【學習目標】
1．知道酶的發現過程。
2．理解酶的性質(主要是高效性、專一性、酶需要適宜條件的特性)。
3．用實驗**酶的高效性、酶的專一性。
【學習障礙】
1．理解障礙(1)如何理解酶與新陳代謝的關係？(2)如何理解酶的高效性、專一性等特性？
(3)如何理解影響酶催化作用的因素？
2．解題障礙(1)用酶的作用特性去解釋和說明一些生物學現象。(2)解影響酶的催化作用因素的圖表題。
(3)解有關的實驗設計題。
【學習策略】
1．理解障礙的突破(1)用「結構與功能相統一」等觀點理解新陳代謝與酶的關係。生命系統既是乙個需要維持穩態的系統，又是乙個瞬時就會發生一系列合成、分解的運動著的系統，這是乙個矛盾的統一體。新陳代謝中的各種化學反應是在溫度、酸鹼度等相對穩定的條件下進行的，這些化學反應不能在高溫、高壓、強酸、強鹼等條件下進行，可是又要迅速、高效地進行反應，怎樣實現生命系統的這種功能？
因此就必須有一種結構或物質存在，來行使其功能。這就是生物催化劑——酶。生物體內的物質代謝過程是極其複雜的，如人體從外界攝取的營養物質經過變化成為人體自身的組成物質，組成物質又經過氧化分解成為代謝的最終產物而排出體外，這些過程中包含著許許多多的生物化學反應。
據估計，人體細胞內發生化學反應的頻率約為幾百萬次/min。這麼多的化學反應之所以能夠在平常的溫度、壓力下迅速順利地完成，完全是依靠酶的催化作用。正因為這樣，生物體自我更新的速度是很快的。
拿人體來說，體內血液中的紅細胞更新的速度通常為200萬/s以上，大約60 d左右全部紅細胞要更新一半；肝臟和血漿中的蛋白質，大約10 d左右要更新一半；**、肌肉等組織中的蛋白質，大約150 d左右要更新一半。人在一生(按60年計算)中與外界環境交換各種物質的數量，大約水為50000 kg，醣類為10000 kg，脂質為1000 kg，蛋白質為1600 kg。物質交換的總重量大約相當於人體重量的1200倍，而實際上現在人類的壽命已經大大超過60歲了。
所有這些複雜的代謝活動，只有在酶的參與下才能在常溫、常壓的條件下迅速有序地進行。因此生物體的新陳代謝過程，實際上是由一系列酶所催化的化學反應所組成的反應網路，這就是功能與結構的和諧統一。
(2)用「遷移法」來幫助理解酶的特性。酶是生物催化劑，因而它既有與一般催化劑相同的性質，也有與一般催化劑不同的特點。酶和一般催化劑的共同點是：
第一，酶在催化反應加快進行時，在反應前後酶本身沒有數量和性質上的改變，因而很少量的酶就可催化大量的物質發生反應。第二，酶只能催化熱力學上允許進行的反應，而不能使本來不能進行的反應發生。第三，酶只能使反應加快達到平衡，而不能改變達到平衡時，反應物和產物的濃度。
因此，酶既能加快正反應進行，也能加快逆反應進行。酶促反應究竟朝哪個方向進行，取決於反應物和產物的濃度。酶與一般的催化劑相比又有其特點，最突出的是它的高效性和專一性。
生物化學理論的遷移
a．用「酶的中間產物學說」來理解酶的高效性
酶具有強大的催化能力，酶的催化能力遠遠超過化學催化劑。例如，碳酸酐酶能夠催化下面的反應：
碳酸酐酶是目前已經知道的催化反應速度最快的酶之一。每個碳酸酐酶分子催化co2水合作用形成相同數量的h2co3的速度通常為6×105個/s。碳酸酐酶催化上述反應的速度比非酶催化的上述反應速度快107倍。
如果沒有這種酶，co2從組織到血液，然後再通過肺泡呼出體外的過程只能以極其緩慢的速度進行，遠遠不能滿足生物體生存的需要。酶具有這樣強大的催化能力，可以用酶的中間產物學說來解釋：酶在催化某一底物(被酶催化的物質)時，先與底物結合成一種不穩定的中間產物，這種中間產物極為活潑，很容易發生化學反應而變成反應物，並且放出酶。
按照中間產物學說，酶促反應(需酶催化的反應)可以寫成下式：
b．用「酶的誘導契合學說」來理解酶的專一性：酶具有高度的專一性，這就是說，一種酶只能作用於一種底物，或一類分子結構相似的底物，促使底物進行一定的化學反應，產生一定的反應產物。酶的這種高度的專一性，可以用「誘導契合學說」來解釋：
酶對於它所作用的底物有著嚴格的選擇，酶和底物結合時，酶並不是事先就以一種與底物互補的形狀存在，而是在受到誘導之後才形成互補的形狀。這種方式如同乙隻手伸進手套之後才誘導手套的形狀發生變化一樣。底物一旦結合上去，就能誘導酶蛋白的空間結構發生相應的變化，從而使酶和底物契合而形成酶—底物絡合物，這就是科學家們普遍支援的「誘導契合學說」(見下圖)。
底物的結構和酶的活動中心的結構的這種互補形狀，使酶只能與對應的化合物契合，從而排斥了那些形狀、大小不適合的化合物，這就是酶作用的專一性。 用來說明酶專一性催化作用的基本原理的學說還有「鎖和鑰匙學說」，見本節教材複習題二圖示，在此不再贅述。
(3)用「內外因法」來理解酶的催化作用受溫度、ph影響的機理。唯物辯證法認為外因是變化的條件，內因是變化的根據，外因通過內因而起作用。用此方法可以找出事物變化的根本原因。
酶起催化作用所需條件雖然不象一般催化劑那樣苛刻，如要求高溫、高壓，但它還是需要一些特定的環境條件的。這些條件就是影響酶催化作用的外因，主要是溫度與ph；影響酶催化作用的內因是由酶本身的性質——蛋白質所決定的。我們主要研究其外因。
①溫度：酶的催化效率又稱酶的活性或活力。酶促反應與普通的化學反應一樣，一般說來，環境溫度公升高，酶的活性隨之提高，但不是無止境的。
隨著溫度公升高，酶的穩定性也越來越低，表現為酶的活性急速喪失。某種酶在某一溫度下能表現出最大的活性，這個溫度稱為該種酶的最適溫度。就大多數酶來講，最適溫度在40℃左右，溫度繼續公升高，酶的活性會顯著下降，以致完全喪失催化能力。
這是因為酶是一種蛋白質，蛋白質加溫到70℃~90℃就會變性沉澱，如雞蛋清在開水裡一煮就凝固成白色固體一樣。各種酶能忍受高溫的限度不同，絕大多數酶在60℃～70℃的溶液中即受到很大破壞。酶的活性隨溫度變化的示意圖如下圖。
② 酸鹼度(ph)：酸鹼度對酶的催化作用有很大影響，主要體現在兩個方面：一是同一種酶在不同的ph下活性不同，如上圖。
二是各種酶的最適ph不同，過酸或過鹼都會降低酶的活性。例如胃蛋白酶在酸性(ph1．5)環境下活性最高，胰蛋白酶在微鹼性(ph8)環境下活性最高，大部分酶在中性環境下活性最高。
[例1]在酶法生產葡萄糖時，ph先調到6，後調到4．5。這是因為最初以一種澱粉酶溶液為原料時，該酶的繼后以糖化酶繼續作用，該酶的之故。
解析：用「內外因法」解。各種酶的最適ph不同，據題意，催化澱粉最終水解成葡萄糖最先需要澱粉酶後需要糖化酶， ph先調到6，後調到4．5，可見這分別是兩種酶的最適ph。
答案：最適ph為6 最適ph為4．5
2．解題障礙的突破
(1)用「系統化」和「具體化(對號入座)法」來解有關酶的特性的問題。
按系統化方法將酶的知識形成知識網路如下圖。
具體化(對號入座)是把理論知識用於具體、個別場合的思維方法。在生物學學習中，適用具體化的方式主要有兩種：一是用所學知識應用於生活和生產實踐，分析和解釋一些生命現象；二是用一些生活中的具體事例來說明生物學理論知識。
[例2]能夠促使唾液澱粉酶水解的酶是
a．澱粉酶 b．分解酶 c．水解酶 d．蛋白酶
解析：用「系統化」和「具體化(對號入座)法」解。題目告訴我們這主要是考查酶的功能特性，根據我們已建立的上述知識網路將問題對號入座，很明顯題目具體是考查酶的專一性的特點，澱粉酶只能使澱粉水解成麥芽糖；分解酶是具有分解作用的所有酶的總稱；水解酶是催化有機物與水作用形成各類分解產物的酶，包括澱粉酶、蛋白酶等；蛋白酶是只能水解蛋白質的酶。
唾液澱粉酶的化學本質是蛋白質，由於酶的催化作用具有專一性的特點。因此，促使其水解的酶只有蛋白酶。 答案：
d[例3]新採摘的玉公尺果穗具有甜味，但放一段時間後甜味便降低，如果採摘後放在沸水中浸泡一段時間後再儲存，甜味會保留較長一段時間，請回答：
(1)放一段時間後甜味降低的原因是
(2)沸水浸泡一段時間後再儲存，甜味可保留較長時間的原因是
(3)通過上述實驗可以證明
解析：用「系統化」和「具體化(對號入座)法」解。玉公尺的甜味是由某些單醣引起的，放一段時間後甜味便降低，顯然是單醣減少的緣故；如果採摘後放在沸水中浸泡一段時間後再儲存，甜味會保留較長一段時間，即單醣減少的速度明顯減慢，單醣這種變化與溫度有關，綜合分析，不難看出這是酶的作用。
答案：(1)在酶的作用下，單醣分解或轉變成澱粉 (2)高溫使酶失活，抑制了單醣的分解或澱粉的合成 (3)酶的催化作用受到溫度的影響，高溫可使酶失活
(2)先用「**轉換法」，再用「層析綜合法」來解圖表類問題。
在解圖表類問題時，先進行**資訊轉換，再對其分析。具體分析時，用「層析法」來找出變數間的因果關係。
[例4]下圖表示溫度對酶的催化效率的影響曲線。請據圖回答：
(1)曲線中的ab段表明
(2)曲線中的b點表示
(3)曲線中的bc段表明
(4)曲線總體說明
解析：用「**轉換法」、再用「層析綜合法」來解。本題首先必須看懂曲線圖中兩個變數—溫度與催化效率之間的因果關係。
然後可以將此圖層析為三段：在ab段，曲線向上，說明隨著溫度的上公升，催化效率加快，說明酶的活性隨溫度的上公升而上公升；曲線最高點b，就是酶的最適溫度；bc段，曲線下降，說明酶的活性隨溫度的上公升而下降，溫度過高，酶的活性受到抑制。最後，綜合整個圖上的資訊，說明酶的催化效率受溫度的影響。
答案：(1)在一定的溫度範圍內，酶的催化效率隨溫度的公升高而公升高 (2)酶作用的最適溫度 (3)如果溫度在達到酶作用的最適溫度後繼續公升高，酶的催化效率就會下降 (4)酶的催化效率受溫度的影響
(3)用「求異思維法」來解實驗及設計實驗的問題。
所謂「求異思維法」(或稱差異思維法)是從兩個場合的差異中尋求原因的方法。為了應用「求異思維法」來找出現象的原因，必須有兩個場合，即所研究的現象出現的正面場合和所研究現象不出現的反面場合。在這兩個場合中，其他情況都相同，只有乙個情況在正面場合**現，而在反面場合中不出現，那麼，這個情況就是被研究現象的原因或部分原因。
這種思維方法在生物學實驗中的具體體現主要就是單因子變數及對照實驗的原則。
高中生物說課稿 《水分代謝》說課稿
說教法 1 教學法 這節課知識的理性較強，因而採用 教學法更符合教學內容。創設聯想，提出探索問題引導學生進行 推理用教學 對學生的推理結果進行驗證師生共同歸納總結探索結果。2 直觀教學法 利用多 輔助教學軟體，化靜為動，化抽象為具體，增強了教學內容的直觀性 啟發性，使學生更好地從感性認識上公升為理性...
2019 高中生物《水分代謝》說課稿
一 說教材 一 教材的地位與作用 水分代謝 是高中生物第二章的重點內容，它與前面所學知識如細胞成分 結構及植物根 莖 葉結構等內容聯絡非常緊密 也為今後學習 礦質代謝 光合作用 呼吸作用 等內容奠定基礎。二 教學目標 1 知識目標 1 了解植物細胞的吸脹吸水 水分的運輸和利用。2 理解植物細胞滲透吸...
高中生物高中生物實驗總結
實驗一觀察dna和rna在細胞中的分布 實驗原理 dna 綠色 甲基綠試劑 rna 紅色 吡羅紅試劑 分布 真核生物dna主要分布在細胞核中，線粒體和葉綠體內也含有少量的dna rna主要分布在細胞質中。實驗結果 細胞核呈綠色,細胞質呈紅色.實驗二物質鑑定 還原糖 斐林試劑 磚紅色沉澱 脂肪 蘇丹i...