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新陈代谢与酶

作者:未知来源:网络收集时间:2012-5-6 21:27:10阅读:
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【教学内容】

《生物》(必修)第一册第三章“生物的新陈代谢”。

【教学过程】

一、导入新课

师:同学们,我们通过学习,知道了生物体内各种有序化学变化的总称叫做新陈代谢。大家学过化学,化学反应离不开催化剂的催化,那么生物体内的化学反应靠什么来催化呢?这就是我们今天要学习的内容,请看幻灯片。

幻灯片一:材料1:1783年,意大利科学家斯巴兰让尼的实验──将肉放在金属丝编的小笼内,放在鹰的胃里,过一段时间后,观察到肉块不见了。

幻灯片二:材料2:1836年,法国科学家施旺从胃液中提取出胃蛋白酶。

幻灯片三:材料3:1926年,美国科学家萨姆纳通过化学实验证实,从刀豆中提取的脲酶是蛋白质。

幻灯片四:材料4:有一种叫做RNase P的酶,这种酶由20%的蛋白质和80%的RNA组成,科学家们将这种酶中的蛋白质除去,并且提高了Mg2+的浓度,他们发现留下来的RNA仍具有与该种酶相同的催化活性。

幻灯片五:材料5:人体内血液中的红细胞每秒钟更新20多万个,大约60天左右全部红细胞要更新一半;肝脏和血浆中的蛋白质,大约10天左右要更新一半;人在一生(按60年计算)中与外界环境交换各种物质的数量:大约水为50吨,糖类为10吨,脂类为1吨,蛋白质1.6吨。物质交换的总重量大约相当于人体重量的1 200倍,而实际上现在人类的寿命已经大大超过60岁了。

二、初步感知

师:现在我们仔细分析一下,上述材料都说明了什么问题?

生1:材料1说明胃对食物除了物理性消化,还有化学性消化。

生2:材料2说明胃液中有消化蛋白质的蛋白酶。

生3:材料3说明胃蛋白酶的本质是蛋白质。

生4:材料4说明少数RNA也是酶。

生5:材料5说明人体细胞内每分钟约发生几百万次化学反应,这么多的化学反应之所以能够在常温、常压下迅速、顺利完成,完全是依靠酶的催化作用。

师:通过大家的分析,谁能概括一下酶的概念?

生:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。

师:大家想一想,酶的化学本质是什么?

生1:蛋白质。

生2:RNA。

[教师点拨1]

师:把他们两个人的答案加起来:大多数的酶是蛋白质,少数酶是RNA。生物体内的各种代谢活动,只有在酶的参与下,才能在常温、常压的条件下迅速地进行,所以将酶称做是生物催化剂。那么现在看一看,生物催化剂与无机催化剂有什么区别呢?

三、深入探究

教师演示实验一:比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率。

过程:

(1)取2支试管并编号:1号、2号,各注入2 mL的H2O2溶液;

(2)向1号试管内滴入2滴肝脏研磨液,向2号试管滴入2滴FeCl3溶液;

(3)堵住试管口,轻轻震荡两支试管,使物质混合均匀,观察现象;

(4)将点燃但无火焰的卫生香分别放在试管1、2的试管口,观察。

师:有什么现象?

生:1号试管产生的气泡多,1号试管的卫生香燃烧猛烈。

师:说明什么?

生:肝脏研磨液中的酶的催化效率比FeCl3高。

师:经大量实验证明,酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍。通过了解我们知道,酶具有高效性。大家想一想,在这个实验中,能否共用一个滴管?为什么?

生:不能。如果共用一个滴管,就分不出是过氧化氢酶的作用,还是FeCl3的作用。

师:非常正确,FeCl3分解过氧化氢过程中起作用的是Fe3+

教师演示实验二:探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用。

过程:

(1)取两支试管并编号,在1号试管注入2 mL可溶性淀粉溶液,2号试管注入2 mL蔗糖溶液,再分别注入2 mL新鲜淀粉酶溶液;

(2)振荡摇匀后,将两支试管下半部浸到60 ℃的水浴中保温5 min;

(3)取出试管,分别加2 mL斐林试剂;

(4)将两支试管放入水浴,煮沸1 min,观察。

师:有什么现象出现?

生:1号试管呈砖红色沉淀,2号无变化。

师:大家讨论一下,为什么会出现这样的现象呢?

生:淀粉酶催化淀粉分解为麦芽糖,麦芽糖是还原性糖,能与斐林试剂发生颜色反应,而淀粉酶不能催化蔗糖的水解。

[教师点拨2]

师:通过分析我们知道,酶只能催化一种化合物或一类化合物的反应。

现在已鉴定出的酶就有2 000多种,习惯上,各种酶是根据其来源及其所催化的作用物(底物)来命名的,例如:唾液淀粉酶是唾液腺产生的催化淀粉分解成麦芽糖的酶,胃蛋白酶是胃腺产生的催化蛋白质分解成多肽的酶。

大家想一想,如果2号试管也出现砖红色的沉淀,是什么造成的?

生:说明2号试管里也有还原性糖。

师:那还原性糖是哪里来的呢?

生:蔗糖放置时间久了,会分解成果糖和葡萄糖,它们都是还原性糖。

师:非常好,下面我们来做一道练习题,看幻灯。

四、探究训练

幻灯片:A试管加入2 mL稀淀粉和2 mL唾液,B试管中加入2 mL稀淀粉和2 mL人造胃液,每支试管加入2 mL滴革兰氏碘液,摇匀后,再将A、B两支试管置于37~40 ℃水浴中放置15~20分钟。

问题:

(1)A试管内颜色是(  )的,B试管内颜色是(  )的。

A.无色  B.蓝色  C.紫色  D.橘红色

(2)A说明唾液中有(  )。

(3)对照A、B说明酶的功能具有(  )。

生1:A试管内颜色是无色,B试管内是蓝色。

生2:A说明唾液中有淀粉酶。

生3:说明酶具有专一性。

师:在这节课中我们通过分析材料了解了酶的发现科学史,知道了酶的概念及其化学本质,通过实验我们了解了酶的特性,即酶具有高效性和专一性。

大家回去想一想:

1.在我们的现实生活中,哪些与酶有关?

2.胰岛素制剂是治疗糖尿病的有效药物,只能注射,不能口服,原因是什么?

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