的化合物统称为高能化合物。
然后让学生自己分析ATP的结构简式的含义,如ATP中两个磷酸基团之间(P和P之间用“~“表示)的化学键是高能磷酸键。
细胞内释放能量的反应,如呼吸作用常会伴随ADP转变成ATP;而耗能的反应,如蛋白质的合成等,需要用ATP水解成ADP再将能量释放出来,以推动需能代谢反应的进行。
ATP和ADP在体内总是处于不停地转化中,且处于动态平衡之中。
3、ATP和ADP之间的相互转变及其意义
在引导学生讨论ATP和ADP之间的相互转变时,需强调细胞内ATP的含量是相对稳定的;ATP在细胞内的含量是极少的',细胞内的糖类、脂类等能源物质不能被细胞直接利用,ATP的水解后释放的能量才是细胞内各种生命活动的直接能量,呼吸作用分解有机物释放能量不能为生物体直接利用,只有这些能量转移给ATP,且ATP水解后释放的能量才可被细胞利用。最终应使学生认识到ATP与ADP之间高效、迅速的转化是处于动态平衡之中的,ATP是生物体的直接能源,是细胞能量代谢的“通用货币”。
4、在讨论了ATP和ADP之间相互转变及其意义后,在小结ATP在细胞内能量的转换、运输、利用中的关键作用时,可结合本节所讲的内容,提一些与ATP有关的综合性问题供学生讨论,让学生在讨论中加深对ATP这一生物体直接能源物质的理解。比如,可以讨论下面几个问题:
(1)众多能源物质中,ATP这种绝对含量极少的物质为什么成为直接能源?
葡萄糖、糖元、淀粉、脂肪、氨基酸、脂肪酸、磷酸肌酸等,这些都可作为生物体的能源物质,但生物体不能利用这些能源物质中的能量,这些物质中储存的能量必须要转移给ATP中。生物体直接从ATP中获得生命活动所需的各种形式的能量,如ATP可转化为机械能、电能、渗透能、化学能、光能和热量等。
(2)为什么ATP是细胞内能量释放、储存、转移和利用的中心物质,成为生物的直接能源呢?
我们来看看葡萄糖和ATP分子中储存能量的差异就明白了。ATP末端磷酸基团水解时,释放出的能量是30.5/l,一般把水解时释放20.92 /l以上能量的化合物叫高能化合物,可见ATP是高能化合物,而且其能量与某些高能化合物(如磷酸肌酸)相比,要低一些,因此磷酸肌酸中的能量可在不需额外供能的情况下转移给ATP。而葡萄糖分子彻底氧化为二氧化碳和水后,释放出2870/l的能量。结果,存在于葡萄糖分子中的能量就像存在银行里的钱,而储存在ATP分子中的能量则像“零钱”,它更容易在细胞中被使用,因此还有的说ATP是能量的“通用货币”就是这个道理。
(3)ATP对生命的维持是极其重要的,试想:当产生ATP的过程停止时,会发生什么?
举一个例子,学生可能知道氰化物可以在非常短的时间内使人死亡,其毒理就是阻挡ATP的形成。当人体ATP合成受阻后,机体没有ATP,神经细胞和其他细胞中的细胞活动就不能继续,人在3-6分钟内就会失去知觉。
(4)还有一个问题值得一提,就是ATP在生物体中的绝对含量是极小的,但生物体中的每一个细胞每时每刻都在消耗着ATP,但在正常情况下,生物体内的ATP量可满足机体的要求,奥妙何在呢?
生物体可把其它能源物质的能量高速地转移给ATP,以补充ATP的消耗,即ATP―ADP循环速度是很快的。
篇4:酶在生物新陈代谢中的作用全教案
酶在生物新陈代谢中的作用全教案
教学目标
知识方面
1、使学生理解新陈代谢的概念及其本质
2、使学生了解酶的发现过程;初步理解酶的概念、酶的特性、影响酶活性的因素
3、使学生理解酶在生物新陈代谢中的作用
能力方面
在引导学生分析生物新陈代谢概念,探究酶的特性,探究影响酶活性因素的过程中,初步训练学生的逻辑思维能力,分析实验现象能力及设计实验的能力,。
情感、态度、价值观方面
通过让学生了解酶的发现过程,使学生体会实验在生物学研究中的作用地位;通过讨论酶在生产、生活中的应用,使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系;体会科学、技术、社会之间相互促进的关系,进而体会研究生命科学价值的教育。
教学建议
教材分析
1、酶的发现
教材简单介绍酶的发现历史,从1783年意大利科学家斯巴兰让尼设计的巧妙实验到20世纪80年代科学家发现少数的酶是RNA,使学生对酶的研究历史中的一些重大发现有了一个大致了解。
2、酶的特性
酶的特性主要是通过安排了有关的学生实验,让学生通过实验,发现酶的三个特性,这样的编排方式符合学生由感性到理性的认知规律,有利于引导学生主动参与教学过程,并且有利于培养学生的多种能力。酶的高效性特点,是通过比较《实验五、肝脏内的过氧化氢酶比无机催化剂的催化效率》切入;酶的专一性的特点,是通过比较《实验六、探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用》切入;
3、影响酶活性的因素
本节教材主要讲述酶的催化作用需要适宜的条件,通过《实验七、探索影响淀粉酶活性的条件(选做)》切入。
本节内容的最后,安排了课外读“造福人类的酶工程”,以开阔学生的视野,同时又有助于加强学生对本节基础知识的理解,使学生体会科学、技术在改变人类生活质量中的作用。
教法建议
1、使学生在理解细胞水平上的新陈代谢概念及其本质是本节的重点与难点
新陈代谢是活细胞中全部有序的化学变化的总称,这是在细胞水平上对新陈代谢的描述。其实学生已不是第一次接触新陈代谢的概念,在初中生物课和高中生物课绪论中,学习已接触到诸如同化作用、异化作用及其关系等与新陈代谢有关的知识,但那是在生物个体水平对新陈代谢下的定义。本章的新陈代谢内容是对以往知识的深化和展开,教学教师要有意识地从细胞和分子水平引导学生分析出生物体是如何自我更新的,合成与分解是如何进行的,及其二者的关系,从而使学生更深刻地理解什么是生命。
例如,为使学生理解新陈代谢是活细胞中全部化学反应的总称这句话,教师可结合前一章细胞的物质基础与结构基础的相关知识,引导学生分析活细胞中发生的各种化学反应,如发生在线粒体内的糖的氧化放能的化学过程;发生在叶绿体中的水和二氧化碳合成为有机物的化学过程;发生在核糖体上的氨基酸缩合成多肽链的化学过程等,使学生对新陈代谢是活细胞中全部化学反应的总称这句话有一个感性认识。
2、使学生理解酶的概念是本节的重点。在本节教学中如何组织学生完成酶具有专一性的实验并实施有效的讨论是本节的难点。
生命体随时随刻发生着数量巨大的生物化学反应,同时又是一个稳定的,开放的系统。细胞中发生的各种化学反应不可能在高温、高压、强酸、强碱等条件下进行,而必须在常温、常压、水溶液环境下能快速、有序地进行的,这就要尽可能地降低化学反应能阈,这是新陈代谢为什么离不开生物催化剂,即酶的原因。
酶的概念和酶的发现可结合一起在让学生讨论,这样可让学生充分体会生产实践和科学实验对科学发展的促进作用。酶的特性这部分内容,可先组织学生依次完成实验,然后再由学生来讨论和总结。
在引导学生分析酶的特性时,引导学生与蛋白质的多样性联系起来,可使学生易于理解酶的催化作用的专一注必定意味着酶的多样性,而且蛋白质分子空间结构的多样性和酶的专一性催化关系密切。
3、使学生理解酶具有高效性、专一性和需要适宜条件是本节的重点,如何组织学生完成影响酶活性因素的选做实验并分析、讨论实验是本节教学的难点。
在组织学生操作、分析、讨论《实验七、探索影响淀粉酶活性的条件(选做)》基础上,引导学生分析两个坐标曲线图,让学生概括酶的催化作用需要适宜的温度和pH。
教学设计示例
【课题】 第一节 新陈代谢与酶
【教学重点】新陈代谢的概念及其本质的概念、酶的特性、影响酶活性的因素、酶在生物新陈代谢中的作用
【教学难点】新陈代谢的概念及其本质的概念、酶在生物新陈代谢中的作用
【课时安排】1课时
【教学手段】板图、多媒体课件、实验
【教学过程()】
1、引入新陈代谢的概念及本质
(1)学生在初中生物学课本、高中绪论课的学习或通过各种媒体的介绍,对新陈代谢已经有了一定的认识,首先,教师应了解学生对新陈代谢是如何理解的。为此教师可设计一些问题,引导学生以自身为例,剖析生命是如何维持的,以此引入本节的学习,如:
①人体的脑细胞是通过什么途径获得营养?脑细胞中产生的代谢废物又是通过什么途径排出体外的?
②进入脑细胞的营养物质是如何被利用的?
③学生如何理解同化作用、异化作用,物质代谢、能量代谢,它们之间有何关系?
④想一想,人体的身体有哪些系统参与了新陈代谢过程,各是如何参与的等等?
(2)学生一般只能从生物个体、器官或系统水平上,说明生物体与外界环境之间进行物质和能量的交换,在此基础上,教师应把讨论引向微观水平,即细胞和分子水平的代谢过程。如可以设问:
①你吃下的肉类蛋白质,通过什么途径转化成为你自身的蛋白质?
②你吃下的淀粉类食物,通过什么途径为你提供能量?等等
通过分析、讨论,使学生理解:细胞的结构和生命活动的维持,需要不断地合成与分解,不断地处于自我更新的状态,而这种自我更新的过程完全依赖于细胞内发生的生物化学反应,从而在细胞水平理解新陈代谢的本质,即“新陈代谢是活细胞中全部有序的化学变化的总称”。
2、酶的概念、特性及其生理功能
在学生理解新陈代谢的本质后,可以利用学生已有的化学知识,分析出无机化学反应过程中所需的条件一般是很激烈的,再让学生分析出生物体细胞生存的条件是很温和的,可以提问,如:
(1)细胞生存的条件是很温和的,那么细胞内数量如此巨大的生物化学反应如何在常温、常压、水溶液环境、pH接近中性的条件下,迅速高效的进行呢?
(2)在化学反应中有没有提高化学反应的方法呢?
这样可顺利地引出活细胞产生的生物催化剂,即酶。
3、酶的发现史
这部分的教学,教师可让学生自己阅读,也可发给学生相应的补充资料,尤其是某种酶的研究过程方面的资料,目的是让学生对酶的研究过程、方法有一个较为全面的了解,让学生切身体会到生物学的实验研究对生物学发现的重要作用。
学生阅读后,可提问:酶都是蛋白质吗?并做一定的说明。
酶是活细胞所产生的具有催化能力的一类特殊的蛋白质。酶是细胞中促进化学反应速度的催化剂。现已发现的酶约有3000种以上。它们分别存在于各种细胞中,催化细胞生长代谢过程中各种不同的化学反应,使生物化学反应在常温、常压、水溶液等温和的条件下就可顺利进行。
很多年来,人们一直认为所有的酶都是蛋白质。然而生物学家的实验证明:RNA也可以是高活性的酶。早在1982年,T.Ceeh发现原生动物四膜虫的26S rRNA前体在没有蛋白质的情况下进行内含子的自我拼接,最终形成L19RNA。当时因为只是了解它有这种自我催化的活性,没有把它与酶等同看待。
1983年Atman和Pace分别报导了在RNA前体加工过程起催化作用的酶是由20%蛋白质和80%RNA组成的。如果除去蛋白质部分,并提高镁离子的浓度,则留下的RNA具有与全酶相同的催化活性,这是说明RNA具有酶活性的第一例证。
“酶不都是蛋白质”,这一科学事实再一次有力地证明了实验在科学发展中所起到的举足轻重的作用,同时也让我们看到,科学是发展的,探索是无止境的,而真理是相对的,现在的科学事实可能在今后会被修正,甚至推翻。
另外,酶、激素、维生素之间的区别值得一提,学生在以后的学习中容易把这些物质和它们的作用搞混。可就高中生物学水平做一简单比较:
酶
激素
维生素
从化学本质上看
蛋白质
蛋白质(如生长素、胰岛素等)、固醇类脂类物质(如性激素)
多种多样,一般为小分子有机物。 如维生素D是固醇类物质;维生素A是脂类物质(萜类);维生素C是抗坏血酸(葡萄糖的衍生物)等等。
从生理功能看
可提高生物体生物化学反应的速度,是一种生物催化剂。
激素又称“化学信使”,是特定细胞合成的,能使生物体发生一定反应的有机分子。它的作用力很强,很低的浓度就能引起很强的反应,但在细胞中不能积累,很快就会被破坏。
维生素常常与酶结合,是较复杂酶的组成成分之一。天然食物中含量极少,但这些极微小的量对人体的生长和健康是必需的,人体一般不能合成它们或合成量不足,必须从食物中摄取。
可把酶的发现史与酶的`特性这两部分教学内容结合起来,这样可使学生用实验方法探索酶的特性顺理成章。
4、酶的特性
在进行酶的特性教学时,教师可提问:
酶作为生物催化剂,与无机催化剂相比,有何特点?
为解决这个问题,教师可演示有关实验,也可安排相应的学生实验,引导学生通过对实验现象的观察,分析得出结论,即酶的高效性、专一性与多样性特性。
(1)酶的高效特性实验,实验前有必要简单介绍两项内容:
一是过氧化氢这种物质,它是动植物在代谢中产生的,对机体有毒害作用。生物体可通过过氧化氢酶,催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。无机催化剂三价铁离子也可催化这一反应;二是本实验的实验步骤。
实验后,让学生讨论得出过氧化氢酶的催化效率高于铁离子的结论,在此基础上,教师可列举其他实例,概括酶的高效性。教师还应强调正是由于酶的存在及其高效性,所以许多代谢反应在体外很难发生,在体内却可迅速进行。
(2)酶的专一性特性
实验前可提问:“食物中的淀粉和蔗糖同属糖类,唾液淀粉酶能否消化水解这两种物质?”
本实验所涉及的颜色反应要在实验前跟学生说明清楚。淀粉水解成的麦芽糖和蔗糖水解成的葡萄糖、果糖在煮沸的条件下,与斐林试剂反应会有砖红色沉淀物质产生,淀粉和蔗糖与斐林试剂无此反应。因此,斐林试剂可以用来鉴定淀粉和蔗糖溶液中是否有麦芽糖和葡萄糖及果糖,进而推测淀粉和蔗糖是否被水解。
在此基础上,教师通过进一步实例说明酶的专一性是酶普遍具有的特性;
(3)酶的多样性原理,可在学生理解酶的专一性原理基础上,结合蛋白质的多样性让学生分析得出。
5、影响酶活性的因素
有条件的学校,应尽量让学生做《实验七、探索影响淀粉酶活性的条件》,这对于训练学生分析实验能力,理解对照实验的设计方法等都是很帮助的。
在学生通过实验分析得出影响酶活性的因素后,可适当结合学生的生活实际,引导学生分析、讨论一些与之相关的生活常识。如可提问:“持续高烧不退或严重腹泻有时甚至会危及人的生命,学生知道其中的原因吗?”
人的正常体温是37℃,体温升高到38℃,虽然体温只是升高了1℃,但人已感觉非常没有精神,如果升高到39℃甚至40℃以上,而且持续高烧,就会出现一系列严重的反应,如昏睡、昏迷、惊厥、甚至危及生命,这是为什么呢?原来,酶作为生物催化剂,其催化活性受到很多因素的影响,如温度、pH值、有机溶剂、重金属离子、酶浓度、酶的激活剂、抑制剂等等,而酶的活性受上述因素的影响是非常敏感的,影响因素发生很小的变化的,酶活性就会发生很大的改变。人体中酶的最适温度一般为37℃,当人体体温高于或低于这个温度时,机体中酶活性就会大大降低,细胞内的各种生物化学反应不能正常进行了。
霍乱是一种烈性传染病,为霍乱弧菌所致,曾在世界上引起多次大流行,死亡率甚高。霍乱弧菌通过人的肠粘膜并大量繁殖,同时产生肠毒素引起剧烈腹泻造成迅速而严重的脱水,血容量明显减少,因而出现微循环衰竭,使细胞得不到钾、钠、钙、氯离子,导致肌肉痉挛;细胞得不到碳酸氢根离子而导致细胞内pH值发生较大的改变,酶活性即相应大大降低
,严重的会出现代谢性酸中毒,最终病人肾功能衰竭,休克、死亡。人体大量出汗、腹泻都要相应地补充水就是这个道理;婴幼儿自身调节能力差,婴幼儿腹泻常常引起严重后果,就是这个道理。
或者问:“当人误食了含有重金属的食物或农药后,有一种应急措施,就是赶紧给病人大量喝牛奶或豆浆,学生知道这是为什么吗?”
酶活性除了与温度、pH有关外,还受有机溶剂、重金属离子等的影响。有机溶剂与重金属离子影响酶活性的主要原因是有机溶剂和重金属离子与酶蛋白上的某些化学基团结合,使酶的活性完全丧失,这也是人误食了有机磷农药、有机氯农药或含重金属离子的食物中毒甚至死亡的原因。
牛奶和豆浆中含有大量的蛋白质,这些蛋白质可以和重金属或有机物结合,而使这些金属离子和有机物发生沉淀。当人误食了含重金属的食品或农药后,大量饮用牛奶或豆浆可使这些有毒物质沉淀下来不被消化道吸收,从而也就避免了这些有毒物质与人体中正常的酶接触的机会,而保护了这些酶的活性。当然,这只是应急措施,还要去医院探究活动
探究pH值对酶活性影响
【探究目的】
了解pH对酶活性的影响、学习测定酶的最适pH的方法
【探究原理】
酶的活性受环境pH的影响极为显著。通常各种酶只有在一定的pH范围内才表现它的活性。一种酶表现其催化活性最高时的pH值称为该酶的最适pH。低于或高于最适pH时,酶的活性逐渐降低。不同酶的最适pH值不同,例如,胃蛋白酶的最适pH为1.5一2.5,胰蛋白酶的最适pH为8等。
应当指出酶的最适pH受反应物性质和缓冲液性质的影响。例如,唾液淀粉酶的最适PH约为6.8,但在磷酸缓冲液中,其最适pH为6.4一6.6,在醋酸缓冲液中则为5.6。
【材料和用具】
1、0.3%氯化钠的0.5%淀粉溶液(新鲜配制)
2、稀释200倍的新鲜唾液。
3、0.1M柠檬酸溶液。
4、0.2M磷酸氢二钠溶液
5、碘化钾-碘溶液:将碘化钾20克和碘10克溶解在100ml水中,使用前稀释10倍。
【探究步骤】
取8个50毫升锥形瓶,编号。按下表中的比例,用吸量管添加0.2M磷酸氢二钠溶液和0.lM柠檬酸溶液,制备pH5.0一8.0的8种缓冲溶液。
锥形瓶号
0.2M磷酸氢二钠溶液(ml)
0.lM柠檬酸溶液(ml)
缓冲溶液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支干燥的试管,编号。将8个锥形瓶中不同pH的缓冲液各取3毫升,分别加入相应(l一8号)的试管中。然后,再向每个试管中添加0.5%淀扮溶液2毫升。第9号试管与第5试管的内容物相同。
向第9号试管中加入稀释200倍的唾液2毫升,摇匀后放入37℃恒温水浴中保温。每隔1分钟由第9号试管中取出一滴混合液,置于白瓷板上,加一滴碘化钾-碘溶液,检验淀粉的水解度,待结果呈橙黄色时,取出试管,记录保温时间。注意,掌握第9号试管的水解程度是本实验成败的关键之一。
以l分钟的间隔,依次向第l至第8号试管中加入稀释200倍的唾液2毫升,摇匀,并以1分钟的间隔依次将8支试管放入37℃恒温水浴中保温。然后,按照第9号试管的保温时间,依次将各管迅速取出,并立即加入碘化钾-碘溶液2滴,充分摇匀。观察各管呈现的颜色,判断在不同pH值下淀粉被水解的程度,可以看出pH对唾液淀粉酶活性的影响,并确定其最适pH。
探究酶的激活剂及抑制剂
【探究目的】
学习检定激活剂和抑制剂影晌酶反应的方法和原理
【探究原理】
酶的活性常受某些物质的影响,有些物质能使酶的活性增加,称为酶的激活剂;有些物质能使酶的活性降低,称为酶的抑制剂。例如,氯化钠为唾液淀粉酶的激活剂,硫酸铜为其抑制剂。
很少量的激活剂或抑制剂就会影响酶的活性,而且常有特异性。值得注意的是激活剂和抑制剂不是绝对的,有些物质在低浓度度时为某种酶的激活剂,而在高浓度时则为该酶的抑制剂。例如,氯化钠达到1/3饱和度时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%氯化钠溶液。
3、碘化钾-碘溶液:将碘化钾20克和碘10克溶解在100ml水中,使用前稀释10倍。
4、稀释100一200倍的新鲜唾液。
5、0.1%硫酸铜溶液。
【探究步骤】
取3支试管,编号。向第l支试管中加入l%氯化钠溶液l毫升,向第2支试管中加入0.1%的硫酸铜溶液l毫升,向第3支试管中加入蒸馏水l毫升作对照。再向每支试管各加入0.l%淀粉溶液3毫升和稀释的唾液l毫升。摇匀各管内容物,一齐放入37℃恒温水浴中保温,10一15分钟后取出。冷后,各滴入2一3滴碘化钾-碘溶液,混匀。观察比较3支试管颜色的深浅。
如果激活剂或抑制剂的作用不明显,主要原因可能是唾液淀粉酶活性不够高,可以适当延长反应时间或者降低唾液稀释倍数,然后再继续实验。
探究酶的专一性
【探究目的】
本实验以唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用为例,说明酶的特异性。
【材料用具】
1、2%蔗糖溶液:蔗糖是典型的非还原糖,若商品蔗糖中还原糖含量超过一定标准,则呈现还原性,这种蔗糖不能使用。所以,实验前必须进行检查。本实验用的蔗糖至少应是分析纯的试剂。
2、0.3%氯化钠的l%淀粉溶液(新鲜配制)
3、稀释200倍的新鲜唾液。
4、蔗糖酶溶液:取干酵母100克,置于乳钵内,添加适量蒸馏水及少量石英砂。用力研磨提取约l小时,再加蒸馏水,使总体积约为500毫升,过滤。将滤液保存于冰箱内备用。
5、本尼迪克特(Benedict)试剂: 将硫酸铜17.3克溶解于100毫升热蒸馏水中。冷却后,稀释至150毫升。取柠檬酸钠173克及碳酸钠(Na2CO3.H2O)100克,加水600毫升,加热使之溶解,冷后,稀释至850毫升。最后,把硫酸铜溶液缓缓倾入柠檬酸钠-碳酸钠溶液中。混匀后,用细口瓶贮存。此试剂可长时间保存。
【探究步骤】
1、淀粉酶的特异性实验
取2支试管,各加入本尼迪克特(Benedict)试剂2毫升,再分别加入l%淀粉溶液或2%蔗糖溶液各4滴。混合均匀后,放在沸水浴中煮2一3分钟。观察有无红黄色沉淀产生,纯净的淀粉和蔗糖不呈阳性反应。
再取3支试管,每管各加入稀释200倍的新鲜唾液l毫升。再分别加入l%淀粉溶液或2%蔗糖溶液各3毫升。混匀,放入37℃恒温水浴中保温,15分钟后取出。各加本尼迪克特试剂2毫升,摇匀,放在沸水浴中煮2一3分钟。观察有无红黄色沉淀产生。
新鲜唾液的稀释倍数,一般为200倍。但是,由于不同人或同一人不同时间采收的唾液内淀粉酶的活性并不相同,有时差别很大,稀释倍数可以是50一300倍,甚至超出此范围。因此,应事先确定稀释倍数。另外,要注意除去唾液里的气泡,避免稀释倍数不准确面影响实验结果。稀释好的新鲜唾液用滤纸过滤后待用。
2、蔗糖酶的特异性实验
取2支试管,各加入蔗糖酶溶液l毫升,再分别加入l%淀粉溶液3毫升或2%蔗糖溶液3毫升。摇匀,放入37℃恒温水浴中保温,10分钟后取出,各加入本尼迪克特试剂2毫升,混匀后放入沸水浴中煮2一3分钟。观察有无红黄色沉淀产生。
再取l支试管,加入蔗糖酶l毫升和蒸馏水3毫升,混匀,加入本尼迪克特试剂2毫升,摇匀,在沸水浴中煮2一3分钟。可以观察到试管内溶液呈现轻度阳性反应,这是由于蔗糖酶溶液本身含有少量还原性杂质的缘故。因此,用此管作为对照,即可解释上述用淀粉作底物的试管内呈现轻度阳性反应的原因。
探究温度对酶活性的影响
【探究目的】
通过检验不同温度下唾液淀粉酶和脲酶的活性,了解温度对酶活性的影响。
【探究原理】
酶的催化作用受温度的影响很大,一方面与一般化学反应一样,提高温度可以增加酶促反应的速度。通常温度每升高10℃,反应速度加快一倍左右,最后反应速度达到最大值。另一方面酶的化学本质是蛋白质,温度过高可引起蛋白质变性,导致酶的失活。因此,反应速度达到最大值以后,随着温度的升高,反应速度反而逐渐下降,以至完全停止反应。反应速度达到最大值时的温度称为某种酶作用的最适温度。高于或低于最适温度时,反应速度逐渐降低。大多数动物酶的最通温度为37℃一40℃,植物酶的最适温度为50℃一60℃。但是,一种酶的最适温度不是完全固定的,它与作用的时间长短有关,反应时间增长时,最适温度向数值较低的方向移动。通常测定酶的活性时,在酶反应的最适温度下进行。为了维持反应过程中温度的恒定,一般利用恒温水浴等恒温装置。
酶对温度的稳定性与其存在形式有关。已经证明大多数酶在干燥的固体状态下比较稳定,能在室温下保存数月以至一年。溶液中的酶,一般不如固体的酶稳定,而且容易为微生物污染,通常很难长期保存而不夹失其活性,在高温的情况下,更不稳定。
【材料和用具】
1、0.3%氯化钠的0.2%的淀粉溶液。
2、稀释200倍的唾液。
3、碘化钾-碘溶液:将碘化钾20克和碘10克溶解在100ml水中,使用前稀释10倍。
4、1%尿素溶液。
5、脲酶提取液:取黄豆粉6克,加30%乙醇250毫升,振荡10分钟,过滤。可保存l一2星期。
6、奈斯勒(Nessler)试剂:称取5克碘化钾,溶于5毫升蒸馏水中,加人饱和氯化汞溶液(100毫升约溶解5.7克氯化汞),并不断搅拌。直至产生的朱红沉淀不再溶解时,再加40毫升50%氢氧化钠溶液,稀释至100毫升,混匀,静置过夜,倾出清液存于棕色瓶中。
奈斯勒试剂是含有大量汞盐的强碱性溶
液,所以,它是具有腐蚀性的剧毒试剂。实验时必须严格遵守操作规程,谨防中毒。此外,实验时所用的玻璃仪器等一切器皿必须洁净,以除去能抑制酶活性的杂质。因此,用奈斯勒试剂作完实验后,必须将它所污染的试管等一切器皿充分洗干净。
【探究步骤】
1、温度对唾液淀粉酶活性的影响.
唾液淀粉酶可将淀粉逐步水解成各种不同大小分子的糊精及麦芽糖。它们遇碘各呈不同的颜色。直链淀粉(即可溶性淀粉)遇碘呈蓝色;糊精按分子从大到小的顺序,遇碘可呈蓝色、紫色、暗褐色和红色,最小的糊精和麦芽糖遇碘不呈现颜色。由于在不同温度下唾液淀粉酶的活性高低不同,则淀粉被水解的程度不同,所以,可由酶反应混合物遇碘所呈现的颜色来判断。
取3支试管,编号后各加入淀粉溶液2毫升。将第l、2号试管放入37℃恒温水浴中保温,第3号试管放入冰水中冷却,5分钟后,向第l号试管中加人煮沸5一15分钟的稀释唾液l毫升;向第2、3号试管加稀释唾液各l毫升。摇匀,20分钟后取出3支试管,各加碘化钾-碘溶液2滴,混匀,比较各管溶液的颜色。判断淀粉被唾液酶水解的程度,井说明温度对唾液酶活性的影响。
2、温度对脲酶活性的影晌
脲酶能催化尿素水解生成氨和二氧化碳,氨可与奈斯勒试剂作用生成橙红色化合物。由颜色深浅,可断定反应进行的程度。
各取4支试管,编号。向每支试管中,各加人脲酶提取液l毫升。将第l号试管放在冰水里冷却,第2号试管在室温下放置,第3号试管在50℃恒温水浴中保温,第4号试管在沸水浴中。5分钟后向4支试管中各加人l%尿素溶液l毫升。混匀,10分钟后取出4支试管,将第3、4号试管用流动的自来水冷却至室温。然后,向4支试管中各加奈斯勒试剂5滴,摇匀。观察比较各试管颜色深浅,并说明温度对脲酶活性的影响。
洗胃并进行进一步的治疗。
篇5:新陈代谢与酶
【教学重点】新陈代谢的概念及其本质的概念、酶的特性、影响酶活性的因素、酶在生物新陈代谢中的作用
【教学难点】新陈代谢的概念及其本质的概念、酶在生物新陈代谢中的作用
【课时安排】1课时
【教学手段】板图、多媒体课件、实验
【教学过程】
1、引入新陈代谢的概念及本质
(1)学生在初中生物学课本、高中绪论课的学习或通过各种媒体的介绍,对新陈代谢已经有了一定的认识,首先,教师应了解学生对新陈代谢是如何理解的。为此教师可设计一些问题,引导学生以自身为例,剖析生命是如何维持的`,以此引入本节的学习,如:
①人体的脑细胞是通过什么途径获得营养?脑细胞中产生的代谢废物又是通过什么途径排出体外的?
②进入脑细胞的营养物质是如何被利用的?
③学生如何理解同化作用、异化作用,物质代谢、能量代谢,它们之间有何关系?
④想一想,人体的身体有哪些系统参与了新陈代谢过程,各是如何参与的等等?
(2)学生一般只能从生物个体、器官或系统水平上,说明生物体与外界环境之间进行物质和能量的交换,在此基础上,教师应把讨论引向微观水平,即细胞和分子水平的代谢过程。如可以设问:
①你吃下的肉类蛋白质,通过什么途径转化成为你自身的蛋白质?
②你吃下的淀粉类食物,通过什么途径为你提供能量?等等
通过分析、讨论,使学生理解:细胞的结构和生命活动的维持,需要不断地合成与分解,不断地处于自我更新的状态,而这种自我更新的过程完全依赖于细胞内发生的生物化学反应,从而在细胞水平理解新陈代谢的本质,即“新陈代谢是活细胞中全部有序的化学变化的总称”。
2、酶的概念、特性及其生理功能
在学生理解新陈代谢的本质后,可以利用学生已有的化学知识,分析出无机化学反应过程中所需的条件一般是很激烈的,再让学生分析出生物体细胞生存的条件是很温和的,可以提问,如:
(1)细胞生存的条件是很温和的,那么细胞内数量如此巨大的生物化学反应如何在常温、常压、水溶液环境、pH接近中性的条件下,迅速高效的进行呢?
(2)在化学反应中有没有提高化学反应的方法呢?
这样可顺利地引出活细胞产生的生物催化剂,即酶。
3、酶的发现史
这部分的教学,教师可让学生自己阅读,也可发给学生相应的补充资料,尤其是某种酶的研究过程方面的资料,目的是让学生对酶的研究过程、方法有一个较为全面的了解,让学生切身体会到生物学的实验研究对生物学发现的重要作用。
学生阅读后,可提问:酶都是蛋白质吗?并做一定的说明。
酶是活细胞所产生的具有催化能力的一类特殊的蛋白质。酶是细胞中促进化学反应速度的催化剂。现已发现的酶约有3000种以上。它们分别存在于各种细胞中,催化细胞生长代谢过程中各种不同的化学反应,使生物化学反应在常温、常压、水溶液等温和的条件下就可顺利进行。
很多年来,人们一直认为所有的酶都是蛋白质。然而生物学家的实验证明:RNA也可以是高活性的酶。早在1982年,T.Ceeh发现原生动物四膜虫的26S rRNA前体在没有蛋白质的情况下进行内含子的自我拼接,最终形成L19RNA。当时因为只是了解它有这种自我催化的活性,没有把它与酶等同看待。
1983年Atman和Pace分别报导了在RNA前体加工过程起催化作用的酶是由20%蛋白质和80%RNA组成的。如果除去蛋白质部分,并提高镁离子的浓度,则留下的RNA具有与全酶相同的催化活性,这是说明RNA具有酶活性的第一例证。
“酶不都是蛋白质”,这一科学事实再一次有力地证明了实验在科学发展中所起到的举足轻重的作用,同时也让我们看到,科学是发展的,探索是无止境的,而真理是相对的,现在的科学事实可能在今后会被修正,甚至推翻。
另外,酶、激素、维生素之间的区别值得一提,学生在以后的学习中容易把这些物质和它们的作用搞混。可就高中生物学水平做一简单比较:
酶
激素
维生素
从化学本质上看
蛋白质
蛋白质(如生长素、胰岛素等)、固醇类脂类物质(如性激素)
多种多样,一般为小分子有机物。 如维生素D是固醇类物质;维生素A是脂类物质(萜类);维生素C是抗坏血酸(葡萄糖的衍生物)等等。
从生理功能看
可提高生物体生物化学反应的速度,是一种生物催化剂。
激素又称“化学信使”,是特定细胞合成的,能使生物体发生一定反应的有机分子。它的作用力很强,很低的浓度就能引起很强的反应,但在细胞中不能积累,很快就会被破坏。
维生素常常与酶结合,是较复杂酶的组成成分之一。天然食物中含量极少,但这些极微小的量对人体的生长和健康是必需的,人体一般不能合成它们或合成量不足,必须从食物中摄取。
可把酶的发现史与酶的特性这两部分教学内容结合起来,这样可使学生用实验方法探索酶的特性顺理成章。
4、酶的特性
在进行酶的特性教学时,教师可提问:
酶作为生物催化剂,与无机催化剂相比,有何特点?
为解决这个问题,教师可演示有关实验,也可安排相应的学生实验,引导学生通过对实验现象的观察,分析得出结论,即酶的高效性、专一性与多样性特性。
(1)酶的高效特性实验,实验前有必要简单介绍两项内容:
一是过氧化氢这种物质,它是动植物在代谢中产生的,对机体有毒害作用。生物体可通过过氧化氢酶,催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。无机催化剂三价铁离子也可催化这一反应;二是本实验的实验步骤。
实验后,让学生讨论得出过氧化氢酶的催化效率高于铁离子的结论,在此基础上,教师可列举其他实例,概括酶的高效性。教师还应强调正是由于酶的存在及其高效性,所以许多代谢反应在体外很难发生,在体内却可迅速进行。
(2)酶的专一性特性
实验前可提问:“食物中的淀粉和蔗糖同属糖类,唾液淀粉酶能否消化水解这两种物质?”
本实验所涉及的颜色反应要在实验前跟学生说明清楚。淀粉水解成的麦芽糖和蔗糖水解成的葡萄糖、果糖在煮沸的条件下,与斐林试剂反应会有砖红色沉淀物质产生,淀粉和蔗糖与斐林试剂无此反应。因此,斐林试剂可以用来鉴定淀粉和蔗糖溶液中是否有麦芽糖和葡萄糖及果糖,进而推测淀粉和蔗糖是否被水解。
在此基础上,教师通过进一步实例说明酶的专一性是酶普遍具有的特性;
(3)酶的多样性原理,可在学生理解酶的专一性原理基础上,结合蛋白质的多样性让学生分析得出。
5、影响酶活性的因素
有条件的学校,应尽量让学生做《实验七、探索影响淀粉酶活性的条件》,这对于训练学生分析实验能力,理解对照实验的设计方法等都是很帮助的。
在学生通过实验分析得出影响酶活性的因素后,可适当结合学生的生活实际,引导学生分析、讨论一些与之相关的生活常识。如可提问:“持续高烧不退或严重腹泻有时甚至会危及人的生命,学生知道其中的原因吗?”
人的正常体温是37℃,体温升高到38℃,虽然体温只是升高了1℃,但人已感觉非常没有精神,如果升高到39℃甚至40℃以上,而且持续高烧,就会出现一系列严重的反应,如昏睡、昏迷、惊厥、甚至危及生命,这是为什么呢?原来,酶作为生物催化剂,其催化活性受到很多因素的影响,如温度、pH值、有机溶剂、重金属离子、酶浓度、酶的激活剂、抑制剂等等,而酶的活性受上述因素的影响是非常敏感的,影响因素发生很小的变化的,酶活性就会发生很大的改变。人体中酶的最适温度一般为37℃,当人体体温高于或低于这个温度时,机体中酶活性就会大大降低,细胞内的各种生物化学反应不能正常进行了。
霍乱是一种烈性传染病,为霍乱弧菌所致,曾在世界上引起多次大流行,死亡率甚高。霍乱弧菌通过人的肠粘膜并大量繁殖,同时产生肠毒素引起剧烈腹泻造成迅速而严重的脱水,血容量明显减少,因而出现微循环衰竭,使细胞得不到钾、钠、钙、氯离子,导致肌肉痉挛;细胞得不到碳酸氢根离子而导致细胞内pH值发生较大的改变,酶活性即相应大大降低,严重的会出现代谢性酸中毒,最终病人肾功能衰竭,休克、死亡。人体大量出汗、腹泻都要相应地补充水就是这个道理;婴幼儿自身调节能力差,婴幼儿腹泻常常引起严重后果,就是这个道理。
或者问:“当人误食了含有重金属的食物或农药后,有一种应急措施,就是赶紧给病人大量喝牛奶或豆浆,学生知道这是为什么吗?”
酶活性除了与温度、pH有关外,还受有机溶剂、重金属离子等的影响。有机溶剂与重金属离子影响酶活性的主要原因是有机溶剂和重金属离子与酶蛋白上的某些化学基团结合,使酶的活性完全丧失,这也是人误食了有机磷农药、有机氯农药或含重金属离子的食物中毒甚至死亡的原因。
牛奶和豆浆中含有大量的蛋白质,这些蛋白质可以和重金属或有机物结合,而使这些金属离子和有机物发生沉淀。当人误食了含重金属的食品或农药后,大量饮用牛奶或豆浆可使这些有毒物质沉淀下来不被消化道吸收,从而也就避免了这些有毒物质与人体中正常的酶接触的机会,而保护了这些酶的活性。当然,这只是应急措施,还要去医院探究活动
探究pH值对酶活性影响
【探究目的】
了解pH对酶活性的影响、学习测定酶的最适pH的方法
【探究原理】
酶的活性受环境pH的影响极为显著。通常各种酶只有在一定的pH范围内才表现它的活性。一种酶表现其催化活性最高时的pH值称为该酶的最适pH。低于或高于最适pH时,酶的活性逐渐降低。不同酶的最适pH值不同,例如,胃蛋白酶的最适pH为1.5一2.5,胰蛋白酶的最适pH为8等。
应当指出酶的最适pH受反应物性质和缓冲液性质的影响。例如,唾液淀粉酶的最适PH约为6.8,但在磷酸缓冲液中,其最适pH为6.4一6.6,在醋酸缓冲液中则为5.6。
【材料和用具】
1、0.3%氯化钠的0.5%淀粉溶液(新鲜配制)
2、稀释200倍的新鲜唾液。
3、0.1M柠檬酸溶液。
4、0.2M磷酸氢二钠溶液
5、碘化钾-碘溶液:将碘化钾20克和碘10克溶解在100ml水中,使用前稀释10倍。
【探究步骤】
取8个50毫升锥形瓶,编号。按下表中的比例,用吸量管添加0.2M磷酸氢二钠溶液和0.lM柠檬酸溶液,制备pH5.0一8.0的8种缓冲溶液。
锥形瓶号
0.2M磷酸氢二钠溶液(ml)
0.lM柠檬酸溶液(ml)
缓冲溶液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支干燥的试管,编号。将8个锥形瓶中不同pH的缓冲液各取3毫升,分别加入相应(l一8号)的试管中。然后,再向每个试管中添加0.5%淀扮溶液2毫升。第9号试管与第5试管的内容物相同。
向第9号试管中加入稀释200倍的唾液2毫升,摇匀后放入37℃恒温水浴中保温。每隔1分钟由第9号试管中取出一滴混合液,置于白瓷板上,加一滴碘化钾-碘溶液,检验淀粉的水解度,待结果呈橙黄色时,取出试管,记录保温时间。注意,掌握第9号试管的水解程度是本实验成败的关键之一。
以l分钟的间隔,依次向第l至第8号试管中加入稀释200倍的唾液2毫升,摇匀,并以1分钟的间隔依次将8支试管放入37℃恒温水浴中保温。然后,按照第9号试管的保温时间,依次将各管迅速取出,并立即加入碘化钾-碘溶液2滴,充分摇匀。观察各管呈现的颜色,判断在不同pH值下淀粉被水解的程度,可以看出pH对唾液淀粉酶活性的影响,并确定其最适pH。
探究酶的激活剂及抑制剂
【探究目的】
学习检定激活剂和抑制剂影晌酶反应的方法和原理
【探究原理】
酶的活性常受某些物质的影响,有些物质能使酶的活性增加,称为酶的激活剂;有些物质能使酶的活性降低,称为酶的抑制剂。例如,氯化钠为唾液淀粉酶的激活剂,硫酸铜为其抑制剂。
很少量的激活剂或抑制剂就会影响酶的活性,而且常有特异性。值得注意的是激活剂和抑制剂不是绝对的,有些物质在低浓度度时为某种酶的激活剂,而在高浓度时则为该酶的抑制剂。例如,氯化钠达到1/3饱和度时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%氯化钠溶液。
3、碘化钾-碘溶液:将碘化钾20克和碘10克溶解在100ml水中,使用前稀释10倍。
4、稀释100一200倍的新鲜唾液。
5、0.1%硫酸铜溶液。
【探究步骤】
取3支试管,编号。向第l支试管中加入l%氯化钠溶液l毫升,向第2支试管中加入0.1%的硫酸铜溶液l毫升,向第3支试管中加入蒸馏水l毫升作对照。再向每支试管各加入0.l%淀粉溶液3毫升和稀释的唾液l毫升。摇匀各管内容物,一齐放入37℃恒温水浴中保温,10一15分钟后取出。冷后,各滴入2一3滴碘化钾-碘溶液,混匀。观察比较3支试管颜色的深浅。
如果激活剂或抑制剂的作用不明显,主要原因可能是唾液淀粉酶活性不够高,可以适当延长反应时间或者降低唾液稀释倍数,然后再继续实验。
探究酶的专一性
【探究目的】
本实验以唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用为例,说明酶的特异性。
【材料用具】
1、2%蔗糖溶液:蔗糖是典型的非还原糖,若商品蔗糖中还原糖含量超过一定标准,则呈现还原性,这种蔗糖不能使用。所以,实验前必须进行检查。本实验用的蔗糖至少应是分析纯的试剂。
2、0.3%氯化钠的l%淀粉溶液(新鲜配制)
3、稀释200倍的新鲜唾液。
4、蔗糖酶溶液:取干酵母100克,置于乳钵内,添加适量蒸馏水及少量石英砂。用力研磨提取约l小时,再加蒸馏水,使总体积约为500毫升,过滤。将滤液保存于冰箱内备用。
5、本尼迪克特(Benedict)试剂: 将硫酸铜17.3克溶解于100毫升热蒸馏水中。冷却后,稀释至150毫升。取柠檬酸钠173克及碳酸钠(Na2CO3.H2O)100克,加水600毫升,加热使之溶解,冷后,稀释至850毫升。最后,把硫酸铜溶液缓缓倾入柠檬酸钠-碳酸钠溶液中。混匀后,用细口瓶贮存。此试剂可长时间保存。
【探究步骤】
1、淀粉酶的特异性实验
取2支试管,各加入本尼迪克特(Benedict)试剂2毫升,再分别加入l%淀粉溶液或2%蔗糖溶液各4滴。混合均匀后,放在沸水浴中煮2一3分钟。观察有无红黄色沉淀产生,纯净的淀粉和蔗糖不呈阳性反应。
再取3支试管,每管各加入稀释200倍的新鲜唾液l毫升。再分别加入l%淀粉溶液或2%蔗糖溶液各3毫升。混匀,放入37℃恒温水浴中保温,15分钟后取出。各加本尼迪克特试剂2毫升,摇匀,放在沸水浴中煮2一3分钟。观察有无红黄色沉淀产生。
新鲜唾液的稀释倍数,一般为200倍。但是,由于不同人或同一人不同时间采收的唾液内淀粉酶的活性并不相同,有时差别很大,稀释倍数可以是50一300倍,甚至超出此范围。因此,应事先确定稀释倍数。另外,要注意除去唾液里的气泡,避免稀释倍数不准确面影响实验结果。稀释好的新鲜唾液用滤纸过滤后待用。
2、蔗糖酶的特异性实验
取2支试管,各加入蔗糖酶溶液l毫升,再分别加入l%淀粉溶液3毫升或2%蔗糖溶液3毫升。摇匀,放入37℃恒温水浴中保温,10分钟后取出,各加入本尼迪克特试剂2毫升,混匀后放入沸水浴中煮2一3分钟。观察有无红黄色沉淀产生。
再取l支试管,加入蔗糖酶l毫升和蒸馏水3毫升,混匀,加入本尼迪克特试剂2毫升,摇匀,在沸水浴中煮2一3分钟。可以观察到试管内溶液呈现轻度阳性反应,这是由于蔗糖酶溶液本身含有少量还原性杂质的缘故。因此,用此管作为对照,即可解释上述用淀粉作底物的试管内呈现轻度阳性反应的原因。
探究温度对酶活性的影响
【探究目的】
通过检验不同温度下唾液淀粉酶和脲酶的活性,了解温度对酶活性的影响。
【探究原理】
酶的催化作用受温度的影响很大,一方面与一般化学反应一样,提高温度可以增加酶促反应的速度。通常温度每升高10℃,反应速度加快一倍左右,最后反应速度达到最大值。另一方面酶的化学本质是蛋白质,温度过高可引起蛋白质变性,导致酶的失活。因此,反应速度达到最大值以后,随着温度的升高,反应速度反而逐渐下降,以至完全停止反应。反应速度达到最大值时的温度称为某种酶作用的最适温度。高于或低于最适温度时,反应速度逐渐降低。大多数动物酶的最通温度为37℃一40℃,植物酶的最适温度为50℃一60℃。但是,一种酶的最适温度不是完全固定的,它与作用的时间长短有关,反应时间增长时,最适温度向数值较低的方向移动。通常测定酶的活性时,在酶反应的最适温度下进行。为了维持反应过程中温度的恒定,一般利用恒温水浴等恒温装置。
酶对温度的稳定性与其存在形式有关。已经证明大多数酶在干燥的固体状态下比较稳定,能在室温下保存数月以至一年。溶液中的酶,一般不如固体的酶稳定,而且容易为微生物污染,通常很难长期保存而不夹失其活性,在高温的情况下,更不稳定。
【材料和用具】
1、0.3%氯化钠的0.2%的淀粉溶液。
2、稀释200倍的唾液。
3、碘化钾-碘溶液:将碘化钾20克和碘10克溶解在100ml水中,使用前稀释10倍。
4、1%尿素溶液。
5、脲酶提取液:取黄豆粉6克,加30%乙醇250毫升,振荡10分钟,过滤。可保存l一2星期。
6、奈斯勒(Nessler)试剂:称取5克碘化钾,溶于5毫升蒸馏水中,加人饱和氯化汞溶液(100毫升约溶解5.7克氯化汞),并不断搅拌。直至产生的朱红沉淀不再溶解时,再加40毫升50%氢氧化钠溶液,稀释至100毫升,混匀,静置过夜,倾出清液存于棕色瓶中。
奈斯勒试剂是含有大量汞盐的强碱性溶液,所以,它是具有腐蚀性的剧毒试剂。实验时必须严格遵守操作规程,谨防中毒。此外,实验时所用的玻璃仪器等一切器皿必须洁净,以除去能抑制酶活性的杂质。因此,用奈斯勒试剂作完实验后,必须将它所污染的试管等一切器皿充分洗干净。
【探究步骤】
1、温度对唾液淀粉酶活性的影响.
唾液淀粉酶可将淀粉逐步水解成各种不同大小分子的糊精及麦芽糖。它们遇碘各呈不同的颜色。直链淀粉(即可溶性淀粉)遇碘呈蓝色;糊精按分子从大到小的顺序,遇碘可呈蓝色、紫色、暗褐色和红色,最小的糊精和麦芽糖遇碘不呈现颜色。由于在不同温度下唾液淀粉酶的活性高低不同,则淀粉被水解的程度不同,所以,可由酶反应混合物遇碘所呈现的颜色来判断。
取3支试管,编号后各加入淀粉溶液2毫升。将第l、2号试管放入37℃恒温水浴中保温,第3号试管放入冰水中冷却,5分钟后,向第l号试管中加人煮沸5一15分钟的稀释唾液l毫升;向第2、3号试管加稀释唾液各l毫升。摇匀,20分钟后取出3支试管,各加碘化钾-碘溶液2滴,混匀,比较各管溶液的颜色。判断淀粉被唾液酶水解的程度,井说明温度对唾液酶活性的影响。
2、温度对脲酶活性的影晌
脲酶能催化尿素水解生成氨和二氧化碳,氨可与奈斯勒试剂作用生成橙红色化合物。由颜色深浅,可断定反应进行的程度。
各取4支试管,编号。向每支试管中,各加人脲酶提取液l毫升。将第l号试管放在冰水里冷却,第2号试管在室温下放置,第3号试管在50℃恒温水浴中保温,第4号试管在沸水浴中。5分钟后向4支试管中各加人l%尿素溶液l毫升。混匀,10分钟后取出4支试管,将第3、4号试管用流动的自来水冷却至室温。然后,向4支试管中各加奈斯勒试剂5滴,摇匀。观察比较各试管颜色深浅,并说明温度对脲酶活性的影响。
洗胃并进行进一步的治疗。
篇6:新陈代谢与酶
(一)学习内容:
第三章《生物的新陈代谢》的第一节《新陈代谢与酶》,第二节《新陈代谢与ATP》;通过实验《比较过氧化氢酶和的催化效率》,《探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用》及《探索影响淀粉酶活性的条件》总结归纳作为酶所具备的特点。
(二)学习重点:
1.酶的概念、酶的催化作用特点
2.酶的特性实验完成
3.理解酶的特性与新陈代谢的关系
(三)学习难点:
1.酶的性质及其实验验证
2.酶的性质验证试验设计
(四)学习过程:
1.新陈代谢:是活细胞中全部有序的化学变化的总称。
理解:新陈代谢是生物最基本的特征,是生物与非生物最本质的区别。要将新陈代谢同普通的物理变化和化学变化区分开。这一点主要体现在三点上:①新陈代谢是活细胞中发生的过程;②是有序的化学反应,是受控过程;③新陈代谢的本质是化学反应,涉及物质变化和能量变化;对细胞、对生物体而言,这种有序变化是其存在的基础,是以生物体表现出生长、发育、遗传和变异的特征。细胞才以活的姿态出现,表现出生长、分裂、完成生命活动等特征。
2.酶
(1)发现1783年,意大利科学家,斯巴兰让尼鹰的消化实验
实验目的:区分鸟类的胃的消化过程,是进行物理性消化,还是存在化学性消化。
实验设计:将肉块放入小巧的金属笼,让鹰将金属笼吞入,既保证肉块不受物理性消化的影响,同时胃液可流入笼内。
实验结果:隔一段时间后,将小笼子取出,发现笼内的肉块消失了。
结果分析:胃内具有化学性消化作用
1836年,德国科学家施旺,从胃液中提取出消化蛋白质的物质(蛋白酶)
1926年,美国萨姆纳从刀豆种子中提出脲酶结晶,并证实脲酶是一种蛋白质。
20世纪30年代,酶是一类具有生物催化作用的蛋白质
20世纪80年代,美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具生物催化作用。
(2)本质:酶,是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物
理解:绝大多数酶是蛋白质成分,即一些具有生物催化作用的有机物,如RNA并非是蛋白质成分,它们具有生物酶的特点:①是活细胞可以合成的;②能够催化反应进行;③是生物体内的有机物,所以,有几点要注意:a.不是酶的本质都是蛋白质,少数RNA也是酶;b.不是蛋白质都能称为酶,只有是活细胞中产生具有催化作用的蛋白质才称为酶,催化作用仅为蛋白质多种功能之一;c.酶是活细胞产生,但不一定只在活细胞内才能发挥作用,在体外条件合适情况下一样能发挥催化作用。
(3)特性
酶的特点在化学中已经学到,所有的酶在一定的条件下都能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行,而酶本身不发生变化,但酶有别于无机化学催化剂。
①酶具有“高效性”
过氧化氢酶,与相比,过氧化氢酶的催化效率要高许多。通常情况下,酶的催化效率是无机催化剂的倍。也就是说,酶的催化效率是极高的,比如:
每个碳酸酐酶分子每秒能够催化个,使其与相同数量的结合,形成,是非酶催化的一百万倍。
②酶具有“专一性”
一种酶只能作用于一种底物,或一类分子结构相似的底物:
淀粉酶只能催化淀粉水解,对蔗糖不起催化作用
二肽酶可以水解任何两种氨基酸组成的二肽
所以,每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。进一步讲,生物体内发生的化学反应很多,在同一时刻,机体内部不同部位不同细胞,或同一细胞不同的位置发生着千万种反应,而反应的进行依赖于酶的存在,所以,可以推论酶具有“多样性”。大多数酶的本质是蛋白质,蛋白质也是具有多样性特点的。特别是蛋白质的空间结构是酶发挥作用的重要基础之一。
③酶需要适宜的条件
每一种酶活性的发挥都离不开特定的环境条件,通常酶在一定的范围内才具有活性,有催化能力,超过了这个范围,就不再有催化能力,即酶失活;酶即使在活性范围内,催化能力也有高低之分,酶在改变某一环境条件下,活性也改变,当酶活性最高时,该环境条件称为最适条件,在此条件两侧,酶活性都将降低。影响因素常有:a.温度:一定范围内,酶的催化能力随温度升高而增强但超过60℃,绝大多数酶就会失去活性,低温使活性降低,但分子结构未破坏,可恢复活性。b.pH酶对环境中的pH十分敏感,酶只有在一定的pH范围内才能表现出活性,随pH不同,酶的活性波动很大,一般最适pH常在4-8之间,不同酶情况不一样。
酶最适pH
过氧化氧酶(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
过酸,过碱和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低至失活,通常是使酶分子结构遭到破坏而导致失活。
高温常破坏酶的分子结构而导致失活,低温也能使酶活性急剧下降,但酶的分子结构未被破坏,当温度恢复到适宜湿度时,酶活性可恢复。
这两种作用下,作为维持酶空间结构的化学键或次级键被破坏,主要是肽键,离子键,氢键,二硫键被破坏,导致酶被水解。
(4)酶工程:
盛有酶的容器——酶反应器中,利用酶的生物催化作用生产产品。
——淀粉酶用于高果糖浆的生产淀粉→麦芽糖→葡萄糖→果糖
利用猪胰岛素生产人胰岛素等。
(5)新陈代谢与酶
自然界的一切生命现象都与酶的活动有关,活细胞内全部的生物化学反应,都是在酶的催化作用下进行的,生命系统既是一个需要维持稳态的系统,又是一个瞬间就会发生一系列合成分解运动着的系统,是一个矛盾的统一体。新陈代谢中的各种化学反应是在温度、酸碱度等相对稳定的条件下进行的。要想在常态下迅速而高效地进行反应,并且尽可能地降低能量阈,这就需要生物催化剂——酶,离开了酶,新陈代谢就不能进行,生命就会停止。
篇7:新陈代谢与酶
(一)学习内容:
1.ATP的生理功能2.ATP的结构简式
3.ATP与ADP的相互转化4.ATP的形成途径
(二)学习重点:
1.ATP的生理功能
2.ATP与ADP的相互转化以及ATP的形成途径
(三)学习难点:
1.ATP的结构和生理功能
2.ATP的形成与转化
(四)学习过程:
新陈代谢中的一系列变化过程需要有酶的催化作用,同时,这些过程伴随着能量的转变与转移。
糖类是细胞的主要能源物质,脂肪是生物体内储存能量的物质。这些能源物质的最终来源都是太阳能。是通过复杂的过程转变并转移而储存在这些物质内的,并且终将以特殊形式,转化、转变才能被生物体利用,它们都不能被生物体直接利用,实际上,有机物中的能量不是绿色植物直接转移用于有机物的合成的,在所有这些变化过程中,无论是能量的储存转移,还是释放都离不开ATP这种特殊形式,新陈代谢所需能由细胞内的ATP直接提供,ATP是代谢能量的直接来源。
1.ATP的`结构简式
(1)概念:ATP——三磷酸腺苷的英文缩写,是存在于生物体内的高能磷酸化合物。
高能磷酸化合物:指水解时释放的能量在以上的磷酸化合物。ATP水解时释放的能量高达。
(2)结构简式:A—P~P~P
A:代表腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)
P:代表磷酸基团。
~:代表高能磷酸键
(3)水解过程:
高能磷酸键水解时,生成磷酸并且释放出大量的能量。
2.ATP与ADP的相互转化
ATP分子中远离A的那个高能磷酸键,在一定条件下很容易水解;也容易生成。此过程伴随能量的储存与释放,ADP为二磷酸腺苷,含一个高能磷酸键。
ATP在细胞内的含量是很少的;ATP在细胞内的转化十分迅速;胞内的ATP的含量总处在动态平衡中,不断消耗,不断生成,保证胞内稳定供能环境。ATP水解时释放的能量,是生物体维持细胞分裂,根吸收矿质元素和肌肉收缩,维持体温等生命活动所需能量的直接来源。
3.ATP的形成途径
对人和动物来说,ADP转化成ATP所需能量来自呼吸作用,对绿色植物而言,则来自呼吸作用和光合作用
对于生命而言,能量是其能正常进行的根本,有了能量就可以完成各种活动。生物体所有的能量几乎都来自太阳能,绿色植物通过光合作用,将光能转变成有机物中的稳定化学能,其它生物则直接或间接地以植物为食,在进食后,将食物中的能量转移到自身,合成有机物或利用,在所有这些过程中,伴随着ATP与ADP的转变,完成能量的转移、转换、储存和释放。这种不停顿的动态平衡,是生命系统的稳态性的具体表现之一,而ATP
则象是在各种细胞间,流通着的“能量货币”,保证了各种生命活动的正常进行。
1.胃液中的蛋白酶,进入小肠后,催化活性大大降低,由于()
A.酶的催化作用只能发挥一次B.小肠内的温度高于胃内温度
C.肠内的pH值比胃内pH值高D.小肠内的pH值比胃内pH值低
2.在不损伤植物细胞内部结构的情况下,去除其细胞壁最好的方法是()
A.B.C.淀粉酶D.纤维素酶
3.关于酶的性质,下列表述中错误的一项是()
A.化学反应前后,酶的化学性质和数量不变
B.一但离开活细胞,酶就失去催化能力
C.酶是活细胞产生的具有催化能力的一类特殊有机物,其中绝大多数是蛋白质,少数是RNA。
D.酶的催化效率很高,但易受温度和酸碱条件影响
4.根据反应式:以下说法正确的是()
A.物质和能量都是可逆的B.物质是可逆的,能量是不可逆的
C.物质是不可逆的,能量是可逆的D.两者均不可逆
5.下列关于人体细胞内ATP的叙述,正确的是()
A.人体细胞内贮有大量ATP,以备生理活动需要
B.ATP水解成ADP的反应是可逆的
C.ATP只能在线粒体中生成
D.ATP中含有两个高能磷酸键
6.下图中能表示动物肌细胞内ATP含量与供给之间关系的曲线是()
A.aB.bC.cD.d
7.关于酶的特性实验装置如下图,取标号为A、B、C,三支试管各加入稀释淀粉糊
(1)在三支试管内各滴入革兰氏碘液,摇匀,可见试管内溶液呈_____色。
(2)再在A管内加入胰液,B管内加入煮沸唾液,C管内加入唾液,然后将这三支试管放入37-40℃水浴锅中,15-20分钟后,三支试管内溶液确切变化分别是()
A管______________因为_______________
B管______________因为_______________
C管______________因为_______________
8.下面为绿色植物体内ATP与ADP的互换式
问:(1)A代表________,P代表_______,~代表________,Pi代表_______。
(2)当反应从左向右进行时,释放的能量供给_______。
当反应从右向左进行时,所需能量来源于__________和__________。
9.加酶洗衣粉中含蛋白酶,这种洗衣粉为什么能很好地除去衣物上的奶渍和血渍?使用这种洗衣粉时为什么需要温水?
10.下图是人体内某个化学反应示意图,图中哪个英文字母代表酶,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?
篇8:《新陈代谢与酶》说课稿
一、说教材分析
(一)课题
新陈代谢与酶
(二)课型
探索性实验课
(三)教材内容及位置
现行高中《生物》(必修)第一册,第三章第一节45~48页
(四)课时安排
本节重点是理解酶的概念和酶的特性。酶的概念是与酶的发现史联系起来的,可采用讲述法。酶的特性是通过探索性实验实验四、实验五,然后引导学生讨论和总结得出。
根据教参,讲述和实验约2课时。如果将两节课分开,不利于整体教学,因此,我计划用两节连堂课在实验室内完成该节全部教学目标。
(五)编排意图
教材绪论说新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础,新陈代谢是生物体内全部有序的化学反应的总称。既然是化学反应,就有催化剂。教材根据学生认知特点,通过探索性实验得出结论,以培养学生观察能力、实际操作能力,也是让学生知道实验是生物学的学习研究和实践中不可缺少的。
(六)前后联系
学生在初中阶段已学习过多种消化酶在食物的化学性消化的作用且做了“观察唾液粉酶对淀粉的消化作用”实验。本节从酶的发现史入手,简单介绍过程,总结得出酶的概念,再通过实验得出酶的特性,为后面进一步学习其它生命现象奠定基础。
(七)教学目标
1、酶的发现(A:知道)
2、酶的概念(C:理解)
3、酶的特性(C:理解)
①实验五:
a、初步学会探索酶催化特定化学反应的方法
b、探索淀粉酶是否只能催化特定的化学反应
②实验四:
a、初步学会探索酶催化效率的方法
b、探索过氧化氢酶和Fe3+催化效率的高低
以上目标是按《大纲》要求确定的。
(八)教学重点
1、酶的概念。
2、酶的催化作用具有高效性、专一性和需要适宜条件的特点。
实验教学是训练培养学生实际操作能力的主要手段,也是进行素质教育的重要环节,故本节的能力培养与知识教学同等重要,同为重点。
(九)教学难点
组织和引导学生完成酶具有高效性、专一性的实验。
(十)教学关键
正确的认识来源于正确的认识方法和过程,对本节内容,学生知识的获取来源于正确的实验操作而总结的结论,故应规范学生的实验操作程序,引导学生总结出正确的结论是本节关键所在。
二、说学情分析
(一)现有基础
学生在初中阶段学习《生物》时,本应有多个实验培养学生的动手操作能力,但由于我市具体条件限制,许多学生在中学阶段尤其是生物学科基础差,前后联系不强,加之高中教材前面才安排了“三个实验”,给本实验操作有一定难度。
(二)学习动力
高中学生正处青春期,好奇心强,加之才开始接触生物实验不久,所以学生对实验教学喜而不厌,兴趣是动力的源泉,又可通过实验激发学生学习生物学科的积极性。
(三)学习能力习惯
由于长期受应试教育影响和其它条件限制,学生习惯于偏重书本知识的`理解记忆和习题解答,而不注重实际操作的训练。这种状况短时间内还无法纠正,学生往往抽象思维能力强,实验技能差,实验时习惯于得出“先入为主”的结论,达不到探索性实验的目标。为了提高学生综合素质,须在实际课教法上采取相应措施。
三、说课前准备
(一)实验分组
宜将操作能力强与书本知识掌握较好的学生合理搭配;选择实验能力较强、组织纪律性较好的学生担任组长,以带动各组实验取得好的效果。
(二)器材准备
1、实验器材:
新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液,体积分数为3%过氧化氢2溶液,质量分数为3、5%的氯化铁溶液,质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液,质量分数为3%的可溶性淀粉溶液,质量分数为3%的蔗糖溶液,斐林试剂(实验现配),热水。
2、其它器材:
试管、量筒、烧杯、试管架、温度计、石棉网、三角架、酒精灯、火柴、卫生香等。
以上均可由实验员准备。
(三)预试实验
教师必须先做预试实验,可验证或修正实验步骤等,使实验的关键和难点能心中有数,以便调控实际教学程序。
四、说教法分析
(一)讲述法
通过教师的语言阐述,让学生知道一些有关本节内容无法验证的知识,也便于激发学生的思维,在实验探究中集中注意力,得出正确结论。
(二)实验法与演示法
实验法与演示法是生物直观教学的重要方法。实验法使学生手脑并用,从感性材料获得感性认识,从现象中总结出结论,同时培养基本操作技能。在实验中,老师演示方法步骤的关键和难点是必不可少的。故两种方法是本节课联系的主要教学方法。
(三)发现法与对比法
探索性实验要求课前不必预习,以避免“先入为主”,通过教师指导、设问;学生自己操作、探究,在实验中发现现象。同时,对实验前后的认识和现象进行对比,再进一步分析实验结果,总结归纳,得出酶的高效性、专一性等,从而培养基础技能和训练思维能力,以达到素质教育的目的。
五、说学法指导
(一)强调规范操作
规范的实验操作具有科学性强、效率高、目标一致,节省材料等特点,故应提倡并强化操作程序,纠正错误的操作习惯,提高实验效果,以达到实验教学目标,提高学生实验能力。
(二)指导观察
观察是学生获取实验现象的重要环节,指导学生观察要具体、细致,且忌目无重点。
(三)引导讨论、归纳
要引导学生对观察到的现象进行适当地分析、讨论、归纳总结得出结论。
篇9:新陈代谢生物教案
新陈代谢生物教案
教学目标
一、知识目标
1、知道新陈代谢的概念和意义;
2、理解人体内物质的转化和能量的变化,以及与新陈代谢具有直接关系的四个系统在新陈代谢中所起的作用;
3、知道食物的热价和体温的相关知识。
二、能力目标
通过联系生活实际,从人体结构和功能的整体性上理解新陈代谢,培养学生的迁移能力和综合分析问题的能力,进一步指导学生将生物学知识用于建立良好的卫生习惯,提高健康水平和生活质量。
三、情感目标
通过讨论,认识同化作用和异化作用之间辨证统一关系,渗透唯物主义的观点,培养学生相互合作意识。
教学建议
教学重点:
新陈代谢的概念
新陈代谢是生物最基本的生命特征,是一切生命活动的基础。在学生学习了消化、循环、呼吸、排泄的相关知识的基础上,通过本节课中对各项生理活动的综合分析,得知它们在人体生命活动中的作用和联系,从而从人体结构与功能的整体性上理解新陈代谢,初步建立生物学观点,因而新陈代谢是教学重点。
教学难点:
新陈代谢的概念
新陈代谢的概念涉及到人体与外界环境之间的物质和能量的交换和人体内的物质和能量的转变,是涉及面非常广的概念。关于物质的交换,涉及食物与饮水的摄取,气体的吸入;食物残渣与废物的排出,气体的呼出。这些指的是人体与外界环境所进行的`物质交换。关于体内物质的变化,涉及营养物质的消化、吸收和利用,涉及物质在体内的运输 (包括气体的运输),涉及代谢终产物的生成等。用一节课的时间将众多的知识连成线、织成网是有相当的难度的。至于能量的交换与能量在体内的变化,更是涉及面宽且非常抽象。学生对能量的,和理解是本节主要的难点。
教法建议:
教学开始时总结复习前面学过的知识。可以让学生先对照图解,按问题顺序思考几分钟或翻看前几章的内容和插图来思考,然后教师采取逐题提问的方式来复习。可以采取让学生逐题讨论的方式来复习。复习时,教师应该有意识地以新陈代谢为主线,把各部分知识有机地串联起来,以免知识的简单重复、堆砌。
为了在复习中使学生对人体的生理活动有个整体上的了解,为讲述新陈代谢概念做好辅垫,可以采用总结边画图解的方式来进行。
体温部分的教学,应该与新陈代谢过程中的能量释放紧密联系,体温首先是能量释放所维持的,其次,体温是新陈代谢进行的必要条件。教学中还应该结合学生的生活实际,尽量让学生自己谈出测量体温的部位和平均温度。另外,这部分教学中,还应该强调体温维持相对稳定的意义。
新陈代谢概念既是本章的重点又难点,教师可先以人体与外界环境之间和人体内部的物质变化和能量变化为线索,边归纳选列表(见奉章知识结构中新陈代谢过程部分),然后再归纳出新陈代谢的概念。
关于同化作用和异化作用的关系,是进行辩证唯物主义基本视点教育的极好内容。但是应该考虑学生的知识水平和接受能力,讲解时只要渗透二者既矛盾又统一的观点即可。也就是说让学生了解同化作用和异化作用是相互联系,相互依存的过程就可以了,不要讲得过多、过深,更不能讲成政治课。
在讲述新陈代谢的意义时,应该联系前后各章的知识,举出一些实例来说呀新陈代谢是进行一切生命活动的基础。例如,人体的运动系统住完成各项运动时;需要得到足够的营养和能量供应,而营养和能量的供应正是通过新陈代谢来实现的。关于新陈代谢的神经调节和激素调节只是点一下,目的是引出下两章的内容,说明新陈代谢与后面知识的密切联系,因此不必要展开讲述。
由于本章教材带有复习性、总结性,牵涉的知识多,概念抽象,所以在时间上要合理安排,要把大部分时间用于新陈代谢概念的教学上。
篇10:生物教案酶
规律总结
在底物足够,其他条件固定的条件下,酶促反应的速率与酶浓度成正比,如上图所示。
(2)底物浓度对酶促反应的影响:
规律总结
在底物浓度较低时,随着底物浓度的增大,反应速率加快。当底物浓度达到一定浓度时,酶分子都参与了反应,底物浓度再增大,反应速率不再加快。如上图所示。
(3)pH对酶促反应的影响:
规律总结
每一种酶只能在一定的pH范围内才表现活性,超过这个范围酶就会失去活性。其特点如上图中曲线变化所示。在一定条件下,每一种酶在某一特定pH时活性最大,这个pH称为这种酶的最适pH。
(4)温度对酶促反应的影响:
规律总结
在一定温度范围内,酶促反应速率随温度的升高而加快;但当温度升高到一定限度时,酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。在一定条件下,每一种酶在某一特定温度时活性最大,这个温度称为这种酶的最适温度,如上图所示。
(5)酶的催化能力与时间的关系:
规律总结
酶的催化能力也不是一成不变的,酶在“工作”了一段时间后会发生“钝化”现象,即催化能力开始下降,最后失去催化能力,如上图曲线所示。
题例领悟
题型一 酶的本质和作用
【例题1】 关于酶的叙述中,正确的是( )
A.酶只有在生物体内才能起催化作用
B.酶都有消化作用
C.调节新陈代谢的物质不一定是酶
D.酶都是在核糖体上合成的
解析:酶虽然是由活细胞产生的,但它的催化作用不一定非在生物体内,只要条件适宜,体内体外都可起催化作用,故A项不正确。酶的催化作用表现在多方面,有的酶促进物质合成,有的酶促进物质分解,只有消化酶才能促进消化,故B项也不正确。调节新陈代谢的物质有激素、维生素、无机盐等。酶是对代谢过程的化学反应起催化作用。故C项正确。在核糖体上合成的物质是蛋白质,所以只有蛋白质类的酶才在核糖体上合成,核酸酶不能在核糖体上合成,故D项也不正确。
答案:C
反思感悟
酶的化学本质大多数是酶,少数是RNA。酶在生物体体内、体外都有催化作用。酶的作用是对代谢过程的化学反应起催化作用,其作用本质是降低化学反应的活化能。对生命活动起调节作用的有激素、维生素和无机盐等。
题型二 影响酶促反应的因素
【例题2】 甲、乙、丙三图依次表示酶浓度一定时,反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系。据图判断下列叙述中不正确的是( )
A.甲图表明当反应物浓度超过某一浓度时,反应速度受酶浓度的制约将不再上升
B.乙图中,a点以后,随温度升高酶的活性下降
C.丙图可表示胃蛋白酶催化反应的速度与pH关系的变化曲线
D.三图说明反应物浓度、温度、pH对反应速度均有影响
解析:甲图表明当反应物浓度超过某一浓度时,反应速度受酶浓度的制约将不再上升,所以A项正确。乙图中,a点以后,随温度升高酶的活性下降,直至变性失活,B项正确。胃蛋白酶的最适pH大约为1.8,显然丙图曲线不能表示胃蛋白酶催化反应的速度变化。三图说明影响酶促反应速度的因素有反应物浓度、温度、pH。D项正确。
答案:C
题型三 酶的作用是降低化学反应活化能
【例题3】 在适宜温度、pH条件下,图中实线表示没有酶时反应的进程。在T1时,将催化此反应的酶加入反应物中,则图中表示此反应进程的是( )
A.曲线AB.曲线BC.曲线CD.曲线D
解析:本题考查学生利用坐标曲线中的有关条件分析酶的作用。酶的作用是降低活化能,因而催化效率更高,但不改变反应平衡点。从图中可以看出,曲线A、B、D均改变了此反应的平衡点。曲线C中酶使反应达到平衡点的时间缩短(即反应速度提高),但没改变反应的平衡点。
答案:C
反思感悟
①与无机催化剂一样,酶仅能改变化学反应的速度,并不能改变化学反应的平衡点,且化学性质在化学反应前后不能发生改变。
②酶和一般的无机催化剂均能降低反应的活化能,所以在有酶存在的化学反应中,只需较少的能量即可使反应物进入“活跃状态”,所以与非催化反应相比,反应速度加快。
随堂训练
1.做唾液淀粉酶催化淀粉实验时,用口含一小口清水,然后将含过的清水加入淀粉溶液中,也会使淀粉消化,和用纯唾液的效果一样,这一现象表明( )
A.酶的专一性
B.酶的催化活性极高
C.酶的多样性
D.酶受温度和pH的影响
答案:B
2.为了认识酶作用的特性,以20%过氧化氢溶液为反应底物的一组实验结果如下表所示。分析实验结果,可以得出相应的结论。在下列有关结论的描述中,从表中得不到实验依据的一项是( )
方法结果
1常温下自然分解氧气泡小而少
2常温下加入Fe3+氧气泡小而稍多
3常温下加入鲜肝提取液氧气泡大而极多
4加入煮沸后冷却的鲜肝提取液氧气泡小而少
A.从催化反应条件看,酶有温和性
B.从催化活性看,酶变性后就失活
C.从催化底物范围看,酶有专一性
D.从催化反应效率看,酶的催化活性极高
解析:表中信息反映了酶的催化活性极高且活性受温度影响,但表中没有与酶催化作用具有专一性相关的信息。
答案:C
3.下列关于酶的叙述中,不正确的是( )
A.酶具有高效性、专一性和多样性
B.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
C.食物的消化过程需要酶催化,而细胞内的其他化学反应不需要酶催化
D.绝大多数的酶是蛋白质,少数酶是RNA
答案:C
4.下图中关于影响酶活性的因素表示正确的是( )
解析:酶浓度影响反应的速度,不影响酶活性,A项错误。底物浓度影响反应的速度,不影响酶活性,B项正确。pH影响酶活性,一定范围内随pH的升高酶的活性增强,达到最适值时,酶活性最强。超过最适值时,随pH的升高酶的活性降低直到变性失活,C项错误。温度影响酶活性,一定范围内随温度的升高酶的活性增强,达到最适温度时酶活性最强。超过最适值时,随温度的升高酶的活性降低直至变性失活。所以D项错误。
答案:B
篇11:新陈代谢初二生物教案
新陈代谢初二生物教案
教学目标
一、知识目标
1、知道新陈代谢的概念和意义;
2、理解人体内物质的转化和能量的变化,以及与新陈代谢具有直接关系的四个系统在新陈代谢中所起的作用;
3、知道食物的热价和体温的相关知识。
二、能力目标
通过联系生活实际,从人体结构和功能的整体性上理解新陈代谢,培养学生的迁移能力和综合分析问题的能力,进一步指导学生将生物学知识用于建立良好的卫生习惯,提高健康水平和生活质量。
三、情感目标
通过讨论,认识同化作用和异化作用之间辨证统一关系,渗透唯物主义的观点,培养学生相互合作意识。
教学重点:
新陈代谢的概念
新陈代谢是生物最基本的生命特征,是一切生命活动的基础。在学生学习了消化、循环、呼吸、排泄的相关知识的基础上,通过本节课中对各项生理活动的综合分析,得知它们在人体生命活动中的作用和联系,从而从人体结构与功能的整体性上理解新陈代谢,初步建立生物学观点,因而新陈代谢是教学重点。
教学难点:
新陈代谢的概念
新陈代谢的概念涉及到人体与外界环境之间的物质和能量的交换和人体内的物质和能量的转变,是涉及面非常广的概念。关于物质的交换,涉及食物与饮水的摄取,气体的吸入;食物残渣与废物的排出,气体的呼出。这些指的是人体与外界环境所进行的物质交换。关于体内物质的变化,涉及营养物质的消化、吸收和利用,涉及物质在体内的运输(包括气体的运输),涉及代谢终产物的生成等。用一节课的时间将众多的知识连成线、织成网是有相当的难度的。至于能量的交换与能量在体内的变化,更是涉及面宽且非常抽象。学生对能量的,和理解是本节主要的难点。
教法建议
教学开始时总结复习前面学过的知识。可以让学生先对照图解,按问题顺序思考几分钟或翻看前几章的内容和插图来思考,然后教师采取逐题提问的方式来复习。可以采取让学生逐题讨论的方式来复习。复习时,教师应该有意识地以新陈代谢为主线,把各部分知识有机地串联起来,以免知识的简单重复、堆砌。
为了在复习中使学生对人体的生理活动有个整体上的了解,为讲述新陈代谢概念做好辅垫,可以采用总结边画图解的方式来进行。
体温部分的教学,应该与新陈代谢过程中的能量释放紧密联系,体温首先是能量释放所维持的,其次,体温是新陈代谢进行的必要条件。教学中还应该结合学生的生活实际,尽量让学生自己谈出测量体温的部位和平均温度。另外,这部分教学中,还应该强调体温维持相对稳定的意义。
新陈代谢概念既是本章的重点又难点,教师可先以人体与外界环境之间和人体内部的物质变化和能量变化为线索,边归纳选列表(见奉章知识结构中新陈代谢过程部分),然后再归纳出新陈代谢的概念。
关于同化作用和异化作用的关系,是进行辩证唯物主义基本视点教育的极好内容。但是应该考虑学生的知识水平和接受能力,讲解时只要渗透二者既矛盾又统一的观点即可。也就是说让学生了解同化作用和异化作用是相互联系,相互依存的过程就可以了,不要讲得过多、过深,更不能讲成政治课。
在讲述新陈代谢的意义时,应该联系前后各章的知识,举出一些实例来说呀新陈代谢是进行一切生命活动的基础。例如,人体的运动系统住完成各项运动时;需要得到足够的营养和能量供应,而营养和能量的供应正是通过新陈代谢来实现的。关于新陈代谢的神经调节和激素调节只是点一下,目的是引出下两章的内容,说明新陈代谢与后面知识的`密切联系,因此不必要展开讲述。
由于本章教材带有复习性、总结性,牵涉的知识多,概念抽象,所以在时间上要合理安排,要把大部分时间用于新陈代谢概念的教学上。
教学设计方案
一、本章的参考课时为1课时。
二、教学过程:
1.复习提问:
(1)什么是排泄?排泄的主要途径是什么?
(2)对照挂图简要说明尿的形成过程。
2.引入新课:
可以从学生的回答中找出新课的切入点。如,排泄是指将人体代谢的终产物排出体外的过程。代谢的终产物指的是什么,看来我们都知道,但是,不知道为什么称它们为代谢的终产物,最主要的是,不知道什么是代谢。代谢是我们今天要学习的新陈代谢的简称。(板书本章标题)
3.复习相关知识,自学本章知识并思考相关问题。
教师可以将书本知识与学生的现实生活拉近些,使学生有亲切感。如参考【看一看,想一想】中的问题,联系学生自己,设计以下题目,将其写在投影片上或小黑板上。当学生知道他们不曾注意的这些问题都与新陈代谢的概念有关时,会使学生感到有探究的兴趣。
①今天,你的早餐(或午餐)吃的是什么?它们包括哪些营养成分?这些食物在你体内发生了什么变化?你从中得到哪些营养物质?
②被你的血液或淋巴吸收的各种营养物质是怎样到达你身体的每一个细胞的?
③你为什么必须呼吸?空气中的氧是怎样到达你的身体的每一个细胞的?
④你的细胞既得到了营养物质又得到了氧,细胞怎样利用它们?从早餐后到现在,你消耗了许多能量,这些能量是从哪里来的?
⑤在你的生命活动得到能量的同时,细胞内产生了哪些废物?它们通过什么途径、以什么形式排出体外?
带着这些问题,请学生浏览本章内容,使学生对这节课学习的内容有大致的了解。参考教师提出的问题,联系【看一看,想一想】中的问题,参看新陈代谢图解,学生自己回顾相当知识,体会相互联系,充分思考,自己理解新陈代谢的概念和意义。教师给学生创造自我学习、自我教育的机会,提供自学的空间和时间。
请学生在认真学习与思考的基础上,像一位老师那样备课,争取用简练、准确的语言讲述什么是新陈代谢?同化作用与异化作用有什么关系?与维持体温直接相关的是哪些生理作用?体温的测量方法和标准是什么?新陈代谢的意义是什么?
4.小组讨论。
以小组为单位的讨论,有利于生生互动,相互启发,智慧资源共享。小组成员有表达自己看法,表现自己才华的机会,有利于培养学生的自信心和合作精神。
讨论题可以是教师提出的思考题,也可以是【看一看,想一想】中的问题,还可以是
【动动脑】中的三个问题,教师还应鼓励学生提出自己的问题。凡是涉及到新陈代谢的问题都可以讨论。
最后,每个小组选一个代表,也可以自告奋勇当代表,向全班汇报本组讨论中最有特色的问题,最有收获的结果。还可以请一位同学当小老师,讲解有关新陈代谢的知识点,总结本课的学习,全组同学帮他“备课”。
5.全班讨论。
(1)请各组代表作汇报。提醒学生注意倾听,后发言者不重复已经说过的内容。
(2)请一个同学到前面来,当一次小老师,总结新陈代谢的概念和意义。
苦学生总结较好,教师无须重复。教师总结时,要尽可能肯定学生表达正确的地方,给学生以鼓励。
6.与本课开头呼应,请学生解释,什么是代谢终产物。
教师说明新陈代谢必须在神经系统和激素的调节下进行,引起学生对下一章学习的兴趣。
【板书设计】
第八章 新陈代谢
一、新陈代谢的过程
二、新陈代谢的概念:
人体与外界环境之间的物质与能量交换,以及人体内物质与能量的转变过程。
三、新陈代谢的意义:
维持生命的基本条件;生命的基本特征。
篇12:基于生物新陈代谢中酶的高效催化性研究
基于生物新陈代谢中酶的高效催化性研究
酶是生物新陈代谢的保障条件之一,在生物的`新陈代谢过程中,主要起到催化生物化学反应的作用,从而保证新陈代谢顺利进行.酶的催化作用具有高效性的特点,而这一特性又取决于酶的高效催化机理.本文从酶改变化学反应历程,与底物的结合理论及结合途径方面阐述了生物新陈代谢中酶的高效催化性.
作 者:李淑丽 LI Shu-li 作者单位:扬州工业职业技术学院,应化系,江苏,扬州,225127 刊 名:甘肃联合大学学报(自然科学版) 英文刊名:JOURNAL OF GANSU LIANHE UNIVERSITY(NATURAL SCIENCES) 年,卷(期):2009 23(4) 分类号:Q814 关键词:酶 活化能 化学反应历程 催化篇13:生物教案-新陈代谢的基本类型
【教学难点】 化能合成作用与光合作用的区别与联系
【课时安排】1课时
【教学手段】 板图
【教学过程()】
本节的知识内容除了化能合成作用以外,其余的都是学生在生物课中学习过的相关内容,可以说本节是对全章学习的总结,因此教师可在学生自学并讨论相关问题基础上,加以适当概括总结即可。
1、引言
由于本节所涉及的大部分知识点都是学生学过的,因此引入本节内容时,可选择的方式就比较自由,凡与新陈代谢有关的,学生感兴趣的话题都可作用为切入点。比如,教师可从下面的问题之一引入本节课的学习。
①我们总说新陈代谢是生物最基本的特征,而且我们也学习了不少与生物的新陈代谢有关的原理,你能否举例说明你是怎么理解“一旦生物的新陈代谢停止,生命也就终止了”这句话的.?
②请举例说明什么样是同化作用?什么样是异化作用?
③在某一个生物个体中,同化作用和异化作用之间是什么关系?
④动物和植物在同化作用方面(或摄取营养物质方面),最显著的差异是什么?
⑤你能否列举尽可能多的生物种类,它们可进行无氧呼吸吗?
⑥你能否理清楚同化作用、异化作用、能量代谢、物质代谢之间的相互关系?
⑦绿色植物的光合作用是生物界与非生物界建立联系的关键,其本质是把无机物合成了有机物,把光能转化为贮存在有机物中的化学能。其实,自然界有些生物虽然不是绿色植物,也可把无机物转化为有机物,那些生物合成的有机物中的能量来源于哪里呢?以此直接引入化能合成作用的学习。
2、化能合成作用
在本节中,只有化能合成作用对学生而言是新知识点,学生只有在清楚了这个生理过程之后,教师才能较为顺利地引导学生通过自学或讨论完成新陈代谢的概念和新陈代谢的基本类型的总结和归纳。
在引导学生讨论化能合成作用的机理时,教师可让学生写出绿化植物的光合作用总反应式,以此作为与化能合成作用的进行比较的参照。
然后教师可以先硝化细菌为例,向学生介绍化能合成作用的机理。由于学生对硝化细菌根本不知道,而且生物化学又很抽象,因此这部分内容学生有畏难情绪,教师应先简要介绍一些有关硝化细菌的感性知识,以消除学生的这种陌生感。在此基础上,教师写出亚硝化细菌氧化氨、硝化细菌氧化亚硝酸的化学反应式,最后再写出二氧化碳和水产生葡萄糖的反应式;图解如下:
如果条件允许,教师还可以硫细菌、铁细菌为例,写出硫细菌把硫单质氧化成+6价硫,并使二氧化碳和水合成葡萄糖的反应式;铁细菌把+2价铁氧化为+3价铁的化应式,并使二氧化碳和水合成葡萄糖的反应式。
教师可先让学生比较硝化细菌、硫细菌、铁细菌由无机物(二氧化碳和水)合成有机物(葡萄糖)的过程中从物质变化和能量变化上的相同之处,从而引导学生总结出:这些细菌是利用氧化无机物时释放出的化学能,将无机物合成有机物,并把氧化无机物时所释放出的化学能储存在合成的有机物中。
之后,比较硝化细菌合成有机物与光合作用有机物的生理过程,比较两者在物质变化和能量转化之间的异同,从而引导学生总结出:化能合成作用与光合作用相同之处在于二者都可把无机物合成有机物,因此光合作用与硝化细菌都为自养生物;二者的不同点在于能量来源不同,即光合作用储存在合成的有机物中的化学能来源于光能,而化能合成作用储存在合成的有机物中的化学能来源于细菌是利用氧化无机物时释放出的化学能。
3、新陈代谢的概念与新陈代谢的基本类型
在学生扫清了化能合成作用这一知识难点后,本节的其它内容对学生而言应该是全都学过的,教师在处理新陈代谢的概念与新陈代谢的基本类型这两部分教学时,更多地应让学生自己有时间来梳理所学的知识内容,所以采用自学或问题讨论的方式可能适于这部分的教学。教师可在学生自学的基础上提出一些相关问题供学生分析、讨论,如:
①在某一个生物个体中,同化作用和异化作用之间是什么关系?物质代谢和能量代谢之间也是什么关系?
引导学生分析同化作用和异化作用的下面几层含义:
A、同化作用和异化作用都存在着物质变化,即异化作用分解有机物,同化作用合成有机物;
B、同化作用和异化作用都存在着能量转变,同化作用储存能量,异化作用释放能量;
C、同化作用和异化作用都存在着与外界环境的关,同化作用从外界环境摄取物质和能量,异化作用向外界环境排放物质和能量。
前两点综合起来理解就可得出新陈代谢是“体内物质和能量的变化”,而第三点则体现了新陈代谢的另一观点,即“生物体外界环境的物质和能量的交换”。
最终使学生建立新陈代谢准确的概念,即准确的新陈代谢是生物体与外界环境之间物质和能量的交换,以及生物体内物质和能量的转变过程,生物体的这种不断的自我更新,是新陈代谢的实质。
②你能否理清楚同化作用、异化作用、能量代谢、物质代谢之间的相互关系?
③划分生物新陈代谢类型的标准是什么?
④化能合成自养型与光能合成自养型有什么区别?
⑤自养型代谢与异养型代谢根本的区别是什么?
⑥需氧型代谢与厌氧型代谢的根本区别是什么?
⑦酵母菌与乳酸菌相比,其代谢类型有何特点?
⑧你如何说出腐生与寄生之间的区别?
教师可把学生讨论的结果表解的形式总结新陈代谢的基本类型:
⑨请你用列表比较的形式比较同化作用的类型
4、为加强学生对新陈代谢的基本类型的理解,教师设计一些学生感兴趣的问题供学生分析、讨论,比如:
①你能说出下面所列出的生物的新陈代谢类型吗?
绿色植物、人、灵芝、乳酸菌、蛔虫、猪肉绦虫、酵母菌、硝化细菌、蘑菇、霉菌等。
②有人认为寄生植物、食虫植物是自养型和异养型之间的过渡类型,这种观点对吗?为什么?
③你能举例说明自然界存在兼自养、异养于一身的生物种类吗?(寄生植物、食虫植物、绿眼虫等)
④你能举例说明自然界是否存在兼需氧、厌氧于一身的生物吗?(酵母菌等兼性厌氧的生物)
⑤你认为原始生命的新陈代谢类型应该是什么?
⑥“硝化细胞的代谢类型属自养型”,这一说法准确吗?
自然界除了绿色植物可进行光合作用外,还有没有自养生物呢?答案是肯定的,有。这类生物就是可进行化能合成作用的细菌。如硝化细胞、铁细菌、硫细菌等。
通俗地说,光合自养和化能自养的共同之处都在于可自己养活自己,即不用吃东西,自己可利用二氧化碳和水这些无机物合成葡萄糖等有机物。
而光合自养与化能自养的区别在于光合作用合成的葡萄糖中的化学能来源于太阳能,而化能合成作用合成的葡萄糖中的化学能来源于氧化无机物所释放出来的化学能。
还要注意下面四个概念,即同化作用、异化作用、自养型、异养型(为同化作用的一种类型)同化作用类型包括自养型和异养型(通俗地说是别的生物养活自己);异养型包括腐生型(生活在无生命的有机质中)和寄生型(生活在活的生命体内或表面)。
其实这部分内容并不难,但有一个地方学生要特别注意,这就是三种问法的区别,以硝化细菌为例:
(1)硝化细菌的代谢类型是什么? 答案是:自养需氧型
(2)硝化细菌的同化作用类型是什么? 答案是:自养型
(3)硝化细菌的异化作用类型是什么? 答案是:需氧型
这三种问法的答案是不一样的,要细心,注意不要答非所问。
篇14:高一生物新陈代谢的基本类型的教案
高一生物新陈代谢的基本类型的教案
教学目标
一、知识方面
1、使学生了解新陈代谢的基本类型
2、使学生理解化能合成作用与光合作用的区别与联系
二、能力方面
1、通过学生对新陈代谢基本类型的学习,培养学生对概念进行科学分类的能力
2、通过学生分析、比较光合作用和化能合成作用的异同,培养学生科学的思维品质。
3、通过学生分析某个生物的新陈代谢类型,培养学生利用概念进行科学判断的能力。
三、情感、态度、价值观方面
通过学生生物体新陈代谢类型的了解,使学生能较全面的、辩证的观察纷繁复杂的生命自界。
教学建议
教材分析
本节可看成对第三章内容的总结,包括新陈代谢的概念和新陈代谢的基本类型两部分内容。
1、新陈代谢的概念
教材先定义了新陈代谢的概念:新陈代谢是活细胞中全部有序的化学反应的总称,它包括物质代谢和能量代谢两个方面;然后着重讲述了新陈代谢中物质代谢、能量代谢、同化作用、异化作用这四个概念这含义,并用表解的形式概括了它们之间的关系。
2、新陈代谢的基本类型
教材讲述了同化作用的两种类型,即自养型、异养型,并在自养型中讲述了化能合成作用;教材还讲述了异化作用的两种类型,即需氧型、厌氧型。
教法建议
本节的知识内容除了化能合成作用以外,其余的都是学生在生物课中学习过的相关内容,可以说本节是是对全章学习的总结,因此教师可在学生自学并讨论相关问题基础上,加以适当概括总结即可。
1、引言
由于本节所涉及的大部分知识点都是学生学过的,因此引入本节内容时,可选择的方式就比较自由,凡与新陈代谢有关的,学生感兴趣的话题都可作用为切入点。比如通过如下的问题引入本节课题:绿色植物的光合作用是生物界与非生物界建立联系的关键,其本质是把无机物合成了有机物,把光能转化为贮存在有机物中的化学能。其实,自然界有些生物虽然不是绿色植物,也可把无机物转化为有机物,那些生物合成的有机物中的能量来源于哪里呢?
以此直接引入化能合成作用的学习。
2、化能合成作用
在本节中,只有化能合成作用对学生而言是新知识点,学生只有在清楚了这个生理过程之后,教师才能较为顺利地引导学生通过自学或讨论完成新陈代谢的概念和新陈代谢的基本类型的总结和归纳。
在引导学生讨论化能合成作用的机理时,教师可让学生写出绿化植物的光合作用总反应式,以此作为与化能合成作用的进行比较的参照。
然后教师可以先硝化细菌为例,向学生介绍化能合成作用的机理。
教师可先让学生比较硝化细菌、硫细菌、铁细菌由无机物(二氧化碳和水)合成有机物(葡萄糖)的过程中从物质变化和能量变化上的相同之处。
之后,比较硝化细菌合成有机物与光合作用有机物的`生理过程,比较两者在物质变化和能量转化之间的异同。
3、新陈代谢的概念与新陈代谢的基本类型
在学生理解清楚化能合成作用这一知识难点后,本节的其它内容对学生而言应该是全都学过的,教师在处理新陈代谢的概念与新陈代谢的基本类型这两部分教学时,更多地应让学生自己有时间来梳理所学的知识内容,所以采用自学或问题讨论的方式可能适于这部分的教学。教师可在学生自学的基础上提出一些相关问题供学生分析、讨论。
教师可把学生讨论的结果表解的形式总结新陈代谢的基本类型。
4、为加强学生对新陈代谢的基本类型的理解,教师设计一些学生感兴趣的问题供学生分析、讨论。
教学设计方案
【课题】 第八节 新陈代谢的基本类型
【教学重点】 新陈代谢的基本类型
【教学难点】 化能合成作用与光合作用的区别与联系
【课时安排】1课时
【教学手段】 板图
【教学过程】本节的知识内容除了化能合成作用以外,其余的都是学生在生物课中学习过的相关内容,可以说本节是对全章学习的总结,因此教师可在学生自学并讨论相关问题基础上,加以适当概括总结即可。
1、引言
由于本节所涉及的大部分知识点都是学生学过的,因此引入本节内容时,可选择的方式就比较自由,凡与新陈代谢有关的,学生感兴趣的话题都可作用为切入点。比如,教师可从下面的问题之一引入本节课的学习。
①我们总说新陈代谢是生物最基本的特征,而且我们也学习了不少与生物的新陈代谢有关的原理,你能否举例说明你是怎么理解“一旦生物的新陈代谢停止,生命也就终止了”这句话的?
②请举例说明什么样是同化作用?什么样是异化作用?
③在某一个生物个体中中,同化作用和异化作用之间是什么关系?
④动物和植物在同化作用方面(或摄取营养物质方面),最显著的差异是什么?
⑤你能否列举尽可能多的生物种类,它们可进行无氧呼吸吗?
⑥你能否理清楚同化作用、异化作用、能量代谢、物质代谢之间的相互关系?
⑦绿色植物的光合作用是生物界与非生物界建立联系的关键,其本质是把无机物合成了有机物,把光能转化为贮存在有机物中的化学能。其实,自然界有些生物虽然不是绿色植物,也可把无机物转化为有机物,那些生物合成的有机物中的能量来源于哪里呢?以此直接引入化能合成作用的学习。
2、化能合成作用
在本节中,只有化能合成作用对学生而言是新知识点,学生只有在清楚了这个生理过程之后,教师才能较为顺利地引导学生通过自学或讨论完成新陈代谢的概念和新陈代谢的基本类型的总结和归纳。
在引导学生讨论化能合成作用的机理时,教师可让学生写出绿化植物的光合作用总反应式,以此作为与化能合成作用的进行比较的参照。
然后教师可以先硝化细菌为例,向学生介绍化能合成作用的机理。由于学生对硝化细菌根本不知道,而且生物化学又很抽象,因此这部分内容学生有畏难情绪,教师应先简要介绍一些有关硝化细菌的感性知识,以消除学生的这种陌生感。在此基础上,教师写出亚硝化细菌氧化氨、硝化细菌氧化亚硝酸的化学反应式,最后再写出二氧化碳和水产生葡萄糖的反应式;
如果条件允许,教师还可以硫细菌、铁细菌为例,写出硫细菌把硫单质氧化成+6价硫,并使二氧化碳和水合成葡萄糖的反应式;铁细菌把+2价铁氧化为+3价铁的化应式,并使二氧化碳和水合成葡萄糖的反应式。
教师可先让学生比较硝化细菌、硫细菌、铁细菌由无机物(二氧化碳和水)合成有机物(葡萄糖)的过程中从物质变化和能量变化上的相同之处,从而引导学生总结出:这些细菌是利用氧化无机物时释放出的化学能,将无机物合成有机物,并把氧化无机物时所释放出的化学能储存在合成的有机物中。
之后,比较硝化细菌合成有机物与光合作用有机物的生理过程,比较两者在物质变化和能量转化之间的异同,从而引导学生总结出:化能合成作用与光合作用相同之处在于二者都可把无机物合成有机物,因此光合作用与硝化细菌都为自养生物;二者的不同点在于能量来源不同,即光合作用储存在合成的有机物中的化学能来源于光能,而化能合成作用储存在合成的有机物中的化学能来源于细菌是利用氧化无机物时释放出的化学能。
3、新陈代谢的概念与新陈代谢的基本类型
在学生扫清了化能合成作用这一知识难点后,本节的其它内容对学生而言应该是全都学过的,教师在处理新陈代谢的概念与新陈代谢的基本类型这两部分教学时,更多地应让学生自己有时间来梳理所学的知识内容,所以采用自学或问题讨论的方式可能适于这部分的教学。教师可在学生自学的基础上提出一些相关问题供学生分析、讨论,如:
①在某一个生物个体中,同化作用和异化作用之间是什么关系?物质代谢和能量代谢之间也是什么关系?
引导学生分析同化作用和异化作用的下面几层含义:
A、同化作用和异化作用都存在着物质变化,即异化作用分解有机物,同化作用合成有机物;
B、同化作用和异化作用都存在着能量转变,同化作用储存能量,异化作用释放能量;
C、同化作用和异化作用都存在着与外界环境的关,同化作用从外界环境摄取物质和能量,异化作用向外界环境排放物质和能量。
前两点综合起来理解就可得出新陈代谢是“体内物质和能量的变化”,而第三点则体现了新陈代谢的另一观点,即“生物体外界环境的物质和能量的交换”。
最终使学生建立新陈代谢准确的概念,即准确的新陈代谢是生物体与外界环境之间物质和能量的交换,以及生物体内物质和能量的转变过程,生物体的这种不断的自我更新,是新陈代谢的实质。
②你能否理清楚同化作用、异化作用、能量代谢、物质代谢之间的相互关系?
③划分生物新陈代谢类型的标准是什么?
④化能合成自养型与光能合成自养型有什么区别?
⑤自养型代谢与异养型代谢根本的区别是什么?
⑥需氧型代谢与厌氧型代谢的根本区别是什么?
⑦酵母菌与乳酸菌相比,其代谢类型有何特点?
⑧你如何说出腐生与寄生之间的区别?
4、为加强学生对新陈代谢的基本类型的理解,教师设计一些学生感兴趣的问题供学生分析、讨论,比如:
①你能说出下面所列出的生物的新陈代谢类型吗?
绿色植物、人、灵芝、乳酸菌、蛔虫、猪肉绦虫、酵母菌、硝化细菌、蘑菇、霉菌等。
②有人认为寄生植物、食虫植物是自养型和异养型之间的过渡类型,这种观点对吗?为什么?
③你能举例说明自然界存在兼自养、异养于一身的生物种类吗?(寄生植物、食虫植物、绿眼虫等)
④你能举例说明自然界是否存在兼需氧、厌氧于一身的生物吗?(酵母菌等兼性厌氧的生物)
⑤你认为原始生命的新陈代谢类型应该是什么?
⑥“硝化细胞的代谢类型属自养型”,这一说法准确吗?
自然界除了绿色植物可进行光合作用外,还有没有自养生物呢?答案是肯定的,有。这类生物就是可进行化能合成作用的细菌。如硝化细胞、铁细菌、硫细菌等。
通俗地说,光合自养和化能自养的共同之处都在于可自己养活自己,即不用吃东西,自己可利用二氧化碳和水这些无机物合成葡萄糖等有机物。
而光合自养与化能自养的区别在于光合作用合成的葡萄糖中的化学能来源于太阳能,而化能合成作用合成的葡萄糖中的化学能来源于氧化无机物所释放出来的化学能。
还要注意下面四个概念,即同化作用、异化作用、自养型、异养型(为同化作用的一种类型)同化作用类型包括自养型和异养型(通俗地说是别的生物养活自己);异养型包括腐生型(生活在无生命的有机质中)和寄生型(生活在活的生命体内或表面)。
其实这部分内容并不难,但有一个地方学生要特别注意,这就是三种问法的区别,以硝化细菌为例:
(1)硝化细菌的代谢类型是什么? 答案是:自养需氧型
(2)硝化细菌的同化作用类型是什么? 答案是:自养型
(3)硝化细菌的异化作用类型是什么? 答案是:需氧型
这三种问法的答案是不一样的,要细心,注意不要答非所问。
生物教案-新陈代谢与酶(整理14篇)




