每個(gè)人都曾試圖在平淡的學(xué)習(xí)、工作和生活中寫一篇文章。寫作是培養(yǎng)人的觀察、聯(lián)想、想象、思維和記憶的重要手段。寫范文的時(shí)候需要注意什么呢？有哪些格式需要注意呢？以下是我為大家搜集的優(yōu)質(zhì)范文，僅供參考，一起來看看吧
代謝與新陳代謝 酶與代謝的關(guān)系篇一
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
通過讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過程，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安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過實(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)，是通過比較《實(shí)驗(yàn)五、肝臟內(nèi)的過氧化氫酶比無機(jī)催化劑的催化效率》切入；酶的專一性的特點(diǎn)，是通過比較《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《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，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)過程；發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過程等，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，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)胞是通過什么途徑獲得營養(yǎng)？腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過什么途徑排出體外的？
②進(jìn)入腦細(xì)胞的營養(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程。如可以設(shè)問：
①你吃下的肉類蛋白質(zhì)，通過什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì)？
②你吃下的淀粉類食物，通過什么途徑為你提供能量？等等
通過分析、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)，分析出無機(jī)化學(xué)反應(yīng)過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，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程方面的資料，目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過程、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：酶都是蛋白質(zhì)嗎？并做一定的說明。
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)胞生長代謝過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，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，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：
酶作為生物催化劑，與無機(jī)催化劑相比，有何特點(diǎn)?
為解決這個(gè)問題，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)前有必要簡單介紹兩項(xiàng)內(nèi)容：
一是過氧化氫這種物質(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。生物體可通過過氧化氫酶，催化過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。無機(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：“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此反應(yīng)。因此，斐林試劑可以用來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)而推測淀粉和蔗糖是否被水解。
在此基礎(chǔ)上，教師通過進(jìn)一步實(shí)例說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：“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℃，但人已感覺非常沒有精神，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，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：“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。觀察有無紅黃色沉淀產(chǎn)生，純凈的淀粉和蔗糖不呈陽性反應(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)間長短有關(guān)，反應(yīng)時(shí)間增長時(shí)，最適溫度向數(shù)值較低的方向移動(dòng)。通常測定酶的活性時(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。
代謝與新陳代謝 酶與代謝的關(guān)系篇二
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
通過讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過程，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安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過實(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)，是通過比較《實(shí)驗(yàn)五、肝臟內(nèi)的過氧化氫酶比無機(jī)催化劑的催化效率》切入；酶的專一性的特點(diǎn)，是通過比較《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《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，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)過程；發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過程等，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，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)胞是通過什么途徑獲得營養(yǎng)？腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過什么途徑排出體外的？
②進(jìn)入腦細(xì)胞的營養(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程。如可以設(shè)問：
①你吃下的肉類蛋白質(zhì)，通過什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì)？
②你吃下的淀粉類食物，通過什么途徑為你提供能量？等等
通過分析、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)，分析出無機(jī)化學(xué)反應(yīng)過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，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程方面的資料，目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過程、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：酶都是蛋白質(zhì)嗎？并做一定的說明。
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)胞生長代謝過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，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，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：
酶作為生物催化劑，與無機(jī)催化劑相比，有何特點(diǎn)?
為解決這個(gè)問題，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)前有必要簡單介紹兩項(xiàng)內(nèi)容：
一是過氧化氫這種物質(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。生物體可通過過氧化氫酶，催化過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。無機(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：“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此反應(yīng)。因此，斐林試劑可以用來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)而推測淀粉和蔗糖是否被水解。
在此基礎(chǔ)上，教師通過進(jìn)一步實(shí)例說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：“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℃，但人已感覺非常沒有精神，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，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：“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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代謝與新陳代謝 酶與代謝的關(guān)系篇三
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
通過讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過程，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安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過實(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)，是通過比較《實(shí)驗(yàn)五、肝臟內(nèi)的過氧化氫酶比無機(jī)催化劑 的催化效率》切入;酶的專一性的特點(diǎn)，是通過比較《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《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，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)過程;發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過程等，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，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)胞是通過什么途徑獲得營養(yǎng)?腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過什么途徑排出體外的?
②進(jìn)入腦細(xì)胞的營養(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程。如可以設(shè)問：
①你吃下的肉類蛋白質(zhì)，通過什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì)?
②你吃下的淀粉類食物，通過什么途徑為你提供能量?等等
通過分析、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)，分析出無機(jī)化學(xué)反應(yīng)過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，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程方面的資料，目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過程、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：酶都是蛋白質(zhì)嗎?并做一定的說明。
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)胞生長代謝過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，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?？删透咧猩飳W(xué)水平做一簡單比較：
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，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：
酶作為生物催化劑，與無機(jī)催化劑相比，有何特點(diǎn)?
為解決這個(gè)問題，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)前有必要簡單介紹兩項(xiàng)內(nèi)容：
一是過氧化氫這種物質(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。生物體可通過過氧化氫酶，催化過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。無機(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：“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此反應(yīng)。因此，斐林試劑可以用來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)而推測淀粉和蔗糖是否被水解。
在此基礎(chǔ)上，教師通過進(jìn)一步實(shí)例說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：“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℃，但人已感覺非常沒有精神，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，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：“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范圍為400~750nm可見光，而反射的光是藍(lán)光，所以使淀粉溶液呈現(xiàn)出藍(lán)色來。
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)修正過來?？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?？茖W(xué)家將這種酶的蛋白質(zhì)除去，同時(shí)提高鎂離子的濃度，留下來的rna仍具有與該酶相同的催化活性。后來的科學(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?，F(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)胞生長代謝過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微生物生產(chǎn)出來的酶，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?這些都是通過酶工程來實(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，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。
早期酶制劑主要來源于動(dòng)植物材料，而今酶的主要來源是微生物。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。能不能利用淀粉來生產(chǎn)類似蔗糖的甜味劑呢?科學(xué)家通過α-淀粉酶、糖化酶和將葡萄糖異構(gòu)酶連接到離子交換樹脂上，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)國家高果糖漿的年產(chǎn)量現(xiàn)已達(dá)到幾百萬噸，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，這就增加了工序和成本。人們設(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)?，F(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)法通過有關(guān)的酶制劑來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?；?，將母核和側(cè)鏈水解開，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?，F(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)行無菌操作。
食品加工業(yè)方面。釀酒廠和飲料廠利用果膠酶來澄清果酒和果汁，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。科學(xué)家通過對(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
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氧化氫，過氧化氫在過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，將上述兩種酶和無色的化合物固定在紙條上，制成測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傳感器，可快速測定出水中質(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，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，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”來解釋。
所謂“誘導(dǎo)契合學(xué)說”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。
(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)生改變造成的。
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，溫度每升高10℃，反應(yīng)速度就相應(yīng)提高一倍。但超過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。一般來說，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。
代謝與新陳代謝 酶與代謝的關(guān)系篇四
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》；通過實(shí)驗(yàn)《比較過氧化氫酶和 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。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)生的過程；② 是有序的化學(xué)反應(yīng)，是受控過程；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、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、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，但酶有別于無機(jī)化學(xué)催化劑。
①?酶具有“高效性”
過氧化氫酶，與 相比，過氧化氫酶的催化效率要高許多。通常情況下，酶的催化效率是無機(jī)催化劑的 倍。也就是說，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
過酸，過堿和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)過程：
新陳代謝中的一系列變化過程需要有酶的催化作用，同時(shí)，這些過程伴隨著能量的轉(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)的最終來源都是太陽能。是通過復(fù)雜的過程轉(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，在所有這些變化過程中，無論是能量的儲(chǔ)存轉(zhuǎn)移，還是釋放都離不開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源。
1. atp的結(jié)構(gòu)簡式
（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)所需能量的直接來源。
3. atp的形成途徑
對(duì)人和動(dòng)物來說，adp轉(zhuǎn)化成atp所需能量來自呼吸作用，對(duì)綠色植物而言，則來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自太陽能，綠色植物通過光合作用，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______________
b管______________因?yàn)開______________
c管______________因?yàn)開______________
8. 下面為綠色植物體內(nèi)atp與adp的互換式
問：（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？
代謝與新陳代謝 酶與代謝的關(guān)系篇五
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
通過讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過程，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安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過實(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)，是通過比較《實(shí)驗(yàn)五、肝臟內(nèi)的過氧化氫酶比無機(jī)催化劑的催化效率》切入；酶的專一性的特點(diǎn)，是通過比較《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《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，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)過程；發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過程等，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，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)胞是通過什么途徑獲得營養(yǎng)？腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過什么途徑排出體外的？
②進(jìn)入腦細(xì)胞的營養(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程。如可以設(shè)問：
①你吃下的肉類蛋白質(zhì)，通過什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì)？
②你吃下的淀粉類食物，通過什么途徑為你提供能量？等等
通過分析、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)，分析出無機(jī)化學(xué)反應(yīng)過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，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程方面的資料，目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過程、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：酶都是蛋白質(zhì)嗎？并做一定的說明。
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)胞生長代謝過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，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，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：
酶作為生物催化劑，與無機(jī)催化劑相比，有何特點(diǎn)?
為解決這個(gè)問題，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)前有必要簡單介紹兩項(xiàng)內(nèi)容：
一是過氧化氫這種物質(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。生物體可通過過氧化氫酶，催化過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。無機(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：“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此反應(yīng)。因此，斐林試劑可以用來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)而推測淀粉和蔗糖是否被水解。
在此基礎(chǔ)上，教師通過進(jìn)一步實(shí)例說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：“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℃，但人已感覺非常沒有精神，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，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：“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。觀察有無紅黃色沉淀產(chǎn)生，純凈的淀粉和蔗糖不呈陽性反應(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)間長短有關(guān)，反應(yīng)時(shí)間增長時(shí)，最適溫度向數(shù)值較低的方向移動(dòng)。通常測定酶的活性時(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?；靹颍?0分鐘后取出4支試管，將第3、4號(hào)試管用流動(dòng)的自來水冷卻至室溫。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。
代謝與新陳代謝 酶與代謝的關(guān)系篇六
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
通過讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過程，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安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過實(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)，是通過比較《實(shí)驗(yàn)五、肝臟內(nèi)的過氧化氫酶比無機(jī)催化劑的催化效率》切入；酶的專一性的特點(diǎn)，是通過比較《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《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，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)過程；發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過程等，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，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)胞是通過什么途徑獲得營養(yǎng)？腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過什么途徑排出體外的？
②進(jìn)入腦細(xì)胞的營養(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程。如可以設(shè)問：
①你吃下的肉類蛋白質(zhì)，通過什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì)？
②你吃下的淀粉類食物，通過什么途徑為你提供能量？等等
通過分析、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)，分析出無機(jī)化學(xué)反應(yīng)過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，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程方面的資料，目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過程、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：酶都是蛋白質(zhì)嗎？并做一定的說明。
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)胞生長代謝過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，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?？删透咧猩飳W(xué)水平做一簡單比較：
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，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：
酶作為生物催化劑，與無機(jī)催化劑相比，有何特點(diǎn)?
為解決這個(gè)問題，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)前有必要簡單介紹兩項(xiàng)內(nèi)容：
一是過氧化氫這種物質(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。生物體可通過過氧化氫酶，催化過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。無機(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：“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此反應(yīng)。因此，斐林試劑可以用來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)而推測淀粉和蔗糖是否被水解。
在此基礎(chǔ)上，教師通過進(jìn)一步實(shí)例說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：“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℃，但人已感覺非常沒有精神，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，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：“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。觀察有無紅黃色沉淀產(chǎn)生，純凈的淀粉和蔗糖不呈陽性反應(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)輕度陽性反應(yīng)的原因。
代謝與新陳代謝 酶與代謝的關(guān)系篇七
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
通過讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過程，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安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過實(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)，是通過比較《實(shí)驗(yàn)五、肝臟內(nèi)的過氧化氫酶比無機(jī)催化劑的催化效率》切入；酶的專一性的特點(diǎn)，是通過比較《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《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，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)過程；發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過程等，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，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)胞是通過什么途徑獲得營養(yǎng)？腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過什么途徑排出體外的？
②進(jìn)入腦細(xì)胞的營養(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程。如可以設(shè)問：
①你吃下的肉類蛋白質(zhì)，通過什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì)？
②你吃下的淀粉類食物，通過什么途徑為你提供能量？等等
通過分析、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)，分析出無機(jī)化學(xué)反應(yīng)過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，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程方面的資料，目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過程、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：酶都是蛋白質(zhì)嗎？并做一定的說明。
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)胞生長代謝過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，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，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：
酶作為生物催化劑，與無機(jī)催化劑相比，有何特點(diǎn)?
為解決這個(gè)問題，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)前有必要簡單介紹兩項(xiàng)內(nèi)容：
一是過氧化氫這種物質(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。生物體可通過過氧化氫酶，催化過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。無機(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：“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此反應(yīng)。因此，斐林試劑可以用來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)而推測淀粉和蔗糖是否被水解。
在此基礎(chǔ)上，教師通過進(jìn)一步實(shí)例說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：“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℃，但人已感覺非常沒有精神，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，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：“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。混勻后，用細(xì)口瓶貯存。此試劑可長時(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。觀察有無紅黃色沉淀產(chǎn)生，純凈的淀粉和蔗糖不呈陽性反應(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)間長短有關(guān)，反應(yīng)時(shí)間增長時(shí)，最適溫度向數(shù)值較低的方向移動(dòng)。通常測定酶的活性時(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。
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