關(guān)于酶本質(zhì)的探索教案

1、教材 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書生物I分子與細(xì)胞 人民教育出版社第四章細(xì)胞的能量供應(yīng)與利用課時(shí)二關(guān)于薛本質(zhì)的探索（1課時(shí)）教學(xué)目標(biāo)：一、知識(shí)目標(biāo)：1.概述酶的本質(zhì)°二、能力目標(biāo)：1 .通過分析酶本質(zhì)的探究歷程，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的技能訓(xùn)練；2 .通過分析酶本質(zhì)的探究歷程，進(jìn)行歸納總結(jié)的思維訓(xùn)練。三、情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：1 .認(rèn)同科學(xué)發(fā)展是在不斷地探索和爭論中進(jìn)行的，養(yǎng)成自覺發(fā)現(xiàn)問題，討論問題的習(xí)慣：2 .認(rèn)同科學(xué)的發(fā)現(xiàn)需要質(zhì)疑、創(chuàng)新、勇于實(shí)踐、合作的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn).1 .概述嬴的本質(zhì)；2 ,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和歸納總結(jié)的技能訓(xùn)練。教學(xué)難點(diǎn)：1.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和歸納總結(jié)的技能訓(xùn)練。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)

2、節(jié)教師行為預(yù)設(shè)學(xué)生行為教學(xué)意圖、教學(xué) 策略和媒體一、復(fù)習(xí) 舊知識(shí)， 導(dǎo)入新課通過上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們已經(jīng)知道酶是 通過降低反應(yīng)的活化能，讓反應(yīng)快速高效的進(jìn)行 來實(shí)現(xiàn)它的催化作用的。提問：酶到底是什么物質(zhì)呢？科學(xué)家是怎么 知道的呢？學(xué)生回憶、傾聽、 思考。以學(xué)生熟悉的 知識(shí)點(diǎn)導(dǎo)入，引 起注意，關(guān)注課 堂。、L提出問 題2.作出 假設(shè)回到課本，引出酶的探索和釀葡萄酒有關(guān)： 在19世紀(jì)，由于釀出的葩萄酒經(jīng)常變酸，受這 一問題困擾，科學(xué)界非常重視對(duì)發(fā)酵過程的研 究。當(dāng)時(shí)已經(jīng)知道釀酒就是讓糖類變成酒精和二 氧化碳，這個(gè)過程被稱為發(fā)酵。提問：發(fā)酵是怎樣產(chǎn)生的呢？條件是什么 呢？早期許多化學(xué)家發(fā)酵是一個(gè)純

3、化學(xué)過程，與 生命活動(dòng)無關(guān)。真的是這樣嗎？請(qǐng)同學(xué)們閱讀課 文第三段。法國著名微生物學(xué)家巴斯德提出質(zhì)疑，并于 1854年開始研究酒精工業(yè)，他將發(fā)酵中的液體 帶回實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察，并大膽將顯微技 術(shù)觀察運(yùn)用到發(fā)酵的研究中，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了酒中含 有酵母菌。學(xué)生傾聽、思考。學(xué)生聯(lián)系課文， 回答：當(dāng)時(shí)的許 多化學(xué)家認(rèn)為這 是一個(gè)純化學(xué)過 程，與生命活動(dòng) 無關(guān)。帶著問題閱讀課 文。認(rèn)真聽講，并思 考科學(xué)家的實(shí)驗(yàn) 及其過程。以科學(xué)史引起 學(xué)生的興趣，在 積極思考的過 程中體會(huì)科學(xué) 探究的一般過 程.指導(dǎo)讀書P81 充分發(fā)揮學(xué)生 自主學(xué)習(xí)的能 力，訓(xùn)練學(xué)生從 材料中提煉有 效信息的能力， 培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng) 思考

4、的習(xí)慣.因此，他提出了一個(gè)大膽的假設(shè)：發(fā)酵過程 與酵母菌的生長和增殖有關(guān)。經(jīng)過了三年實(shí)驗(yàn)，巴斯德提出了他的觀點(diǎn)： 釀酒中的發(fā)酵是由于酵母細(xì)胞的存在，沒有活細(xì) 胞的參與，糖類是不可能變成酒精的。即發(fā)酵與 細(xì)胞生命活動(dòng)有關(guān)。但是，細(xì)胞生命活動(dòng)又是如何影響發(fā)酵過程 的呢？而同一時(shí)期的德國化學(xué)家李比希提出了自 己的觀點(diǎn)：引起發(fā)酵的是酵母菌中的某些物質(zhì)， 但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能 發(fā)揮作用。請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合多媒體提供的表格比較這兩 個(gè)科學(xué)家對(duì)發(fā)酵本質(zhì)提出的觀點(diǎn)，四人為一組進(jìn) 行交流討論，四分鐘后請(qǐng)同學(xué)上臺(tái)分享討論結(jié) 果，多媒體展示比較表格。教師巡視。學(xué)生疑惑思考學(xué)生回憶，歸納， 探索問題答案

5、。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)同 科學(xué)發(fā)展是在 不斷探索、爭論 中進(jìn)行的，培養(yǎng) 學(xué)生勇于質(zhì)疑、 敢于創(chuàng)新的科 學(xué)態(tài)度。利用自制多媒 體輔助教學(xué)課 件展示表格，充 分發(fā)揮學(xué)生自 主學(xué)習(xí)的能力， 培養(yǎng)學(xué)生比較 歸納的能力，訓(xùn) 練學(xué)生從材料 中提煉有效信 息的能力。巴斯德李比希主要 觀點(diǎn)發(fā)酵與酵母菌活 細(xì)胞生命活動(dòng)有 關(guān)發(fā)酵與死亡裂解 的酵母細(xì)胞內(nèi)的 某些物質(zhì)有關(guān)有長 各所學(xué)生傾聽、思考有短 各所教師評(píng)價(jià),對(duì)兩位科學(xué)家的觀點(diǎn)進(jìn)行分析比 較.從巴斯德的研究領(lǐng)域，他主要強(qiáng)調(diào)生物體或 細(xì)胞的整體作用，著重發(fā)酵與細(xì)胞生命活動(dòng)有 關(guān)，但是未具體說明是酵母菌的哪種物質(zhì)導(dǎo)致了 發(fā)酵過程；從李比希的研究領(lǐng)域來看，他傾向于 從化學(xué)的角

6、度考慮問題，著重于發(fā)酵與某些物質(zhì) 有關(guān)，但是窄化了物質(zhì)起作用的條件，否認(rèn)了細(xì) 胞生命活動(dòng)的重要性，由此可見，兩位科學(xué)家各有所見，他們所爭 論的焦點(diǎn)在于發(fā)酵的過程是否與細(xì)胞生命活動(dòng) 有關(guān)。學(xué)生傾聽、思考。3.設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)為此,德國化學(xué)家畢希納綜合了這兩位科學(xué) 家觀點(diǎn)的可取之處，提出：引起發(fā)酵的是酵母細(xì) 胞在生命活動(dòng)過程中產(chǎn)生的某些物質(zhì)。那么，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證假設(shè) 呢？教師問題引導(dǎo)（1）實(shí)驗(yàn)該如何取材？ （2） 采用什么實(shí)驗(yàn)方法？（3）反應(yīng)變量如何設(shè)置？請(qǐng)同學(xué)四人為一組對(duì)畢希納提出的假說設(shè) 計(jì)一組實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證假說的合理性°教師巡視，5min后請(qǐng)甲小組派代表展示討 論結(jié)果。學(xué)生四人為

7、一 組，思考并交流 討論。甲小組代表表達(dá) 討論結(jié)果：實(shí)驗(yàn) 材料采用活酵母對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí) 驗(yàn)設(shè)計(jì)的技能 訓(xùn)練，從而認(rèn)同 科學(xué)的發(fā)展需 要質(zhì)疑、創(chuàng)新、 合作，以此使學(xué) 生養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問 題、討論問題的 習(xí)慣。教師評(píng)價(jià)總結(jié)，（1）實(shí)驗(yàn)材料：活酵母細(xì) 胞（2）實(shí)驗(yàn)方法：對(duì)比實(shí)驗(yàn) （3）反應(yīng)變量： 不含活酵母細(xì)胞的提取液和活酵母細(xì)胞的提取 液教師引導(dǎo)學(xué)生分析畢希納的研究過程： 實(shí)驗(yàn)：活酵母細(xì)胞T加水?dāng)嚢枰患訅哼^濾一不含 活酵母細(xì)胞的提取液一加入葡萄糖此外，畢希納進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，在糖液中加 入活酵母細(xì)胞，釀成了酒?，F(xiàn)象：冒出氣泡結(jié)果：酵母細(xì)胞提取液和活酵母細(xì)胞的作用一 樣。接著提出以下問題：（1）畢希納把酵母細(xì)

8、胞放在石英砂中用力研 磨，是為了什么？（2）為什么要加壓過濾，為什么他要得到不含 酵母細(xì)胞的提取液？教師評(píng)價(jià)總結(jié)，對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行補(bǔ)充說 明。接著引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：引起發(fā)酵的是酵母 細(xì)胞在生命活動(dòng)過程中產(chǎn)生的某些物質(zhì)。畢希納將酵母細(xì)胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為 釀隨，但是提取液中還含有許多其他物質(zhì)，無法 對(duì)釀酶直接鑒定。細(xì)胞。將酵母細(xì) 胞中的物質(zhì)分離 出來制成不含酵 母細(xì)胞的提取 液，加入葩萄糖 溶液。還需要補(bǔ) 充對(duì)比實(shí)驗(yàn)：將 活酵母細(xì)胞直接 加入葡萄糖溶 液，觀察兩組實(shí) 驗(yàn)結(jié)果是否一 樣。學(xué)生思考并分析 畢希納的實(shí)驗(yàn)過 程。學(xué)生思考并回答 問題：（1）將活酵母 細(xì)胞的細(xì)胞結(jié)構(gòu) 破壞，將里面的 物質(zhì)

9、釋放出來。（2）加壓過濾是 為了濾去殘余的 細(xì)胞及其結(jié)構(gòu)。 要得到不含酵母 細(xì)胞的提取液是 要排除酵母細(xì)胞 對(duì)發(fā)酵過程的影 響，使實(shí)驗(yàn)更為 嚴(yán)謹(jǐn)。利用教材所給 資料，合理設(shè)置 問題，引導(dǎo)學(xué)生 體驗(yàn)科學(xué)家科 學(xué)研究的艱辛， 培養(yǎng)學(xué)生敢于 探索，勇于探究 的科學(xué)精神。利用自制多媒 體輔助教學(xué)課 件，展示實(shí)驗(yàn)流 程。合理設(shè)置問題， 引導(dǎo)學(xué)生深入 思考實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng) 學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題， 解決問題的能 力。4 .實(shí)施實(shí) 驗(yàn)5 ,得出結(jié) 論1,提出 問題2.作出 假設(shè)3,設(shè)計(jì)實(shí) 驗(yàn)4 .實(shí)施實(shí) 驗(yàn)5 ,得出結(jié) 論雖然已經(jīng)確定了酶在物質(zhì)變化中的作用，但 酶到底是什么物質(zhì)仍是困擾大家的問題，要研究 酶是什么物質(zhì)，首先

10、就要獲得純度較高的酶，然 后才能作出鑒定。美國科學(xué)家薩姆納在研究酶究 竟是什么過程中作出了杰出貢獻(xiàn):美國科學(xué)家薩姆納以刀豆種子中的麻酶入 手，著手研究服酶是什么物質(zhì)？與其他科學(xué)家相同，薩姆納推測麻酶是蛋白 質(zhì)。借助其他科學(xué)家的研究，薩姆納得知刀豆種 子中脈酶含量相當(dāng)高，并且這種酶能使尿素分解 成氨和二氧化碳，便決定用刀豆種子為原料，提 取純酶。從1917年開始薩納姆嘗試了各種方法，歷 經(jīng)一次又一次的失敗° 1926年驚喜發(fā)現(xiàn)用丙酮 作溶劑的提取液中出現(xiàn)了結(jié)晶，說明提取物達(dá)到 一定的純度。教師提問：腺酶提取出了，根據(jù)材料如何證 明它就是腺酶，不是細(xì)胞中其他有機(jī)物呢？教師引導(dǎo)：那么根據(jù)你

11、所學(xué)過的知識(shí)，如何 證明服酶就是蛋白質(zhì)呢？教師總結(jié)：1926年薩姆納用丙酮作溶劑的 提取液中出現(xiàn)了結(jié)晶，這種結(jié)晶溶于水后能夠催 化尿素分解成緞和二氧化碳，因而說明該結(jié)晶為 腺酶。然后他又用多種方法證明了服酶是蛋白 質(zhì)。學(xué)生傾聽、思考學(xué)生思考并回 答：根據(jù)材料， 服酶能使尿素分 解成氨和二氧化 碳，來判定它是 否為服酶。學(xué)生回憶回答： 可以利用雙縮服 試劑的顯色反 應(yīng)。學(xué)生傾聽。指導(dǎo)讀書P81 利用自制多媒 體輔助教學(xué)課 件展示設(shè)計(jì)原 理。合理設(shè)置問題， 引導(dǎo)學(xué)生深入 思考實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng) 學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題， 解決問題的能 力，使同學(xué)體驗(yàn) 酶本質(zhì)的探索。四、L進(jìn)一 步發(fā)展1926年薩姆納的重要研究成果讓人

12、們知道 麻酶就是蛋白質(zhì)。從植物體（刀豆）中提取出的 酶是蛋白質(zhì)，從動(dòng)物體提取的酶會(huì)是什么呢？后來的科學(xué)家又相繼獲得了胃蛋白酶、胰蛋 白酶等許多酶的結(jié)晶，并且證明這些酶都是蛋白 質(zhì)，所以在以后一段較長的時(shí)間，人們都認(rèn)為酶 就是蛋白質(zhì)。那么，科學(xué)家為什么會(huì)得出這樣的 結(jié)論?教師引導(dǎo)：但是，這樣的結(jié)論到了 20世紀(jì) 80年代美國科學(xué)家的重要發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了變化：切 赫和奧特區(qū)發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作 用o此外，1994年Breaker等利用體外選擇技術(shù) 首次發(fā)現(xiàn)了切割RNA的DNA分子，稱之為脫 氧核酶。教師提問：根據(jù)后來的研究，酶都是蛋白質(zhì) 嗎？回歸課本，學(xué)生 歸納：腺酶是蛋 白質(zhì)，胃蛋白酶 是蛋

13、白質(zhì)，胰蛋 白酶是蛋白質(zhì)。 學(xué)生總結(jié)：人們 發(fā)現(xiàn)的酶都是蛋 白質(zhì)，所以酶是 蛋白質(zhì)。學(xué)生回答：不都 是。酶絕大多數(shù) 是蛋白質(zhì)，少數(shù) 是 RNA、DNAo指導(dǎo)讀書P82 充分發(fā)揮學(xué)生 自主學(xué)習(xí)的能 力，訓(xùn)練學(xué)生從 材料中提煉有 效信息的能力， 培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng) 思考的習(xí)慣.引導(dǎo)學(xué)生逐步 分析科學(xué)家探 究歷程，從個(gè)別 特征到一般規(guī) 律，旨在培養(yǎng)學(xué) 生歸納總結(jié)的 能力。五、歸納 總結(jié)教師提問：1 ,通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，酶是由什么產(chǎn)生的 呢？2通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，酶的作用是什么？3.根據(jù)以往的知識(shí),我們將RNA和DNA稱 為核酸，那么蛋白質(zhì)、核酸這一類物質(zhì)又可以稱 為什么呢？教師引導(dǎo)：來為酶下一個(gè)較為完整的定

14、義：酶是 的具有的，其中絕 大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是核酸。學(xué)生回答：活細(xì) 胞學(xué)生回答：催化 作用學(xué)生回答：有機(jī) 物學(xué)生根據(jù)問題提 示，補(bǔ)充空格得 出完整的酶的定 義：酶是活細(xì)胞 產(chǎn)生的具有催化 作用的有機(jī)物, 其中絕大多數(shù)是 蛋白質(zhì)，少數(shù)是 核酸。以談話法，一問 一答，復(fù)習(xí)已有 知識(shí)，進(jìn)一步鞏 固新知識(shí)。培養(yǎng) 學(xué)生歸納總結(jié) 的能力，使學(xué)生 真正理解酶的 本質(zhì)。利用自制多媒 體輔助教學(xué)課 件展示酶的定 義.板書設(shè)計(jì)：第一節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課時(shí)二關(guān)于酶本質(zhì)的探索一、發(fā)酵的本質(zhì)1 ,提出問題：發(fā)酵的本質(zhì)是什么？2 .作出假設(shè)：畢希納推測引起發(fā)酵的是酵母細(xì)胞在生命活動(dòng)過程中產(chǎn)生的某些物質(zhì)。3,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：（1）實(shí)驗(yàn)材料：活酵母細(xì)胞（2）實(shí)驗(yàn)方法：對(duì)比實(shí)驗(yàn)（3）反應(yīng)變量：不含酵母細(xì)胞的提取液和活酵母細(xì)胞的提取液4 .實(shí)施實(shí)驗(yàn)：（1）活酵母細(xì)胞T加水?dāng)嚢枰患訅哼^濾一不含活酵母細(xì)胞的提取液一加入葡萄糖 （2）活酵母細(xì)胞的提