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      2. 酶在生物新陳代謝中的作用全教案

        時(shí)間:2021-06-10 19:20:09 教案 我要投稿

        酶在生物新陳代謝中的作用全教案

          教學(xué)目標(biāo)

        酶在生物新陳代謝中的作用全教案

          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(guò)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(guò)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(guò)讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)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(guò)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(jiǎn)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(guò)安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生通過(guò)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(guò)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(guò)比較《實(shí)驗(yàn)五、肝臟內(nèi)的過(guò)氧化氫酶比無(wú)機(jī)催化劑的催化效率》切入;酶的專一性的特點(diǎn),是通過(guò)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(guò)《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(kāi)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(kāi),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(guò)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(guò)程;發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過(guò)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(kāi)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(kāi)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(lái)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(lái),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(guò)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(guò)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(wèn)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:

         、偃梭w的腦細(xì)胞是通過(guò)什么途徑獲得營(yíng)養(yǎng)?腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過(guò)什么途徑排出體外的?

         、谶M(jìn)入腦細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是如何被利用的?

         、蹖W(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(guò)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(shuō)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(guò)程。如可以設(shè)問(wèn):

         、倌愠韵碌娜忸惖鞍踪|(zhì),通過(guò)什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì)?

         、谀愠韵碌牡矸垲愂澄,通過(guò)什么途徑為你提供能量?等等

          通過(guò)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(guò)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(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)過(guò)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(wèn),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(méi)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(guò)程方面的資料,目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過(guò)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(wèn):酶都是蛋白質(zhì)嗎?并做一定的說(shuō)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(zhǎng)代謝過(guò)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(lái),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,T.Ceeh發(fā)現(xiàn)原生動(dòng)物四膜蟲(chóng)的26S rRNA前體在沒(méi)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(méi)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(guò)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(shuō)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(wú)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(jiǎn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(lái),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(wèn):

          酶作為生物催化劑,與無(wú)機(jī)催化劑相比,有何特點(diǎn)?

          為解決這個(gè)問(wèn)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(guò)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(jiǎn)單介紹兩項(xiàng)內(nèi)容:

          一是過(guò)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(guò)過(guò)氧化氫酶,催化過(guò)氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。無(wú)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(guò)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(wèn):“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(shuō)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(wú)此反應(yīng)。因此,斐林試劑可以用來(lái)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(cè)淀粉和蔗糖是否被水解。

          在此基礎(chǔ)上,教師通過(guò)進(jìn)一步實(shí)例說(shuō)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(guò)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(wèn):“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(jué)非常沒(méi)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(lái),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(guò)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(wèn):“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(lái)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(cè)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,用吸量管添加0.2M磷酸氫二鈉溶液和0.lM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)

          0.lM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(zhǎng)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(shuō)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(guò)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(guò)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(zhǎng)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(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生,純凈的淀粉和蔗糖不呈陽(yáng)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,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(wú)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(guò)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(wú)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(yáng)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(yáng)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(guò)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(guò)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(zhǎng)短有關(guān),反應(yīng)時(shí)間增長(zhǎng)時(shí),最適溫度向數(shù)值較低的方向移動(dòng)。通常測(cè)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(guò)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(zhǎng)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(guò)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(guò)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(lái)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(shuō)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(lái)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(shuō)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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