降低化学反应活化能的酶教学设计（精选14篇）
作为一无名无私奉献的教育工作者，就有可能用到教学设计，教学设计是对学业业绩问题的解决措施进行策划的过程。那么什么样的教学设计才是好的呢？下面是小编帮大家整理的降低化学反应活化能的酶教学设计（精选14篇），欢迎阅读，希望大家能够喜欢。
降低化学反应活化能的酶教学设计1
一、教材的地位和作用
《降低反应活化能的酶》是人教版教材必修本第五章第 1 节第一课时内容。上一章，们已经的是细胞的物质输入和输出 ,这节开始我们细胞的能量流动，而本节课的内容是整章的基础，生命活动离不开酶。因此，本节内容在 整章 中具有不容忽视的重要的地位。后面还将学习到酶的特性，所以学好本节的内容可以为学好以后的打下牢固的理论基础。本内容包含的一些单一变量控制科学， 是以后生物学习中不可缺少的部分，也是今后的必考内容。
二、教学目标
根据本教材的结构和内容分析，结合着高一年级学生他们的认知结构及其特征，我制定了以下的教学目标：
1、 认知目标：识记：细胞代谢概念、活化能概念、酶在细胞中的作用理解
2、 目标：学会控制变量，观察和检测因变量变化，以及设置对照实验
三、教学的重、难点
本着高一新课程标准，在吃透教材基础上，我确定了以下的教学重点和难点
教学重点：酶在细胞中的作用
教学难点：控制变量的科学方法
难点的依据：单一变量控制方法较抽象;学生没有这方面的基础知识。
为了讲清教材的重、难点，使学生能够达到本节内容设定的教学目标，我再从教法和学法上谈谈：
四、 教法
我们都知道生物是一门培养人的实践能力的重要学科。因此，在教学过程中，不仅要使学生“知其然”，还要使学生“知其所以然”。我们在以师生既为主体，又为客体的原则下，展现获取理论知识、解决实际问题方法的过程。
考虑到我校高一年级学生的现状，我主要采取学生活动的教学方法，让学生真正的参与活动，而且在活动中得到认识和体验，产生践行的愿望。培养学生将教学和自己的行动结合起来，充分引导学生全面的看待发生在身边的现象，发展思辩能力，注重学生的心理状况。
当然自身也是非常重要的教学资源。本人应该通过课堂教学感染和激励学生，充分调动起学生参与活动的积极性，激发学生对解决实际问题的渴望，并且要培养学生以理论联系实际的能力，从而达到最佳的教学效果。同时也体现了课改的精神。
基于本节课内容的特点，我主要采用了以下的教学方法：
1、直观演示法：教材中活化能概念的文字叙述很抽象，虽然加入了卡通式插图和图解，但仍然是平面的、静止的，很难实现知识迁移。而Flash动画是立体的、直观的、动静结合的，并且能够展示不同条件下的反应情况，有利于在比较和归纳中得到正确的知识。
2、实验探究教学法——从反应物、反应条件、实验原理、实验步骤、现象记录和分析、归纳得出结论等方面，引导学生理解实验设计，进行实验操作并尝试改良实验设计，从具体到抽象、从实践到理论来深化科学探究思想，培养学生的小组协作能力和科学探究能力。
3、启发式教学法——以设问和疑问层层引导，激发学生动机，启发学生积极思考，逐步从常识走向科学，将感性认识提升到理性认识，培养和发展学生的抽象。
由于本节内容与社会现实生活的关系比较密切，学生已经具有了直观的感受，可以让学生自己阅读课本并思考，并例举生产实践上存在的一些有关的 酶的作用 (佳美洗衣粉) 现象，在的指导下进行讨论，然后进行归纳总结，得出正确的结论。这样有利于调动学生的积极性，发挥学生的主体作用，让学生对本节知识的认知更清晰、更深刻高中生物。
五、学法
学生具有的认知发展水平以及生物和化学基础，我在教学过程中特别重视学法的指导。让学生从机械的“学答”向“学问”转变，从“学会”向“会学”转变，成为真正的学习的主人。这节课在指导学生的和培养学生的学习能力方面主要采取以下方法：思考评价法、分析归纳法、自主探究法、总结反思法。
学习方法指导：
1、跟随老师的问题，积极思考，将原有的知识应用到新知识的学习中，完成知识的迁移。
2、小组内合理分工，协调实验操作、记录和汇报，培养观察、分析、判断的思维能力和实验操作能力，培养科学探究精神和合作精神。
3、结合书本的文字叙述、图片和老师展示的动画，提高分析、归纳能力。
最后我具体来谈谈这一堂课的教学过程：
六、教学过程
在这节课的教学过程中，我注重突出重点，条理清晰，紧凑合理。各项活动的安排也注重互动、交流，最大限度的调动学生参与课堂的积极性、主动性。
1、导入新课：(3—5分钟)
联系生活，激发学生学习，开动思考，活跃课堂。
2、讲授新课：(30分钟)
创设情景
导入新课
⑴这个实验要解决什么问题?
⑵为什么要将肉块放入金属笼内?
⑶肉块为什么会消失?
⑷从这个实验中你能得出什么结论? 思考回答问题
㈠细胞代谢 回顾在叶绿体、线粒体、核糖体等细胞器中发生不同的化学反应，引导学生理解细胞内每时每刻都发生着很多化学反应，统称为细胞代谢。
细胞代谢是细胞生命活动的基础。 运用已有知识，集体回答问题，体会细胞代谢这一概念的含义。
㈡酶在细胞代谢中的作用
1.实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 介绍过氧化氢和肝脏研磨液，提出相关问题，引导学生进行分析。
讲述：细胞代谢过程中也会产生过氧化氢，这是一种对细胞有害的物质，幸而细胞内含有生物催化剂----过氧化氢酶，能将过氧化氢分解。但它们之间的一样吗?
组织学生分组实验，提醒实验安全和注意事项。 思考回答问题。分组完成实验，汇报实验现象。
2.控制变量的科学方法 引导学生观察实验步骤表格，以问题串形式带领学生从本实验实例中总结出实验设计的基本原则：单一变量原则和对照原则。 分析实验现象，得出正确结论。体会什么是自变量、因变量、无关变量以及对照实验。
3.酶的作用原理 通过分析对照实验，详细比较四种条件下过氧化氢分解的速率，引导学生思考产生这种结果的原因，引出活化能的概念，并总结出各条件使反应加快的本质。 积极思考，讨论，分析归纳出加热、无机催化剂、酶提高化学反应速率的本质。
3、课堂小结，强化认识。(3—5分钟)
课堂小结，可以把课堂传授的知识尽快地转化为学生的素质;简单扼要的课堂小结，可使学生更深刻解理论在实际生活中的应用，并且逐渐地培养学生具有良好的个性。
4、板书设计
我比较注重直观、系统的板书设计，还及时地体现教材中的知识点，以便于学生能够理解掌握。
结束：
各位领导、老师们，本节课我根据高一年级学生的心理特征及其认知规律，采用直观教学和活动探究的教学方法，以“教师为主导，学生为主体”，教师的“导”立足于学生的“学”，以学法为重心，放手让学生自主探索的学习，主动地参与到知识形成的整个思维过程，力求使学生在积极、愉快的课堂氛围中提高自己的认识水平，从而达到预期的教学效果。
降低化学反应活化能的酶教学设计2
一、教材分析
本节课主要讲述酶在生物新陈代谢中的重要作用及其生理特性,教材对酶的本质和特性作了重点介绍。本章本节课内容是高二生物教材的重难点内容。自然界中的一切生命现象皆与酶的活动有关。在本章节中通过探索验证酶的特性的教学过程，培养学生建立科学的思维方法和研究精神。
二、教学目标：
1、知识目标：学会控制自变量，观察和检测因变量的变化及设置对照组和实验组。
2、能力目标：学会用准确的语言阐明实验探究的结果。
概述温度和pH影响酶的活性。
4、情感态度价值观：体验科学探究过程,领悟科学探究方法，体现团队合作精神。
三、教学难点：
确定和控制对照实验中的自变量和无关变量，观察和检测因变量的变化。
四、学情分析
学生通过上一节课的学习已经有了实验操作基础，这节课的三个实验是在前面的基础上完成的，所以学生对此并不陌生。
五、教学方法
1．实验法：比较过氧化氢在不同条件下的分解。
2．学案导学：见后面的学案。
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习。
六、课前准备
实验材料用具的准备、课件制作、学生预习有关内容
七、课时安排：1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师：通过复习上节课的内容---酶的高效性的实验，导入新课。
提问：酶的催化效率如此高效，酶能否催化任意一个化学反应?
（三）合作探究、精讲点拨。
降低化学反应活化能的酶教学设计3
一、教学目标：
【知识】：说明酶在代谢中的作用、本质和特性
【情感】：通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。
【技能】：进行有关的实验和探究，学会控制变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。
二、教学重难点：
酶的作用、本质和特性（重点）；酶降低化学反应活化能的原理、控制变量的科学方法（难点）
三、教学用具：
ppt幻灯片、实验器材
四、课前准备
五、教学过程：
教学活动教师活动学生活动
（一）引入问题探讨
提出问题：与外界的化学反应相比，生物体内的化学反应有什么特点（条件温和、效率高）；在学习化学知识中，我们为了让一些化学反应更容易地进行，会使用催化剂，那无机物催化剂和生物体内的催化剂在反应条件上，效率上有什么区别呢？阅读问题探讨内容，进行相关的讨论。
思考教师提出的问题
（二）实验幻灯片展示：酶的本质学生阅读《资料分析》部分，完成讨论，并进行交流。
（三）酶的本质方案一：指导学生完成实验
方案二：指导学生阅读实验实验，提出问题：
1. 2号管发生了什么现象，说明了什么（引出活化能的概念）
2. 3、4号管中，fecl3和过氧化氢酶起了什么作用。（说明催化剂并没有并没有提高分子的能量，而是把发生反应所需要的活化能降低了）
3. 3、4号管中，哪个反应速度快？说明什么问题（说明酶具有高效性）
方案一：学生进行实验
方案二：阅读相关的课文内容，展开讨论，并回答问题。
（四）酶的特性
1.复习实验，指出酶的高效性，也可以给出一些数据加以证明
2.用例题说明酶的专一性。可以简单介绍“钥匙－锁“学说
（五）探究活动：影响酶活性的条件指导学生完成探究活动的设计和操作
揭示酶促反应的条件：最适温度和最适ph完成探究活动，并进行交流和表达
（六）小节让学生画概念图
练习略
第2节细胞的能量“通货”——atp
一、教学目标：
【知识】：简述atp的化学组成和特点
写出atp的分子简式
解释atp在能量代谢中的作用
二、教学重难点：
atp化学组成的特点及其在能量代谢中的作用；atp和adp的相互转化。
三、教学用具：
ppt幻灯片
四、课前准备：
让学生到药店了解atp药品的性状、功效。
五、教学过程：
教学内容教师活动学生活动
（一）引入、问题探讨提出问题：前面学习过的能源物质有那些？这些能源物质被细胞分解后，以什么形式提供为细胞提供能量呢？
问题探讨：萤火虫发光的生物学意义是什么？萤火虫为什么能发光？一个关于atp让萤火虫尾部重新发光的例子。引出atp是直接能量物质。回答问题（如糖类、葡萄糖、脂肪）
（二）atp分子简介以及atp和adp的转化展示atp的分子结构式，讲授atp的分子简式的写法和含义。磷酸键水解放出的能量水平。
由atp脱去最远离a的磷酸放出能量引入，讲述adp可以和pi结合，吸收能量，形成atp的过程。，用幻灯片或板书辅助。adp转化为atp所需要的能量的来源：动物、人、真菌、大多数细菌通过呼吸作用、绿色植物通过呼吸作用和光合作用。学生随教师的讲授作出回应，特别是atp和adp相互转化过程中，能量的变化。
（三）atp的利用理解：吸能反应与atp合成想联系；放能反应与atp水解相联系。
（四）小结及例题什么是atp
atp与adp的转化，及其能量的变化
第3章atp的主要来源——细胞呼吸（2课时）
一、教学目标：
【知识】：说出线粒体的结构和功能
说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。（理解）
说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。（理解）
【技能】：设计实验，探究酵母菌细胞呼吸方式的探究。
二、教学重难点：
有氧呼吸的过程及原理（重点）；
细胞呼吸的原理和本质，探究酵母菌的呼吸方式（难点）
三、课前准备：
知道两个小组学生分工完成探究酵母菌细胞的呼吸方式。
四、教学用具：
ppt幻灯片
五、教学过程
教学内容教师活动学生活动
（一）引入回顾atp的生理功能，糖类、脂肪被细胞分解后把能量储存在atp的高能磷酸键中。提出问题：有机物进入细胞后以什么方式分解的呢？在体外，有机物与氧气发生燃烧反应，放出大量能量。而生物学家发现，有机物在细胞内也是通过复杂的氧化反映产生能量的。
引出细胞呼吸的概念回顾旧知识，受教师的问题所引导，进入新课。
（二）探究酵母菌细胞呼吸的方式对引导其他学生对参加实验的学生进行提问，并进行归纳。（问题如：为什么选用酵母菌作为实验材料，而不选用小白鼠等；naoh溶液的作用是什么）
总结出结论：细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸。引导学生说出酵母菌的有氧呼吸产生co2；无氧呼吸产生酒精和co2对实验的设计、结果进行交流和表达，并回答老师和其他学生提出的问题
（三）有氧呼吸提出问题：在学习细胞器的内容中，和细胞有氧呼吸有关的细胞器是什么？阐明有氧呼吸的主要场所是线粒体。用幻灯片展示线粒体的结构，指导学生进行观察和表述，以问题作为引导：
1.线粒体是由多少层膜组成；
2.外膜和内膜在形态上有什么区别，内膜的特点如何与线粒体的功能相适应；
3.内膜和基质上有什么物质。
以幻灯片为辅助，讲授有氧呼吸的三个阶段。注意整理三个阶段发生的场所、能量的变化、产物。提出问题：有氧呼吸与有机物在体外燃烧放能过程比较，有什么区别呢？
简单介绍有氧呼吸能量的转化效率，可以让学生来计算。一般内燃机的效率为25％左右，而生物有氧呼吸的能量效率为40％左右，其余60％左右转变为热能。回答问题（线粒体）
观察线粒体的结构，并回答相关问题，并把多个问题的答案进行整合，得出线粒体适应有氧呼吸功能的结构。学生阅读相关内容，填写表格，并进行分组讨论后，分别讲述有氧呼吸三个阶段。比较两者的区别分析有机物产伤的热能的生理意义。
（四）第一课时小结及练习用幻灯片展示半成品的概念图，指导学生完成
（五）无氧呼吸提出问题：人体所有的细胞任何时候都在进行有氧呼吸吗？师生共同列举一些无氧呼吸的例子
（六）细胞呼吸原理的应用指导学生进行资料分析和讨论。进行讨论，或者自由发言，利用无氧呼吸的知识，解释教材中相关的实例
（七）小结及练习
第4节能量之源——光与光合作用（3课时）
一、教学目标：
【知识】：说出绿叶中色素的种类和作用（了解）
说出叶绿体的结构和功能（了解）
说明光合作用以及它的认识过程（理解）
研究影响光合作用强度的因素
【情感态度】：通过了解光合作用的探索过程，认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和用于实践的科学精神与态度。
【能力、技能】：进行有关的探究和实验，学会提取、分离绿叶中的色素，在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中，运用语言表达的能力以及分享信息的能力。
二、教学重难点：
重点：绿叶中色素的种类和作用；光合作用的发现和研究历史；光合作用的光反映、暗反应过程以及相互关系；影响光合作用强度的环境因素。
难点：光反映和暗反应的过程；探究影响光合作用强度的环境因素。
三、教学用具：
实验材料；ppt课件
四、课前准备：
五、教学过程
教学内容教师活动学生活动
（一）引入光合作用对自然界的意义：生成氧气，进而紧接形成地球的臭氧层；直接或间接为其他生物提供能源；促进碳的循环。
（二）光合色素实验：探究光合色素的的种类
讲述光合色素的种类、吸收光谱
（三）叶绿体的结构通过图片和问题的引导，讲述叶绿体的结构及其适应光合作用的特点。对恩格尔曼的两个实验进行讨论，并进行表达交流
（四）光合作用的探究历程利用学生初中学过的关于光合作用的反应式，利用填空的方式，展示光合作用的定义。
引导学生对几个主要的探索历程资料进行阅读，并找出相关阶段的研究成果或观点。特别讲述用同位素追踪氧元素走向和碳元素走向的实验
（五）光合作用的过程光反应：以光合色素捕获的光能的用处入手，并辅以板话，能量的是水脱氢，并放出氧气和产生[h];并且使adp生成atp。强调了光反应需要的条件是光、光合色素、酶。
暗反应：目的是二氧化碳获得h，被还原成为葡萄糖。二氧化碳与c5化合物结合（二氧化碳的固定），成城2分子c3；一部分c3获得了[h]被还原为葡萄糖；一部分c3形成c5继续参与循环。
归纳光合作用的本质：把利用光能，产生[h]，把二氧化碳还原为葡萄糖，并把光能储存在更加稳定的糖类中。以表格的形式再次巩固光合作用两个阶段的各种变化。以及两个阶段之间的关系。
（六）影响光合作用强度的因素以及呼吸作用与光合作用的关系设计情景，引导学生了解二氧化碳浓度、光照强度、温度对植物光合作用强度的影响。利用哈密瓜之类的例子，分析呼吸作用和光合作用的关系。
（七）化能作用自养生物；异氧呼吸的概念，并且通过例子来讲述叶绿体的苦恼。
降低化学反应活化能的酶教学设计4
一、版本：
人教版高中生物必修1
二、设计内容：
第5章 细胞的能量供应和利用 第1节降低化学反应活化能的酶(第1课时——酶的作用)
三、设计理念
在实施新课程中，需要构建与新课程理念相适应的教学策略。根据新课程理念，高中生物重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物科学素养。使学生由以前的“学会”到“想学”再到“会学”，“引导──探究” 发现式教学法就是在这种理念下应运而生的，该教学法以问题解决为中心的学习方式。本节课以“引导──探究”科学发现的过程来学习科学研究的方法为设计理念。符合《基础教育课程改革纲要(试行)》的要求：“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、合作学习、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”。该理念的运用有利于学生科学素养、协作精神的培养，有利于培养学生的创新精神和实践能力，有利于学生主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观。它不仅重视知识的获取，而且更加重视学生获取知识的过程及方法，更加突出地培养学生的学习能力。在问题的推动下、在教师的引导下，学生学得主动，学得积极，真正体现了“教为主导，学为主体”的思想。
四、教材分析
1.地位和作用
“降低化学反应活化能的酶” 第1课时——酶的作用，主要探讨酶在细胞代谢中的作用。该内容以第4章第3节物质的跨膜运输方式中的主动运输需要消耗能量以及初中生物学“消化”为基础。学习本节利于“细胞代谢的学习”，利于选修模块中有关酶的应用、微生物发酵、蛋白质提取和分离等知识的学习。
2.教学目标
(1)知识目标：说明酶在代谢中的作用 (ⅰ)。
(2)技能目标：进行有关的实验和探索，按所设计的实验方案和步骤，正确完成相关的实验操作。学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验(ⅱ)。
(3)情感目标：
①评价自己的实验结果，
②参与交流，听取别人的正确意见，维护或修改自己的方案和意见。
3.过程与方法
通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，感悟酶作为催化剂特点，及控制变量的方法。利用教材上形象、直观的图解和文字说明，让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能。
4.确定教学重、难点及解决方法
教学重点：酶的作用。
[解决方法]利用学生对无机催化剂的知识基础切入，引入酶的学习。通过实验、资料分析得出酶的作用。自然界中的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下完成的。在人体内，大约每分钟要发生几百万次的化学反应，这么多的化学反应之所以能在常温、常压下进行，完全是因为酶的作用，酶是一种什么样的物质?在化学反应中是怎样起作用的?显然应是本节课内容的重点。
教学难点：
①酶降低化学反应活化能的原理。
②控制变量的科学方法。
[解决方法]
①利用教材上形象，直观的图解和文字说明，让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能。
②通过比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，感悟酶作为催化剂特点，及控制变量的方法。活化能这个名词在高中生物教材体系中是第一次出现，无论是学生还是教师对这个名词都很陌生。化学反应之所以能进行，就是达到反应所需的活化能。在酶的作用下，原来不能进行反应的物质发生了反应，是增加了反应物的自由能，还是降低了反应所需的活化能?通过实验和类比，必需要让学生理解。在过去几年的高考中，虽然出现了实验设计，但在教材中没有关于控制变量的内容，在本节教材介绍了控制变量的系列名词，但对刚刚接触高中生物实验的学生而言，不能说不是一个难点。
五、设计思路
从物质跨膜运输方式──主动运输需要能量入手，引出第5章细胞的能量供应和利用。再从教材提供的问题探讨──斯帕兰札尼研究鹰的消化作用进入学习情境，是有趣的，并能和学生已有经验──对消化酶的了解结合起来。利用学生对无机催化剂的知识基础切入，引导学生进入新课学习。既然学生们知道无机催化剂的作用，就让学生通过比较实验来认识酶的催化作用以及与无机催化剂的差别。教师在安排学生做实验时要注意学生对实验的理解，落实好本节课的目标。本节课的实验需要设置实验组和对照组，建议教师利用直观的手段(绘图或电子幻灯等)将实验的装置特别是实验组和对照组的装置分别向学生展示，以增加学生实验操作和讨论的效率，或者采取分组实验进行实验讨论(此法效果很好)。
在学生获得感性知识的基础上要求学生体会什么是自变量、因变量、无关变量以及什么是对照实验，再通过对实验中自变量改变训练学生在实验设计中如何控制变量。显然，这种编排有助于引导学生学会确认和控制变量，有助于培养学生的科学探究能力。
学生通过亲身感知酶的作用，顺理成章引入酶在化学反应中能够降低化学反应的活化能知识点。教材利用卡通式插图、图解和文字叙述，指出酶能够显著降低化学反应所需的活化能。通过形象、直观的图解和文字说明以及绘制“没有催化剂、无机催化剂、酶的催化效率曲线”的比较，进一步让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能(酶催化作用更加显著)，利于学生理性认识。
六、教学用具：
ppt幻灯片、实验材料、器材
七、课前准备：
分组实验(“比较过氧化氢在不同条件下的分解”)材料用具的准备;ppt课件制作。
降低化学反应活化能的酶教学设计5
●三维目标
1.知识与技能
（1）细胞代谢的概念。
（2）酶的作用和本质。
（3）酶的特性。
（4）提高学生观察、分析、判断的思维能力，提高学生的实验操作能力。
2.过程与方法
（1）通过本节课教学，让学生进行有关的实验和探索，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。
（2）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。
（3）在实验能力提高的基础上，提高学生运用语言表达的能力和分享信息、分享实验成果的能力。
3.情感态度与价值观
（1）通过学习生物学家研究酶的本质的过程，激励学生学习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。
（2）通过实验探究影响酶活性的条件，培养学生的探索精神、创新精神和合作精神。
●教学重点
1.比较过氧化氢酶在不同条件下分解速率快慢的实验，并引导学生得出结论——酶的高效催化作用（酶的作用）。
2.酶的本质。
3.酶的特性。
●教学难点
1.酶的活化能降低的原理。
2.实验中控制变量的科学方法。
●教具准备
酶活性受温度、ph影响的示意图。
●教学过程
［课前准备］
教师准备实验器材，并设计好观察记录表；学生预习实验，掌握实验的原理并设计好实验的过程。
［情境创设］
人不吃饭行吗？食物进入人体内发生了怎样的变化？这些问题在现在来说都已经十分清楚了。这些变化过程在其他生物中有没有呢？早在二百多年前科学家就对此进行了探索。
实验介绍：1783年意大利科学家斯帕兰札尼将肉块放在小巧的金属笼中，然后让鹰吞下，过了一段时间，将笼子取出，肉块不见了。
［师生互动］
问：（1）为何要将肉块放在笼子中？
答：排除了胃对肉块的物理性消化。
问：（2）对肉起消化作用的是什么物质？
答：一定是某些物质进入到金属笼中，使肉分解。现在已经知道这个能让肉分解的物质就是——酶。
问：（3）进行肉类消化的过程的条件是怎样的？
答：进行分解肉的反应是在一种极温和的条件下进行的。
问：（4）在实验室中能否也能让肉分解？能的话需要怎样的条件？
答：实验室也能进行肉的分解，但是比起在生物体中来说，需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈的条件才能进行。
总结：对于一个生物体来说要进行的生理活动非常之多，构成生物体的每一个细胞内的物质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，每一个化学反应都伴随着能量的变化。细胞中全部有序的化学变化的总称就叫细胞代谢。
降低化学反应活化能的酶教学设计6
教学准备
教学目标
1知识方面:说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。
2能力方面:进行有关的实验和探究,学会控制自变量,观察和检测因变量的变化,以及设置对照组和重复实验。
3情感态度价值观:通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料,认同科学是在不断地探索和争论中前进的。
教学重难点
1、教学重点:酶的作用、本质和特性。
2、教学难点:
⑴酶降低化学反应活化能的原理。
⑵控制变量的科学方法。
教学过程
【导入】问题探讨
介绍教材P78斯帕兰扎尼的实验,讨论下列问题:
⑴这个实验要解决什么问题?
⑵是什么物质使肉块消失了?
对细胞来说,能量的获得和利用都必须通过化学反应。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。细胞中代谢过程离不开降低化学反应活化能的酶。
学生回忆:
⑴化学反应中无机催化剂的概念?
⑵无机催化剂的作用、特点和条件是什么?
学生思考:细胞内的环境是一个常温常压下的状态,在这种环境下化学反应却能高效有序地发生,应该有适合的生物催化剂——酶。
【讲授】一、酶在细胞代谢中的作用
实验]比较过氧化氢在不同条件下的分解。
1、实验原理:2H2O22H2O+O22H2O22H2O+O2
2、实验步骤及现象
3、讨论
4、实验结论
5、实验过程的理论分析
⑴在做该实验时让学生感悟酶作为催化剂的突出特点——高效。
⑵控制变量:讲解教材P79相关内容,让学生了解实验设计的原则。
⑶进行实验:
[活化能]分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。
用无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。如H2O2的分解,20℃无催化剂时需活化能75kJ/mol;用铂作催化剂时,只需活化能54kJ/mol;用H2O2酶时,活化能下降到29kJ/mol以下。(结合教材P80图讲解)
正是由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和条件下快速进行。
【讲授】二、酶的本质
[资料分析]教师设置下列问题,让学生带着问题去阅读教材P81——82相关内容。
1、巴斯德和李比希的观点分别是什么?
2、巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义?各有什么局限性?
3、科学发展过程中出现争论是正常的。试分析巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么,这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用?
4、巴斯德和李比希之间的争论被哪位科学家的研究成果平息了?
5、简述毕希纳实验的过程?
6、从毕希纳的实验可以得出什么结论?
7、要证明酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样还需要对实验如何改进?
8、萨姆纳提取到了脲酶,他是如何证明它的化学成分的?
9、萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质,并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原因是什么?
10、请给酶下一个较完整的定义?
11、结合酶本质的探索历程谈谈你对马克思说的:“在科学上没有平坦的大道,只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人,才有希望达到光辉的顶点”这句话的理解。
学生讨论回答:
总结
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。
降低化学反应活化能的酶教学设计7
（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。
第二节新陈代谢与ATP
（一）学习内容：
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。
降低化学反应活化能的酶教学设计8
【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
绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA
生物体内存在三千多种具有不同功能的酶，一切生命现象都与酶有关，因为活细胞内的生物化学反应，都是在酶的催化作用下进行的，没有酶，新陈代谢就不能进行，生命也就会随之停止。酶的化学本质是蛋白质，这一认识直到20世纪80年代后才被科学修正过来。科学研究表明，一些RNA分子也具有酶的催化功能，如一种叫RNaseP的酶，它是由20%的蛋白质和80%的RNA组成。科学家将这种酶的蛋白质除去，同时提高镁离子的浓度，留下来的RNA仍具有与该酶相同的催化活性。后来的科学实验进一步证实其它某些RNA分子与那些构成酶的蛋白质分子一样，也都是效率非常高的生物催化剂。
酶工程
细菌细胞直径不足2m，每时每刻却发生着1500一2000个化学反应，由1000多种酶对这些反应进行催化和调制，生产着3000多种蛋白质，1000多种核酸;而且细菌合成效率惊人，它合成每个肽链只需百分之三秒，而现代最先进的蛋白质自动合成机器只能合成小肽，而且速度也慢，合成每个肽链需要7分钟，两者相差200多倍;它合成RNA和DNA的速度更是远远超过了人工合成;另外细胞中能量转换效率也很高，这一切都有赖于生物催化剂，这就是酶。现已发现的酶约有几千种以上。它们定位于各种细胞的不同细胞器中，催化细胞生长代谢过程中各种不同的化学反应，使这些反应在正常温度等条件下就可顺利进行。
酶是细胞产物，但不一定非要在细胞内发挥作用，在细胞外，即在非细胞条件下也能发挥作用。19世纪，人们已认识到酵母可以使葡萄糖发酵，产生酒精和二氧化碳，但是对于这一过程是如何进行的，当时主要有两种观点，而且一直未能达成一致。1857年，法国著名的细菌学家巴斯德认为酒精发酵需要有完整的细胞结构才能实现;德国化学家李比西则认为酒精发酵要求的只是细胞中的某些物质，而不要求完整的细胞参与。直到1897年，毕西纳不用完整的酵母细胞，而用酵母汁进行酒精发酵获得成功，从而证明生物体内的催化反应也可能在体外进行。
正是基于这点，人们可以利用细胞中的酶能催化体外的生化反应，这就是酶工程得以发现的前提。
我们都用过加酶洗衣粉，同一般的洗衣粉相比，加酶洗衣粉中含有蛋白质和脂肪酶等多种通过微生物生产出来的酶，因此，去除汗渍和油污的能力比较强。我们知道，酶作为一类具有生物催化作用的有机物，是在活细胞内产生的。那么，人们是怎样通过活细胞获得这种酶并且在生产和生活中使用这些酶的呢?这些都是通过酶工程来实现的。
所谓酶工程，就是在一定的生物反应器中，利用酶的催化作用，将相应的原料转化成有用物质的技术，而且酶工程是生物工程的核心，没有酶的作用，任何生物工程技术都不能实现。概括地说，酶工程是由酶制剂的生产和应用两个方面组成的。
(一)酶制剂的生产
已知酶的种类大约有几千种，实际已被运用于工业生产的仅10余种，如已能够实现工业化大量生产的酶有淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、葡萄糖异构酶等，其中碱性蛋白酶用于加酶洗涤剂，占国际上酶销售额的首位，青霉素固化酶用于医疗，占世界用量第二位。
早期酶制剂主要来源于动植物材料，而今酶的主要来源是微生物。酶制剂的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和固定化。
1、酶的生产、提取和分离纯化
(1)酶的生产
酶普遍存在于动物、植物和微生物体内。人们最早是从植物的器官和组织中提取酶的。例如，从胰脏中提取蛋白酶，从麦芽中提取淀粉酶;现在，生产酶制剂所需要的酶大都来自微生物，这是因为同植物和动物相比，微生物具有容易培养、繁殖速度快和便于大规模生产等优点。人们提供必要的条件，利用微生物发酵来生产酶。
(2)酶的提取和纯化
从微生物、动植物细胞中得到含有多种酶的提取液后，为了从提取液中获得所需要的某一种酶，必须将提取液中的其他物质分离，这就是酶的分离纯化。经过分离纯化后的得到的酶，活性不能降低，因此，分离纯化必须在适宜的条件下进行。人们多选择不同种类和浓度的有机溶剂，以沉淀不同的酶蛋白，达到分离纯化酶的目的。
2、酶的固定化
将分离纯化的酶制成酶制剂进行干燥处理，再适量加入相应的稳定剂和填充剂，制成粉状制剂，用它们来催化生化反应。但其结果是酶制剂和产物混在一起，不能得到高纯度的产品;也很难让酶制剂进行重复使用。怎么办呢?科学家们想到了酶的固定化。
先将纯化的酶连接到一定的载体上(使酶固定化)，使用时将被固定的酶投放到反应溶液中，催化反应结束后又能将被固定的酶回收。
固定化酶一般是呈膜状、颗粒状或粉状的酶制剂，它在一定的空间范围内使用，产品的纯度高，没有酶的而且酶制剂可反复使用，这种技术是1969年日本首先研制成功，现已方法应用到生产中的。固定化酶同自由酶相比，具有以下优点：其一是稳定性高;其二是酶可反复使用;其三是产物纯度高;其四是生产可连续化和自动化;其五是设备小型化以及可节约能源等。
我们知道，蔗糖几乎全部来源于甘蔗或甜菜，但是甘蔗和甜菜的种植范围都比较有限，因此，蔗糖的产量也就受到了影咱。能不能利用淀粉来生产类似蔗糖的甜味剂呢?科学家通过α-淀粉酶、糖化酶和将葡萄糖异构酶连接到离子交换树脂上，或者包埋在明胶中，制成的固定化葡萄糖异构酶，这种固定化酶可以用于使葡萄糖转化成甜度更高的高果糖浆。一些发达国家高果糖浆的年产量现已达到几百万吨，高果糖浆在许多饮料的制造中已经逐渐替代了蔗糖。
3、固定化细胞
利用胞内酶制作固定化酶时，先要把细胞打碎，才能将里面的酶提取出来，这就增加了工序和成本。人们设想直接固定那些含有所需胞内酶的细胞，并且就用这样的细胞来催化化学反应。20世纪70年代，科学家研制成固定化细胞，并且用于生产。例如，将酵母细胞吸附到多孔塑料的表面上或包埋在琼脂中，制成的固定化酵母菌细胞，可以用于酒类的发酵生产。
(二)酶制剂的应用
1、治疗疾病
胰岛素是治疗糖尿病的常用药品，这种蛋白质是胰脏中胰岛细胞分泌的一种激素，是由两条肽链组成，一条由21个氨基酸组成，称为A链;另一条由30个氨基酸组成，称为B链。胰岛素是治疗糖尿病的。由于糠尿病患者很多，胰岛素的需要量很大，所以许多糖尿病患者使用的曾是猪的胰岛素。但是，猪胰岛素与人胰岛素在化学结构上有一处差别：猪胰岛素B链上最后一个氨基酸是丙氨酸，人胰岛素B链上最后一个氨基酸是苏氨酸。因此，用猪胰岛素治疗人的糖尿病，容易使一些患者产生免疫反应。现在，科学家可利用酶，切下并移去猪胰岛素B链上的那个丙氨酸，然后接上一个苏氨酸。这样，猪的胰岛素就魔术般地变成人的胰岛素了;尿激酶可以用来活化人体内的溶纤维蛋白酶原，使溶纤维蛋白酶原转化为溶纤维蛋白酶，是治疗脑溢血、心肌梗塞、肺动脉阻塞等疾病引起的血栓所需要的药物，它是能利用培养哺乳动物细胞得到的唯一可以商业化的治疗剂。但由尿或组织培养的产物中提取价格较高，1980年4月，科学家已经通过质粒DNA诱发大肠杆菌生产出尿激酶，为在工业上利用酶工程方法生产酶开辟了道路;
青霉素是人们经常使用的一种抗生素。但是，多年的使用使得不少病原菌对青霉素产生了抗药性，为此，科学家一方面研制新的抗生素以替代青霉素，另一方面设法通过有关的酶制剂来改造青霉素的分子结构，进而研制出新型的青霉素。青霉素的分子是由一个母核和一个侧链组成的。科学家利用青霉素酰化酶，将母核和侧链水解开，然后，利用化学合成的方法，使青毒素的母核与其他的侧链连接，从而研制出氨苄青霉素等新型的青霉素。现在，制药厂已经能够利用固定化青霉素酰化酶反应器，成批地生产用于合成氨苄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细胞壁，具有明显的抗菌和消炎作用;溶纤维蛋白酶具有溶解患者血管内纤维蛋白凝块的作用，可以用来治疗血栓病。
2、产品加工
利用酶制剂生产一些产品，这一过程是在酶反器中进行的，酶反应器是指供酶制剂催化化学反应容器。酶反应器分成多种，如具有固定化酶(或固定化细胞)的反应器叫做柱式酶反应器，柱式酶反应器是将含有底物的液体，以一定的速度连续不断地从一端注入装有固定化酶(或固定化细胞)的容器，在液体流经固定化酶(或固定化细胞)时，容器内就发生催化反应并且生成产物、含有产物的液体则连续不断地从容器的另一端流出。同一般的化工容器一样，需要对酶反应器温度和pH等条件进行严格控制;不同的是，酶反应器必须进行无菌操作。
食品加工业方面。酿酒厂和饮料厂利用果胶酶来澄清果酒和果汁，效果十分明显;又如，葡萄糖氧化酶可以除去密封饮料和罐头中的氧气、从而有效地防止饮料和食品氧化变质;再如，用木瓜蛋白酶制成的嫩肉粉，可以使肉丝、肉片等烹调后吃起来嫩滑可口;例如，支链淀粉酶是分解多糖类支链淀粉的酶，它能把胚芽转变为色泽较好的麦芽糖糖浆。麦芽糖的甜味没有葡萄糖浓，但很适口，且容易发酵、粘度大、溶解度大，用其制作糖果可以防止遇热变色，用于冰激凌可以防止产生砂糖结晶。
日常生活方面。照相业由于采用了酶技术使照相材料发生了很大变革;家庭用的洗衣粉里加了一些酶，它能够分解某些蛋白质等物质，使衣服上的血迹、汗渍等容易洗掉。但是，由于这些酶比较脆弱，在漂白剂一同起作用下很容易被破坏，然而酶工程可以解决这一技术难题。目前，市场上己经出现了能够和漂白剂一同起作用的去污酶洗衣粉。科学家通过对去污酶结构上的两个氨基酸进行修改，提高了这种酶的抵抗力。
化学工业方面酶制剂也得到了广泛应用，在塑料工业与合成纤维工业中，已经可以用酶制剂催化氢化链烯的生产;其他方面，一些纺织原料也可以利用酶制剂进行加工。例如，天然蚕丝(指家蚕吐出的蚕丝)的外表有一层丝胶，丝胶直接影响天然蚕丝的使用。过去，人们只能在高温条件下用碱性物质脱去天然蚕丝上的丝胶。现在，人们可以在温和的条件下，利用蛋白酶对天然蚕丝进行脱胶，脱胶后的蚕丝具有鲜亮的色泽和柔滑的手感。
3、化验诊断和水质监测
根据葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下形成葡萄糖酸和过氧化氢，过氧化氢在过氧化氢酶的催化作用下形成水和原子氧，而氧原子可以将某种无色的化合物氧化成有色的化合物，人们根据这个原理，将上述两种酶和无色的化合物固定在纸条上，制成测试尿糖含量的酶试纸，当它与尿液相遇时，依据尿液中葡萄糖含量由少到多而呈现出浅蓝、浅绿、棕或深棕色，这样糖尿病人就可以方便地为自己化验尿糖的情况了。科学家根据同一原理，还研制出能够化验血糖数值的血糖快速测试仪，具有灵敏度高和速度快等优点。
酚是一类对人体有害的化合物，经常通过炼油和炼焦等工厂的废水排放到河流和湖泊中，科学家利用固定化多酚氧化酶研制成多酚氧化酶传感器，可快速测定出水中质量分数仅有2×10—7的酚。
4、用于生物工程其他分支领域
基因工程离不开内切酶和连接酶;植物体细胞杂交制备原生质体时，需要纤维素酶，人们把它们称为生物工程的工具酶，而这些酶可由酶工程得到。
酶作用的特性
酶是催化剂，只需微量就可以使所催化的反应加速进行，而其本身的质和量都不发生变化，此外酶是生物催化剂，它有着不同于化学催化剂的特性。
(1)酶具有高效性
酶的催化能力远远超过化学催化剂。例如，碳酸酐酶能够催化下面的反应：
碳酸酐酶是目前已经知道的催化反应速度最快的酶之一。每个碳酸酐酶分子每秒能够催化 个 ，使它们与相同数量的 结合，形成相同数量的 。碳酸酐酶催化上述反应的速度比非酶催化的上述反应速度快上 倍。酶为什么会具有这样强大的催化能力呢?酶的中间产物学说认为：酶在催化某一底物时，先与底物结合成一种不稳定的中间产物。这种中间产物极为活泼，很容易发生化学反应而变成反应物，并且放出酶。按照中间产物学说，酶的催化反应可以写成下式：
S(底物)十E(酶)=SE(中间产物)=E十P(反应产物)
(2)酶具有高度的专一性
这就是说，一种酶只能作用于一种底物，或一类分子结构相似的底物，促使底物进行一定的化学反应，产生一定的反应产物。酶为什么具有这样高度的专一性呢?这可以用“诱导契合学说”来解释。
所谓“诱导契合学说”是指底物一旦与酶结合，酶分子上的某些基团常常发生明显的变化，从而使酶蛋白的构象发生相应的变化，使酶的活性中心的空间结构和底物的空间结构十分吻合，最终契合形成酶—底物络合物，这种变化的结果，使酶只能与对应的化合物契合，从而排斥了那些形状、大小不适合的化合物。科学家们对羧肽酶等进行了X射线衍射研究，研究的结果有力地支持了这个假说。
(3)酶很容易失活
同一般的催化剂相比，酶很容易失去活性。酶失活的原因是蛋白质的空间结构发生改变造成的。酶的催化作用，受到温度、pH和某些化合物等因素的影响。
温度的影响：在一定的温度范围(0—40℃)内，酶的催化作用速度随着温度的升高而加快。一般地说，温度每升高10℃，反应速度就相应提高一倍。但超过60℃，绝大多数的酶就会失去活性。
pH的影响：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，超过这个范围，酶就失活了。即使在这个有限的pH范围内，酶的活性也要随着环境中pH的变动而有所不同。一般来说，酶的最适pH在4~8之间。但是，各种酶的最适pH是不一样的。
某些化合物的影响：有些化合物可引起酶失活，如酒精、有机磷农药、有机氯农药等有机小分子物质;重金属离子等;有些离子或简单的有机化合物，能够增强酶的活性，这些物质叫做酶的激活剂。例如，经过透析的唾液淀粉酶的活性不高、如果加入少量的 ，这种酶的活性就会大大增强，因为 中的 起到了激活唾液淀粉酶的作用;还有些物质能够抑制酶的活性，这类物质叫做酶的抑制剂，例如，氰化物可以抑制细胞色素氧化酶的活性。
降低化学反应活化能的酶教学设计9
教学目的
1、新陈代谢的概念
2、酶的发现过程和酶的概念。
3、酶的特性。
教学重点
1、酶的概念。
2、酶的特性。
教学难点
探索酶的专一性和高效性的实验。
教学方法
自学与实验探索相结合。
教学用具
实验五、实验六所需用具和药品（见课本），光合作用反应式、有氧呼吸和氨基酸缩合形成多肽反应式的投影片，酶的活性受温度影响的示意图投影片，胃蛋白酶、胰蛋白酶的活性受pH影响的示意图投影片。
课时安排
2课时。
教学过程
引言：第二章中我们已经学习了有关细胞的一些知识。在第三章中，我们将学习生物新陈代谢的知识。新陈代谢是生物体进行生命活动的基础，只有在新陈代谢的基础上，生物体才会表现出其他生命活动。因此，新陈代谢是生物最基本的特征，那么，新陈代谢究竟是指什么呢？
提问：请一位同学说出叶绿体、线粒体、核糖体的生理功能是什么？
（回答：略。）
讲述：上面几种细胞器的生理功能我们都可以用化学反应式表示出来。
（教师放投影片：光合作用的反应式，有氧呼吸及氨基酸缩合形成多肽的反应式。）
讲述：上述反应都是在活细胞中进行的，这些化学反应发生的过程。就是生物体内进行新陈代谢的过程。因此，我们可以说，新陈代谢是活细胞中全部化学反应的总称。
讲述：生物体内这些化学反应，在生物体内温和的条件下（常温、常压）很快就能完成，这全靠生物体内的催化剂——酶的作用。那么，酶的本质是什么？又有哪些特征？
这些都是本节课重点探讨的问题。
下面，首先请同学们阅读课本中“酶的发现”。
阅读后，教师要求学生提出不懂的问题。
讨论后学生回答：
1、1783年，意大利科学家斯巴兰让尼设计的实验，其巧妙之处在哪里？从这个实验中你能得出什么结论？
2、 20世纪30年代以来。科学家相继提取出多种酶的蛋白质结晶，这一事实说明酶的本质是什么？
3、 20世纪80年代，科学家又发现少数RNA也具有生物催化作用，这一发现使酶的概念又扩展成什么？
4、酶从具有催化作用的蛋白质，发展到有催化作用的有机物，导致酶概念发展的因素是什么？
（回答：略。）
讲述：从发现酶到认识酶的本质，都离不开科学实验，可见实验对科学的重要性。科学实验可导致科学的发展，生产实践同样可导致科学的发展。因此，我们不仅要重视实验，也要重视生产实践。
酶既是生物催化剂，它和无机催化剂相比，具有哪些不同的特点呢？下面我们通过实验来探索。
讲述：过氧化氢（H2O2）在 Fe3+的催化下，可分解成H2O和O2，动物新鲜肝脏中含有的过氧化氢酶也能催化这个反应。据测算，每滴氯化铁中的Fe3+数，大约是肝脏研磨液中过氧化氢分子数的25万倍。从数目上看，一滴含有催化剂的容液中，Fe3+数远远大于过氧化氨酶的分子数。如果现在我们想弄清楚Fe3+与过氧化氢酶，哪一种催化剂的催化效率高，那么，我们应该如何设计这个实验？
（回答：略。）
讲述：要比较Fe3+和过氧化氢酶的催化效率，设计实验中的其他条件应该相同，如两个试管中过氧化氢溶液的量应该相同， Fe3+和动物肝脏也应尽可能同时加入两个试管中。
（学生按实验步骤分组实验。）
提问：
1、你在实验过程中观察到哪些实验现象？
（回答：略）。
2、从这个实验你可以得出什么结论？
（回答：过氧化氢酶的催化能力强。）
讲述：过氧化氢酶的催化效率和Fe3+相比，要高很多。事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的 107～ 1013倍。上述实验说明了酶的一个特性——高效性。
酶还具有什么特性呢？让我们继续通过实验来探索。
讲述：淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催化下能水解为麦芽糖和葡萄糖，蔗糖在酶的催化下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、果糖、葡萄糖均属还原性糖。还原性糖能够与一种叫做斐林的试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解？应该如何设计这个实验？你又怎么能知道淀粉酶催化了糖的水解呢？
（回答：略，然后学生按设计步骤实验。）
提问：
1、哪个试管加入斐林试剂后再加热会出现了砖红色的沉淀？
（回答：在加入可溶性淀粉的试管中。）
2、出现砖红色沉淀的原因是什么？
（回答：略。）
降低化学反应活化能的酶教学设计10
一、目的和要求
1.掌握盐析法初步分离纯化蛋白质的原理和方法；
2.掌握透析脱盐浓缩蛋白质的原理和方法。
3.掌握膜分离原理和方法
二、基本原理
1.蛋白质的盐析
蛋白质是亲水胶体，借水化膜和同性电荷（在PH值7.0的溶液中一般蛋白质带负电荷）维持胶体的稳定性。由于蛋白质分子内及分子间电荷的极性基团有着静电引力，当向蛋白质溶液中加入少量碱金属或碱土金属的中性盐类[如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl或MgSO4等]时，由于盐类离子与水分子对蛋白质分子上。
的极性基团的影响，使蛋白质在水中溶解度增大，因此蛋白质、酶等在低盐浓度下的溶解质随着盐液浓度升高而增加，此时称为盐溶；当盐浓度不断上升并达到一定浓度时，蛋白质表面的电荷大量被中和，水化膜被破坏，于是蛋白质就相互聚集而沉淀析出，蛋白质和酶的溶解度又以不同程度下降并先后析出，称为蛋白质的盐析。
由盐析所得的蛋白质沉淀，经过透析或用水稀释以减低或除去盐后，能再溶解并恢复其分子原有结构及生物活性，因此由盐析生成的沉淀是可逆性沉淀。盐析法就根据不同蛋白质和酶在一定浓度的盐溶液中溶解度降低程度的不同而达到彼此分离的方法。盐析法对于许多非电解质的分离纯化都是适合的，也是蛋白质和酶提纯工作应用最早，至今仍广泛使用的方法。
2.透析脱盐的原理
蛋白质的分子很大，其颗粒在胶体颗粒范围（直径1～100nm）内，不能透过半透膜。选用孔径合宜的半透膜，使小分子物质能够透过，而蛋白质颗粒不能透过，这样就可使蛋白质和小分子物质分开。把蛋白质溶液装入透析袋中，袋的两端用线扎紧，然后用蒸馏水或缓冲液进行透析，这时盐离子通过透析袋扩散到水或缓冲液中，蛋白质分子量大不能穿透析袋而保留在袋内，通过不断更换蒸馏水或缓冲液，直至袋内盐分透析完毕。这种方法可除去和蛋白质混合的中性盐及其他小分子物质，是常用来纯化蛋白质的方法。透析需要较长时间，常在低温下进行，并加入防腐剂避免蛋白质和酶的变性或微生物的污染。
三、试验材料
1.培养基
种子培养基：牛肉膏5g 蛋白胨10g NaCl 5g 可溶性淀粉 2g 葡萄糖1.5g /1000ml H2O 配100ml
发酵培养基：牛肉膏5g 蛋白胨10g NaCl 5g可溶性淀粉 2g /1000ml
2.酶活测定溶液
0.2mol/LpH6.8 PBS缓冲液 葡萄糖标准液1mg/mL DNS试剂（3,5-二硝基水杨酸试剂）
3.试剂
蛋白胨、牛肉膏、可溶性淀粉、(NH4)2SO4、NaOH、HCl、、Na2HPO412H2O、NaH2PO4H2O、EDTA
4.仪器或其它用具
微量移液器、移液器枪头、透析袋、恒温培养箱、摇床、紫外检测仪（分光光度计）、离心机、分析天平、pH计、量筒、250ml瓶、分装架、记号笔、纱布、酒精灯、灭菌锅、干燥箱、恒温水浴锅等；
四、试验路线
发酵培养→粗酶液制备→硫酸铵盐析→透析脱盐浓缩→浓缩酶液酶活测定
五、操作步骤
1.菌株发酵
将实验一中纯化的菌株接入种子培养基摇瓶培养24h，2% 的接种量接种到发酵培养基，37℃，180r/min，培养36h；
2.粗酶液的制备
发酵液在8000r/min离心20min，收集上清液即为粗酶液，测定酶活方法参见实验三DNS测淀粉酶活力。
3.硫酸铵盐析
3.1 盐析条件的确定
盐析步骤
1）发酵液上清分装至3支烧杯中，每个20ml；
2）加硫酸铵至3支烧杯中，对照25℃硫酸铵饱和度配置表，使其饱和度分别为40%、60%和80%。在加硫酸铵时需缓慢的加入，同时不断的轻柔搅拌（否则局部浓度过高会使酶失活）使硫酸铵完全溶解；
3）室温静置2h，出现白色沉淀
4）离心，分别取沉淀用少量0.2mol/LpH6.8 PBS缓冲液回溶。
4.透析脱盐浓缩
4.1 透析膜前处理
透析袋的预处理方法：
1）将透析袋剪成合适的长度；
2）在一只250 mL的玻璃烧杯中，加入200 mL的透析袋处理液，微波炉中预热；
3）将透析袋装入其中，电炉上煮沸10 min；
4）用蒸馏水彻底洗涤；
5）蒸馏水中煮10 min；
6）冷却后4℃存放，存放过程中透析袋应完全放入0.02mol/L磷酸酸缓冲液（pH7.0）中
7 用细线扎紧透析袋一端，注入清水检验不漏后加入不超过透析袋体积1/2的须透析溶液。
4.2 操作
1 沉淀用少量0.2mol/LpH6.8 PBS缓冲液回溶，移入透析袋中，经透析膜袋在20倍量0.02mol/L磷酸缓冲液（pH7.0）中在室温，36h透析脱盐（每过6h换一次透析液).
2 取各梯度脱盐沉淀5ml 8000r/min离心20min，取上清测酶活。（沉淀为变性蛋白质酶活很低。）
5.酶活力的测定
参照实验三中的酶活测定。
实验数据
粗酶液 540nm 0.291 0.314
盐析40%60% 80%
1.221 2.708 1.456
七、实验报告
1.实验结果
（1）测定粗酶液酶活；
粗酶液 540nm 0.291 0.314 （取平均值)
酶活力9.705
（2）测定透析后酶液的酶活力
40%60% 80%
540nm吸光度 1.221 2.708 1.456
酶活力36.63 81.24 43.68
2.实验结果分析
通过比较可知 在硫酸铵饱和度为 60%时分离纯化淀粉酶酶活力最高。经盐析，透析除盐后酶活力大大提高纯化后的酶活力约为粗酶活力的4~9倍。
八、注意事项
（1）硫酸铵饱和度计算及加入方式：在分段盐析时，加盐浓度一般以饱和度表示，所需达到饱和度较高而溶液的体积又不再过分增大时，可直接加固体硫酸铵，其加入量见附表。注意看清是25℃硫酸铵饱和度表
（2）清洗透析袋内外时，操作过程中应使用镊子或戴手套；
（3）蛋白质溶液用透析法去盐时，正负离子透过半透膜的速度不同。以硫酸铵为例，NH4＋的透出较快.在透析过程中膜内SO42-剩余而生成H2SO4，而使膜内蛋白
质溶液呈酸性，足以达到使蛋白质变性的酸度，因此在用盐析法纯化蛋白质做透析去盐时，开始应用0.1M的NH4OH透析，或者用缓冲液配制蛋白溶液。
降低化学反应活化能的酶教学设计11
【教学目标】
1.知识目标:说明酶在细胞代谢中的特性。
2.能力目标:进行有关实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量变化以及设置对照组。
3.情感态度价值观:养成勇于质疑、自主探究、合作学习的科学探究精神;培养学生关注社会科技发展和学以致用的意识。
【教学重点和难点】
1. 教学重点：说明酶的特性。
2.难点：酶的特性探究、实验中控制变量的科学方法。
【教学方法】
探究式教学法，讲授法，演示法。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
【导入】
让学生观看视频：“生物酶牙膏”的广告，并展示课前找到的生活中所用的加酶产品。教师总结导入新课：酶已悄悄融入到我们的日常生活中，它的应用如此广泛肯定跟其特性有密切联系。那么它究竟有什么特性呢?让我们来一起研究吧。
(一)酶具有高效性
教师：引导学生回忆“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验，从这个实验你可以得出什么结论?
学生：过氧化氢酶的催化效率比Fe3+高许多，说明酶具有高效性。
教师：大量的实验数据表明，酶的催化效率是无机催化剂的107-1013倍;正是因为酶的这一特性才使其在生产中得到广泛应用：如在洗衣粉中加入0.2%-0.5%的酶制成合成洗涤剂——加酶洗衣粉，其去污能力大大增强。
设疑:酶还有什么特点呢?
(二)酶具有专一性
教师出示资料：
无机催化剂催化的化学反应的范围比较广，比如酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉的水解;
多酶片是消化酶制剂，常用于治疗消化不良症，每片含胃蛋白酶不得少于48单位，含胰蛋白酶不得少于160单位，含胰淀粉酶不得少于1900单位，含胰脂肪酶不得少于200单位。
学生阅读后，讨论回答：
为什么许多加酶产品中的酶有多种类型?这说明酶还有什么特性?
学生：酶还具有专一性。
教师：专一性的具体含义是什么?
学生：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
教师肯定学生的回答，并举例解释酶的专一性。
知识应用：小方早晨起来发现昨晚塞进牙缝里的瘦肉丝依然存在，为什么瘦肉丝还没被分解呢?
学生：……。
教师进一步设疑：许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或者强碱条件下催化化学反应，酶起催化作用需要怎样的条件呢?引入探究课题： “影响酶活性的条件”，酶活性就是指酶对化学反应的催化效率。
(三)酶的作用条件较温和
由学生阅读加酶洗衣粉背面的使用说明：用温水浸泡后洗涤效果更佳。
教师：通过这个现象，你能提出什么问题?
学生：温度会影响酶的活性吗?
教师：请根据所学知识作出假设。
学生：酶的活性可能受温度的影响。
教师：如何检验做出的假设是否正确呢?
学生：设计实验进行检验。
教师：大家说的很对。接下来就请大家分组讨论，设计该实验方案的。
用幻灯片展示实验材料及用具，让学生6-8人为一组，根据实验材料及用具讨论详细实验方案并将讨论的结果记录下来。期间教师可根据学生的实际情况给予适当提示：该实验中的自变量是什么?如何控制?因变量是什么?如何检测?
讨论结束后教师可选择其中有典型错误的实验方案分析，引导学生讨论、质疑并寻找错误，最终完善该实验方案。
请学生根据此实验结论尝试构建数学模型：绘制温度影响酶的活性函数曲线，并用语言来描述温度变化与酶活性的关系。
知识应用：水果、蔬菜在冰箱中保鲜的原理是什么?
学生：……。
教师出示资料：
经测定，唾液的pH为6.2—7.4,胃液的pH为0.9—1.5，小肠液的pH为7.6。
口腔温度和体温差不多，那么当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，唾液淀粉酶还具有催化淀粉分解的功能吗?胃中的蛋白酶随食糜进入小肠后还具有催化功能吗?
由学生做出猜想后，教师引导学生把问题转换成“pH能不能影响到酶的活性”。请大家在课下设计“pH对酶活性影响”的实验方案，并去实验室按照预定的方案进行实验。
通过理论分析及实验的预期结果，我们知道了酶的催化作用一般要在温和的条件下进行，这就是酶的第三个特性：酶的作用条件较温和。
总结：
今天我们主要学习了酶的三个特性：高效性、专一性及酶的作用条件较温和，同时还一起设计了“温度对酶活性的影响”的实验方案。在实验设计中一定要控制好变量，避免无关因素对实验结果造成干扰，这样才能得出正确的结果及结论。
【板书设计】
酶的特性
一、高效性
二、专一性
三、酶的作用条件温和
降低化学反应活化能的酶教学设计12
一、教材分析
本节课主要讲述酶在生物新陈代谢中的重要作用及其生理特性,教材对酶的本质和特性作了重点介绍。本章本节课内容是高二生物教材的重难点内容。自然界中的一切生命现象皆与酶的活动有关。在本章节中通过探索验证酶的特性的教学过程，培养学生建立科学的思维方法和研究精神。
二、教学目标：
1、知识目标：学会控制自变量，观察和检测因变量的变化及设置对照组和实验组。
2、能力目标：学会用准确的语言阐明实验探究的结果。
概述温度和pH影响酶的活性。
4、情感态度价值观：体验科学探究过程,领悟科学探究方法，体现团队合作精神。
三、教学难点：
确定和控制对照实验中的自变量和无关变量，观察和检测因变量的变化。
四、学情分析
学生通过上一节课的学习已经有了实验操作基础，这节课的三个实验是在前面的基础上完成的，所以学生对此并不陌生。
五、教学方法
1．实验法：比较过氧化氢在不同条件下的分解。
2．学案导学：见后面的学案。
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
实验材料用具的准备、课件制作、学生预习有关内容
七、课时安排：1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师：通过复习上节课的内容---酶的高效性的实验，导入新课。
提问：酶的催化效率如此高效，酶能否催化任意一个化学反应?
（三）合作探究、精讲点拨。
探究一：酶的专一性
教师演示“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验，学生边看边做此实验，仔细观察根据现象可知:淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。说明生物体内某些酶只能催化某些分子结构相近的物质，而不能催化所有物质。如二肽酶能水解任意两种氨基酸组成的二肽。所以，每一种酶只能催化一种或一类化合物。通过实验可以得出这样的结论：酶的催化作用具有专一性。
提问：酶所催化的反应是不是在任何条件下都能发挥作用呢？
探究二：温度和PH值对酶活动的影响
1.实验分组和实验材料的选择
将学生分组，两小组探究温度对酶活性的影响，另两组探究pH对酶活性的影响。
引导学生对酶材料进行选择。向学生展示α—淀粉酶（工业用酶，适宜温度60℃），还有新鲜的肝脏研磨液，提问：肝脏研磨液里主要包含那种酶？
问：如果选用过氧化氢酶来探究温度对酶的影响，合适不合适？
教师补充：如果我们在实验中设置高温条件，温度不仅会对酶的活性产生影响，还会对化学反应本身的速率产生影响。这样的实验设计就不够严密。建议用α—淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶来探究PH对酶活性的影响。
引导学生根据所选材料对要探究的问题做出假设。
指出：控制好变量对于设计一个严谨的、可行性强的实验来说尤为重要。在大屏幕上列出思考问题：
（1）你所设计实验的自变量是什么？如何控制？
（2）实验的因变量是什么？反映因变量的指标是？如何对其指标进行检测？
（3）无关变量有哪些？如何进行控制？
应遵循的原则：对照原则
单一变量原则
等量原则和控制无关变量
2.实验方案设计和讨论
在学生讨论、互评的基础上，总结出比较合理完善的实验设计，将方案展示如下：
温度组：
⑴取六支洁净的试管，分别标号1,2，3，4,5和6。
⑵向1～３号试管中各加入１ｍｌα—淀粉酶溶液，向４～６号试管中各加入２ｍｌ淀粉溶液。
⑶将１号和４号试管放入０℃冰水浴中，２号和５号试管放入６０℃水浴中，３号和６号试管放入１００℃沸水浴中，均保温５分钟。
⑷分别将置于相同温度下的两支试管中的溶液混合均匀，仍然分别在０℃、６０℃、１００℃条件下保温，让混合液反应５分钟。
⑸将反应后的三支试管取出，分别加入等量碘液，震荡摇匀，观察溶液颜色变化，是否变蓝及变蓝程度，记录下来。
pH组：
⑴取六支洁净的试管，分别标号1,2，3，4,5和6。
⑵向1～３号试管中各加入２ｍｌ肝脏研磨液，向４～６号试管中各加入２ｍｌH2O2溶液。
⑶向１号和４号试管中各加入２滴5%的NaOH溶液，向２号和５号试管中各加入２滴蒸馏水，向３号和６号试管中各加入２滴5%的盐酸溶液，静置２分钟。
⑷分别将１号和４号、２号和５号、３号和６号试管中的溶液混合，震荡，观察混合后的三支试管中气泡产生的剧烈程度和气泡生成量的多少，记录。
3.实验结果的分析和讨论
如果实验现象不明显，引导学生共同讨论分析、总结原因。如：
①试剂量取、混合等实验步骤操作是否规范;
②在先后取不同试剂时，量筒有无清洗干净；
③在酶与底物混合后，有无在与混合前相同的条件下给予充分的反应时间。等等。
4.得出结论
每种酶都有发挥自己活性的最适温度和最适pH，当温度过高或者是过低，酶的活性都会下降，且高温可以使酶永久失活，pH过酸或者是过碱，酶的活性也都会下降。
5.拓展延伸：如果给一个未知的酶，如何测定它发挥活性的最适温度和最适pH？
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
一、酶的专一性
二、酶的作用条件较温和
十、教学反思
1、这节课是根据新课程标准“培养学生科学素养，倡导探究性学习”而设计的。笔者在本节课中设计了三个不同方式、不同程度的探究实验，一个是实验录像的观察，另一个是利用课件模拟酶的专一性实验，第三个是实际的实验探究。第二、第三个实验是在学生已掌握的实验一的方法后，在进一步的思考与讨论中开展的。目的是做到既关注知识结论，更关注知识的发生和发展过程，突出学生学习的主体地位。
2、酶的专一性和酶所需的作用条件实验的设计比较灵活，需要和物质鉴定实验相结合，难度较大，宜以课题小组的形式进行讨论。另外，由于受仪器设备的限制，对于酶的催化作用的原理不宜探究过深。
3、新课标的理念，在于突出发现的过程，学习的过程，发挥学生的主观能动性，调动学生的思维能力。而通过重现和虚拟手段模拟生命现象，是生物科学的一种重要研究方法。在本节课中，通过虚拟实验操作模拟酶的专一性实验验证过程，把抽象复杂的生命现象，转化为直观具体、肉眼可见的过程，既有利于学生理解掌握，同时也培养了学生的动手实践能力和与人合作交流的能力。
降低化学反应活化能的酶教学设计13
一、教材分析
新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础，而新陈代谢的进行又离不开酶的催化作用，因此，了解酶的作用和本质，为理解细胞中复杂的生命活动的顺利进行奠定了基础。本节内容还与选修模块的相关内容有着内在联系。例如，选修模块中有关酶的应用等，都是以“酶与代谢”部分的相关内容为基础的。此外，学生通过有关酶的的探究性学习活动获得的技能，对进一步学习生物技术实践等知识起到保证作用。
二、教学目标
1. 知识目标
（1）、说明酶在细胞代谢中的作用、本质。
（2）、阐述细胞代谢的概念
2. 能力目标
（1）、通过自主学习，培养学生推理、比较、分析、归纳总结的能力。
（2）、通过有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。
（3）、在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中，提高运用语言表达的能力以及分享信息的能力。
3. 情感态度与价值观目标
（1）、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的，认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神和态度。
（2）、通过小组间的讨论、合作与交流，培养学生的合作互助精神。
（3）、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和地位；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。
三、教学重点和难点
1、教学重点：酶的作用、本质
2、教学难点：酶降低化学反应活化能的原理
四、学情分析
学生通过初三、高一阶段化学的学习，对于纯化学反应已比较熟悉，但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识有限。工业制氨的化学反应是在高温高压并且催化剂作用下进行的，细胞内部却是常温常压的温和状态，而细胞代谢包括一系列的化学反应，这些化学反应的进行应该有生物催化剂──酶的参与，才能使其高效有序的进行，由此从学生熟悉的知识引入对酶相关知识的学习。
五、教学方法
1．实验法：比较过氧化氢在不同条件下的分解。
2．学案导学：见后面的学案。
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
实验材料用具的准备、课件制作、学生预习有关内容
七、课时安排：1课时
八、教学过程
预习检查、总结疑惑，检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
导入新课
多媒体展示图片：多酶片、嫩肉粉、加酶洗衣粉、生物酶牙膏等，并请同学谈谈自己生活中接触过的酶还有哪些，谈谈对酶的了解。
降低化学反应活化能的酶教学设计14
一、教材与学情分析
《酶的作用和本质》是高中生物必修一第五章第一节《降低化学反应活化能的酶》第一部分内容。在必修一第二章第二节《生命活动的主要承担着——蛋白质》这一节关于蛋白质的功能中提到：“细胞内的化学反应离不开酶的催化作用，绝大多数酶是蛋白质”。这为过渡到本节内容的学习做了很好的铺垫。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢，它离不开酶的催化。《酶的作用和本质》是第一课时的内容，它将是理解呼吸作用、光合作用等知识的基础。本节从细胞代谢的概念入手，通过分析“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验，引出酶在细胞代谢中通过降低化学反应的活化能发挥催化作用，并以此实验为依托，进行控制变量的科学方法的学习。学习控制变量法，不仅有方法论意义，而且在科学研究中有着广泛的应用价值。通过科学家对发酵现象和酶研究的相关资料分析，探索酶的本质。这些资料告诉我们，酶的研究经历了近70年的漫长过程，经过众多科学家的不懈努力，才揭示了酶的本质。这不只是向人们讲述了一段科学发展史，更重要的是把科学家的献身精神、严谨的科学态度呈现给我们，给我们以启迪和教益。
学生在生活中经常会接触到一些与酶有关的生活必须品，比如加酶洗衣粉、多酶片、含酶牙膏等，酶与我们的生活息息相关，但是学生对酶的认识有限，不知道为什么加酶洗衣粉比普通洗衣粉去污力更强；为什么多酶片可以促进消化……所以我们应该让学生更多的了解酶，了解酶的作用和本质，使酶为我们的生活增添更多姿彩。
二、教学重点和难点
1．教学重点
（1）酶的作用和本质
（2）控制变量法的科学应用
确立依据：酶的作用和本质是本节的核心内容，因此确定为教学重点。教材以“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验为依托，介绍控制变量的科学方法，如对照原则、单一变量原则。这一科学方法将贯穿人教版高中生物教材必修部分的始终，因此将控制变量的科学方法确定为本节的第二教学重点，同时也是教学难点之一。
2．教学难点
（1）酶的作用机理是显著降低化学反应的活化能
（2）控制变量法的科学应用
确立依据：活化能是本节新接触到的一个概念，学生在理解了该概念以后，就要用这一概念理解酶的作用原理，这部分内容陌生而抽象，所以把它确立为另一个教学难点。
三、教学目标
在课程标准的具体内容标准中，对本节提出的具体要求是Ⅱ级要求，即“理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别，并能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断、推理和评价”。
1．知识与技能目标
（1）说出酶在细胞代谢中的作用和酶的化学本质；
（2）了解科学家研究酶的化学本质的历程；
（3）根据本节内容的学习对生活中所遇到的相关现象作出科学的解释。
2．过程与方法目标
根据对照原则和单一变量原则，通过学习设计实验和亲自进行实验，使学生学会设置自变量，观察因变量的变化，来设计对照组和实验组。进而初步学会控制变量法，在实验中学会操作，观察现象、分析现象，经过推理得出结论。
3．情感态度与价值观目标
（1）通过科学家对酶本质的探索历程的学习，认识科学是在不断地探索与争论中前进的，感受科学的严谨性，学习科学家们追求真理，不屈不挠的献身精神；
（2）认识科学实验的价值，养成科学猜测的习惯。
四、教学方法
这一节我采用的是探究式教学法，酶的本质放手让学生阅读“资料分析”，小组讨论归纳总结出酶的较完整定义，以此促进学生在探究的过程中主动建构知识。提供给学生实验基本流程，分组探究分析“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验，并找出变量学会控制变量，同时引入活化能的概念，再通过对实验现象的分析、探讨，引导学生自己得出酶的作用及作用机理；在教学过程中，运用多媒体辅助教学。
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