酶在生物新陳代謝中的作用全教案
教學(xué)目標(biāo)
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
通過讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過程，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安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過實(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)，是通過比較《實(shí)驗(yàn)五、肝臟內(nèi)的過氧化氫酶比無機(jī)催化劑的催化效率》切入；酶的專一性的特點(diǎn)，是通過比較《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《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，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)過程；發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過程等，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，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：
①人體的腦細(xì)胞是通過什么途徑獲得營養(yǎng)？腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過什么途徑排出體外的？
�、谶M(jìn)入腦細(xì)胞的營養(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？
�、芟胍幌耄梭w的身體有哪些系統(tǒng)參與了新陳代謝過程，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程。如可以設(shè)問：
�、倌愠韵碌娜忸惖鞍踪|(zhì)，通過什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì)？
�、谀愠韵碌牡矸垲愂澄铮ㄟ^什么途徑為你提供能量？等等
通過分析、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)，分析出無機(jī)化學(xué)反應(yīng)過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，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程方面的資料，目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過程、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：酶都是蛋白質(zhì)嗎？并做一定的說明。
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，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)物四膜蟲的26S rRNA前體在沒有蛋白質(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，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：
酶作為生物催化劑，與無機(jī)催化劑相比，有何特點(diǎn)?
為解決這個(gè)問題，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。生物體可通過過氧化氫酶，催化過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。無機(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：“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此反應(yīng)。因此，斐林試劑可以用來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，教師通過進(jìn)一步實(shí)例說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：“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℃，但人已感覺非常沒有精神，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，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：“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�；旌暇鶆蚝螅旁诜兴≈兄�2一3分鐘。觀察有無紅黃色沉淀產(chǎn)生，純凈的淀粉和蔗糖不呈陽性反應(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�；靹颍湃�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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