新陳代謝生物教案6篇
作為一名老師，通常需要用到教案來輔助教學(xué)，借助教案可以更好地組織教學(xué)活動。那么你有了解過教案嗎？以下是小編幫大家整理的新陳代謝生物教案，歡迎閱讀與收藏。
新陳代謝生物教案1
教學(xué)目標(biāo)
一、知識目標(biāo)
1、知道的概念和意義；
2、理解人體內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和能量的變化，以及與具有直接關(guān)系的四個(gè)系統(tǒng)在中所起的作用；
3、知道食物的熱價(jià)和體溫的相關(guān)知識。
二、能力目標(biāo)
通過聯(lián)系生活實(shí)際，從人體結(jié)構(gòu)和功能的整體性上理解，培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力和綜合分析問題的能力，進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生將生物學(xué)知識用于建立良好的衛(wèi)生習(xí)慣，提高健康水平和生活質(zhì)量。
三、情感目標(biāo)
通過討論，認(rèn)識同化作用和異化作用之間辨證統(tǒng)一關(guān)系，滲透唯物主義的觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生相互合作意識。
教學(xué)建議
教學(xué)重點(diǎn)：
是生物最基本的生命特征，是一切生命活動的基礎(chǔ)。在學(xué)生學(xué)習(xí)了消化、循環(huán)、呼吸、排泄的相關(guān)知識的基礎(chǔ)上，通過本節(jié)課中對各項(xiàng)生理活動的綜合分析，得知它們在人體生命活動中的作用和聯(lián)系，從而從人體結(jié)構(gòu)與功能的整體性上理解，初步建立生物學(xué)觀點(diǎn)，因而是教學(xué)重點(diǎn)。
教學(xué)難點(diǎn)：
的概念涉及到人體與外界環(huán)境之間的物質(zhì)和能量的交換和人體內(nèi)的物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)變，是涉及面非常廣的概念。關(guān)于物質(zhì)的交換，涉及食物與飲水的攝取，氣體的吸入；食物殘?jiān)c廢物的排出，氣體的呼出。這些指的是人體與外界環(huán)境所進(jìn)行的物質(zhì)交換。關(guān)于體內(nèi)物質(zhì)的變化，涉及營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收和利用，涉及物質(zhì)在體內(nèi)的運(yùn)輸 (包括氣體的運(yùn)輸)，涉及代謝終產(chǎn)物的生成等。用一節(jié)課的時(shí)間將眾多的知識連成線、織成網(wǎng)是有相當(dāng)?shù)碾y度的。至于能量的交換與能量在體內(nèi)的變化，更是涉及面寬且非常抽象。學(xué)生對能量的，和理解是本節(jié)主要的難點(diǎn)。
本章知識要點(diǎn)
教法建議
教學(xué)開始時(shí)總結(jié)復(fù)習(xí)前面學(xué)過的知識�？梢宰寣W(xué)生先對照圖解，按問題順序思考幾分鐘或翻看前幾章的內(nèi)容和插圖來思考，然后教師采取逐題提問的方式來復(fù)習(xí)。可以采取讓學(xué)生逐題討論的方式來復(fù)習(xí)。復(fù)習(xí)時(shí)，教師應(yīng)該有意識地以為主線，把各部分知識有機(jī)地串聯(lián)起來，以免知識的簡單重復(fù)、堆砌。
為了在復(fù)習(xí)中使學(xué)生對人體的生理活動有個(gè)整體上的了解，為講述概念做好輔墊，可以采用總結(jié)邊畫圖解的方式來進(jìn)行。
體溫部分的教學(xué)，應(yīng)該與過程中的能量釋放緊密聯(lián)系，體溫首先是能量釋放所維持的，其次，體溫是進(jìn)行的必要條件。教學(xué)中還應(yīng)該結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際，盡量讓學(xué)生自己談出測量體溫的部位和平均溫度。另外，這部分教學(xué)中，還應(yīng)該強(qiáng)調(diào)體溫維持相對穩(wěn)定的意義。
概念既是本章的重點(diǎn)又難點(diǎn)，教師可先以人體與外界環(huán)境之間和人體內(nèi)部的物質(zhì)變化和能量變化為線索，邊歸納選列表(見奉章知識結(jié)構(gòu)中過程部分)，然后再歸納出的概念。
關(guān)于同化作用和異化作用的關(guān)系，是進(jìn)行辯證唯物主義基本視點(diǎn)教育的極好內(nèi)容。但是應(yīng)該考慮學(xué)生的知識水平和接受能力，講解時(shí)只要滲透二者既矛盾又統(tǒng)一的觀點(diǎn)即可。也就是說讓學(xué)生了解同化作用和異化作用是相互聯(lián)系，相互依存的過程就可以了，不要講得過多、過深，更不能講成政治課。
在講述的意義時(shí)，應(yīng)該聯(lián)系前后各章的知識，舉出一些實(shí)例來說呀是進(jìn)行一切生命活動的基礎(chǔ)。例如，人體的運(yùn)動系統(tǒng)住完成各項(xiàng)運(yùn)動時(shí)；需要得到足夠的營養(yǎng)和能量供應(yīng)，而營養(yǎng)和能量的供應(yīng)正是通過來實(shí)現(xiàn)的。關(guān)于的神經(jīng)調(diào)節(jié)和激素調(diào)節(jié)只是點(diǎn)一下，目的是引出下兩章的內(nèi)容，說明與后面知識的密切聯(lián)系，因此不必要展開講述。
由于本章教材帶有復(fù)習(xí)性、總結(jié)性，牽涉的知識多，概念抽象，所以在時(shí)間上要合理安排，要把大部分時(shí)間用于概念的教學(xué)上。
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
一、本章的參考課時(shí)為1課時(shí)。
二、教學(xué)過程：
1．復(fù)習(xí)提問：
�。�1）什么是排泄？排泄的主要途徑是什么？
�。�2）對照掛圖簡要說明尿的形成過程。
2．引入新課：
可以從學(xué)生的回答中找出新課的切入點(diǎn)。如，排泄是指將人體代謝的終產(chǎn)物排出體外的過程。代謝的終產(chǎn)物指的是什么，看來我們都知道，但是，不知道為什么稱它們?yōu)榇x的終產(chǎn)物，最主要的是，不知道什么是代謝。代謝是我們今天要學(xué)習(xí)的的簡稱。（板書本章標(biāo)題）
3．復(fù)習(xí)相關(guān)知識，自學(xué)本章知識并思考相關(guān)問題。
教師可以將書本知識與學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活拉近些，使學(xué)生有親切感。如參考【看一看，想一想】中的問題，聯(lián)系學(xué)生自己，設(shè)計(jì)以下題目，將其寫在投影片上或小黑板上。當(dāng)學(xué)生知道他們不曾注意的這些問題都與的概念有關(guān)時(shí)，會使學(xué)生感到有探究的興趣。
�、俳裉�，你的早餐（或午餐）吃的是什么？它們包括哪些營養(yǎng)成分？這些食物在你體內(nèi)發(fā)生了什么變化？你從中得到哪些營養(yǎng)物質(zhì)？
�、诒荒愕难夯蛄馨臀盏母鞣N營養(yǎng)物質(zhì)是怎樣到達(dá)你身體的每一個(gè)細(xì)胞的？
③你為什么必須呼吸？空氣中的氧是怎樣到達(dá)你的身體的每一個(gè)細(xì)胞的？
④你的細(xì)胞既得到了營養(yǎng)物質(zhì)又得到了氧，細(xì)胞怎樣利用它們？從早餐后到現(xiàn)在，你消耗了許多能量，這些能量是從哪里來的？
�、菰谀愕纳顒拥玫侥芰康耐瑫r(shí)，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生了哪些廢物？它們通過什么途徑、以什么形式排出體外？
帶著這些問題，請學(xué)生瀏覽本章內(nèi)容，使學(xué)生對這節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容有大致的了解。參考教師提出的問題，聯(lián)系【看一看，想一想】中的問題，參看圖解，學(xué)生自己回顧相當(dāng)知識，體會相互聯(lián)系，充分思考，自己理解的概念和意義。教師給學(xué)生創(chuàng)造自我學(xué)習(xí)、自我教育的機(jī)會，提供自學(xué)的空間和時(shí)間。
請學(xué)生在認(rèn)真學(xué)習(xí)與思考的基礎(chǔ)上，像一位老師那樣備課，爭取用簡練、準(zhǔn)確的語言講述什么是？同化作用與異化作用有什么關(guān)系？與維持體溫直接相關(guān)的是哪些生理作用？體溫的測量方法和標(biāo)準(zhǔn)是什么？的意義是什么？
4．小組討論。
以小組為單位的討論，有利于生生互動，相互啟發(fā)，智慧資源共享。小組成員有表達(dá)自己看法，表現(xiàn)自己才華的機(jī)會，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自信心和合作精神。
討論題可以是教師提出的思考題，也可以是【看一看，想一想】中的問題，還可以是
【動動腦】中的三個(gè)問題，教師還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的問題。凡是涉及到的問題都可以討論。
最后，每個(gè)小組選一個(gè)代表，也可以自告奮勇當(dāng)代表，向全班匯報(bào)本組討論中最有特色的問題，最有收獲的結(jié)果。還可以請一位同學(xué)當(dāng)小老師，講解有關(guān)的知識點(diǎn)，總結(jié)本課的學(xué)習(xí)，全組同學(xué)幫他“備課”。
5．全班討論。
�。�1）請各組代表作匯報(bào)。提醒學(xué)生注意傾聽，后發(fā)言者不重復(fù)已經(jīng)說過的內(nèi)容。
�。�2）請一個(gè)同學(xué)到前面來，當(dāng)一次小老師，總結(jié)的概念和意義。
苦學(xué)生總結(jié)較好，教師無須重復(fù)。教師總結(jié)時(shí)，要盡可能肯定學(xué)生表達(dá)正確的地方，給學(xué)生以鼓勵(lì)。
6．與本課開頭呼應(yīng)，請學(xué)生解釋，什么是代謝終產(chǎn)物。
教師說明必須在神經(jīng)系統(tǒng)和激素的調(diào)節(jié)下進(jìn)行，引起學(xué)生對下一章學(xué)習(xí)的興趣。
【板書設(shè)計(jì)】
第八章
一、的過程
二、的概念：
人體與外界環(huán)境之間的物質(zhì)與能量交換，以及人體內(nèi)物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)變過程。
三、的意義：
維持生命的基本條件；生命的基本特征。
新陳代謝生物教案2
教學(xué)目標(biāo)
一、知識方面
1、使學(xué)生了解新陳代謝的基本類型
2、使學(xué)生理解化能合成作用與光合作用的區(qū)別與聯(lián)系
二、能力方面
1、通過學(xué)生對新陳代謝基本類型的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生對概念進(jìn)行科學(xué)分類的能力
2、通過學(xué)生分析、比較光合作用和化能合成作用的異同，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維品質(zhì)。
3、通過學(xué)生分析某個(gè)生物的新陳代謝類型，培養(yǎng)學(xué)生利用概念進(jìn)行科學(xué)判斷的能力。
三、情感、態(tài)度、價(jià)值觀方面
通過學(xué)生生物體新陳代謝類型的了解，使學(xué)生能較全面的、辯證的觀察紛繁復(fù)雜的生命自界。
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)可看成對第三章內(nèi)容的總結(jié)，包括新陳代謝的概念和新陳代謝的基本類型兩部分內(nèi)容。
1、新陳代謝的概念
教材先定義了新陳代謝的概念：新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)反應(yīng)的總稱，它包括物質(zhì)代謝和能量代謝兩個(gè)方面;然后著重講述了新陳代謝中物質(zhì)代謝、能量代謝、同化作用、異化作用這四個(gè)概念這含義，并用表解的形式概括了它們之間的關(guān)系。
2、新陳代謝的基本類型
教材講述了同化作用的兩種類型，即自養(yǎng)型、異養(yǎng)型，并在自養(yǎng)型中講述了化能合成作用;教材還講述了異化作用的兩種類型，即需氧型、厭氧型。
教法建議
本節(jié)的知識內(nèi)容除了化能合成作用以外，其余的都是學(xué)生在生物課中學(xué)習(xí)過的相關(guān)內(nèi)容，可以說本節(jié)是是對全章學(xué)習(xí)的總結(jié)，因此教師可在學(xué)生自學(xué)并討論相關(guān)問題基礎(chǔ)上，加以適當(dāng)概括總結(jié)即可。
1、引言
由于本節(jié)所涉及的大部分知識點(diǎn)都是學(xué)生學(xué)過的，因此引入本節(jié)內(nèi)容時(shí)，可選擇的方式就比較自由，凡與新陳代謝有關(guān)的，學(xué)生感興趣的話題都可作用為切入點(diǎn)。比如通過如下的問題引入本節(jié)課題：綠色植物的光合作用是生物界與非生物界建立聯(lián)系的關(guān)鍵，其本質(zhì)是把無機(jī)物合成了有機(jī)物，把光能轉(zhuǎn)化為貯存在有機(jī)物中的化學(xué)能。其實(shí)，自然界有些生物雖然不是綠色植物，也可把無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，那些生物合成的有機(jī)物中的能量來源于哪里呢?
以此直接引入化能合成作用的學(xué)習(xí)。
2、化能合成作用
在本節(jié)中，只有化能合成作用對學(xué)生而言是新知識點(diǎn)，學(xué)生只有在清楚了這個(gè)生理過程之后，教師才能較為順利地引導(dǎo)學(xué)生通過自學(xué)或討論完成新陳代謝的概念和新陳代謝的基本類型的總結(jié)和歸納。
在引導(dǎo)學(xué)生討論化能合成作用的機(jī)理時(shí)，教師可讓學(xué)生寫出綠化植物的光合作用總反應(yīng)式，以此作為與化能合成作用的進(jìn)行比較的參照。
然后教師可以先硝化細(xì)菌為例，向?qū)W生介紹化能合成作用的機(jī)理。
教師可先讓學(xué)生比較硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌由無機(jī)物(二氧化碳和水)合成有機(jī)物(葡萄糖)的過程中從物質(zhì)變化和能量變化上的相同之處。
之后，比較硝化細(xì)菌合成有機(jī)物與光合作用有機(jī)物的生理過程，比較兩者在物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化之間的異同。
3、新陳代謝的概念與新陳代謝的基本類型
在學(xué)生理解清楚化能合成作用這一知識難點(diǎn)后，本節(jié)的其它內(nèi)容對學(xué)生而言應(yīng)該是全都學(xué)過的，教師在處理新陳代謝的概念與新陳代謝的基本類型這兩部分教學(xué)時(shí)，更多地應(yīng)讓學(xué)生自己有時(shí)間來梳理所學(xué)的知識內(nèi)容，所以采用自學(xué)或問題討論的方式可能適于這部分的教學(xué)。教師可在學(xué)生自學(xué)的基礎(chǔ)上提出一些相關(guān)問題供學(xué)生分析、討論。
教師可把學(xué)生討論的結(jié)果表解的形式總結(jié)新陳代謝的基本類型。
4、為加強(qiáng)學(xué)生對新陳代謝的基本類型的理解，教師設(shè)計(jì)一些學(xué)生感興趣的問題供學(xué)生分析、討論。
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
【課題】 第八節(jié) 新陳代謝的基本類型
【教學(xué)重點(diǎn)】 新陳代謝的基本類型
【教學(xué)難點(diǎn)】 化能合成作用與光合作用的區(qū)別與聯(lián)系
【課時(shí)安排】1課時(shí)
【教學(xué)手段】 板圖
【教學(xué)過程】本節(jié)的知識內(nèi)容除了化能合成作用以外，其余的都是學(xué)生在生物課中學(xué)習(xí)過的相關(guān)內(nèi)容，可以說本節(jié)是對全章學(xué)習(xí)的總結(jié)，因此教師可在學(xué)生自學(xué)并討論相關(guān)問題基礎(chǔ)上，加以適當(dāng)概括總結(jié)即可。
1、引言
由于本節(jié)所涉及的大部分知識點(diǎn)都是學(xué)生學(xué)過的，因此引入本節(jié)內(nèi)容時(shí)，可選擇的方式就比較自由，凡與新陳代謝有關(guān)的，學(xué)生感興趣的話題都可作用為切入點(diǎn)。比如，教師可從下面的問題之一引入本節(jié)課的學(xué)習(xí)。
①我們總說新陳代謝是生物最基本的特征，而且我們也學(xué)習(xí)了不少與生物的新陳代謝有關(guān)的原理，你能否舉例說明你是怎么理解“一旦生物的新陳代謝停止，生命也就終止了”這句話的?
�、谡埮e例說明什么樣是同化作用?什么樣是異化作用?
�、墼谀骋粋�(gè)生物個(gè)體中中，同化作用和異化作用之間是什么關(guān)系?
�、軇游锖椭参镌谕饔梅矫�(或攝取營養(yǎng)物質(zhì)方面)，最顯著的差異是什么?
⑤你能否列舉盡可能多的生物種類，它們可進(jìn)行無氧呼吸嗎?
�、弈隳芊窭砬宄饔谩惢饔�、能量代謝、物質(zhì)代謝之間的相互關(guān)系?
�、呔G色植物的光合作用是生物界與非生物界建立聯(lián)系的關(guān)鍵，其本質(zhì)是把無機(jī)物合成了有機(jī)物，把光能轉(zhuǎn)化為貯存在有機(jī)物中的化學(xué)能。其實(shí)，自然界有些生物雖然不是綠色植物，也可把無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，那些生物合成的有機(jī)物中的能量來源于哪里呢?以此直接引入化能合成作用的學(xué)習(xí)。
2、化能合成作用
在本節(jié)中，只有化能合成作用對學(xué)生而言是新知識點(diǎn)，學(xué)生只有在清楚了這個(gè)生理過程之后，教師才能較為順利地引導(dǎo)學(xué)生通過自學(xué)或討論完成新陳代謝的概念和新陳代謝的基本類型的總結(jié)和歸納。
在引導(dǎo)學(xué)生討論化能合成作用的機(jī)理時(shí)，教師可讓學(xué)生寫出綠化植物的光合作用總反應(yīng)式，以此作為與化能合成作用的進(jìn)行比較的參照。
然后教師可以先硝化細(xì)菌為例，向?qū)W生介紹化能合成作用的機(jī)理。由于學(xué)生對硝化細(xì)菌根本不知道，而且生物化學(xué)又很抽象，因此這部分內(nèi)容學(xué)生有畏難情緒，教師應(yīng)先簡要介紹一些有關(guān)硝化細(xì)菌的感性知識，以消除學(xué)生的這種陌生感。在此基礎(chǔ)上，教師寫出亞硝化細(xì)菌氧化氨、硝化細(xì)菌氧化亞硝酸的化學(xué)反應(yīng)式，最后再寫出二氧化碳和水產(chǎn)生葡萄糖的反應(yīng)式;
如果條件允許，教師還可以硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌為例，寫出硫細(xì)菌把硫單質(zhì)氧化成+6價(jià)硫，并使二氧化碳和水合成葡萄糖的反應(yīng)式;鐵細(xì)菌把+2價(jià)鐵氧化為+3價(jià)鐵的化應(yīng)式，并使二氧化碳和水合成葡萄糖的反應(yīng)式。
教師可先讓學(xué)生比較硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌由無機(jī)物(二氧化碳和水)合成有機(jī)物(葡萄糖)的過程中從物質(zhì)變化和能量變化上的相同之處，從而引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出：這些細(xì)菌是利用氧化無機(jī)物時(shí)釋放出的化學(xué)能，將無機(jī)物合成有機(jī)物，并把氧化無機(jī)物時(shí)所釋放出的化學(xué)能儲存在合成的有機(jī)物中。
之后，比較硝化細(xì)菌合成有機(jī)物與光合作用有機(jī)物的生理過程，比較兩者在物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化之間的異同，從而引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出：化能合成作用與光合作用相同之處在于二者都可把無機(jī)物合成有機(jī)物，因此光合作用與硝化細(xì)菌都為自養(yǎng)生物;二者的不同點(diǎn)在于能量來源不同，即光合作用儲存在合成的有機(jī)物中的化學(xué)能來源于光能，而化能合成作用儲存在合成的有機(jī)物中的化學(xué)能來源于細(xì)菌是利用氧化無機(jī)物時(shí)釋放出的化學(xué)能。
3、新陳代謝的概念與新陳代謝的基本類型
在學(xué)生掃清了化能合成作用這一知識難點(diǎn)后，本節(jié)的其它內(nèi)容對學(xué)生而言應(yīng)該是全都學(xué)過的，教師在處理新陳代謝的概念與新陳代謝的基本類型這兩部分教學(xué)時(shí)，更多地應(yīng)讓學(xué)生自己有時(shí)間來梳理所學(xué)的知識內(nèi)容，所以采用自學(xué)或問題討論的方式可能適于這部分的教學(xué)。教師可在學(xué)生自學(xué)的基礎(chǔ)上提出一些相關(guān)問題供學(xué)生分析、討論，如：
�、僭谀骋粋�(gè)生物個(gè)體中，同化作用和異化作用之間是什么關(guān)系?物質(zhì)代謝和能量代謝之間也是什么關(guān)系?
引導(dǎo)學(xué)生分析同化作用和異化作用的下面幾層含義：
A、同化作用和異化作用都存在著物質(zhì)變化，即異化作用分解有機(jī)物，同化作用合成有機(jī)物;
B、同化作用和異化作用都存在著能量轉(zhuǎn)變，同化作用儲存能量，異化作用釋放能量;
C、同化作用和異化作用都存在著與外界環(huán)境的關(guān)，同化作用從外界環(huán)境攝取物質(zhì)和能量，異化作用向外界環(huán)境排放物質(zhì)和能量。
前兩點(diǎn)綜合起來理解就可得出新陳代謝是“體內(nèi)物質(zhì)和能量的變化”，而第三點(diǎn)則體現(xiàn)了新陳代謝的另一觀點(diǎn)，即“生物體外界環(huán)境的物質(zhì)和能量的交換”。
最終使學(xué)生建立新陳代謝準(zhǔn)確的概念，即準(zhǔn)確的新陳代謝是生物體與外界環(huán)境之間物質(zhì)和能量的交換，以及生物體內(nèi)物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)變過程，生物體的這種不斷的自我更新，是新陳代謝的實(shí)質(zhì)。
②你能否理清楚同化作用、異化作用、能量代謝、物質(zhì)代謝之間的相互關(guān)系?
③劃分生物新陳代謝類型的標(biāo)準(zhǔn)是什么?
�、芑芎铣勺责B(yǎng)型與光能合成自養(yǎng)型有什么區(qū)別?
�、葑责B(yǎng)型代謝與異養(yǎng)型代謝根本的區(qū)別是什么?
⑥需氧型代謝與厭氧型代謝的根本區(qū)別是什么?
�、呓湍妇c乳酸菌相比，其代謝類型有何特點(diǎn)?
�、嗄闳绾握f出腐生與寄生之間的區(qū)別?
4、為加強(qiáng)學(xué)生對新陳代謝的基本類型的理解，教師設(shè)計(jì)一些學(xué)生感興趣的問題供學(xué)生分析、討論，比如：
�、倌隳苷f出下面所列出的生物的新陳代謝類型嗎?
綠色植物、人、靈芝、乳酸菌、蛔蟲、豬肉絳蟲、酵母菌、硝化細(xì)菌、蘑菇、霉菌等。
②有人認(rèn)為寄生植物、食蟲植物是自養(yǎng)型和異養(yǎng)型之間的過渡類型，這種觀點(diǎn)對嗎?為什么?
③你能舉例說明自然界存在兼自養(yǎng)、異養(yǎng)于一身的生物種類嗎?(寄生植物、食蟲植物、綠眼蟲等)
�、苣隳芘e例說明自然界是否存在兼需氧、厭氧于一身的生物嗎?(酵母菌等兼性厭氧的生物)
⑤你認(rèn)為原始生命的新陳代謝類型應(yīng)該是什么?
�、蕖跋趸�(xì)胞的代謝類型屬自養(yǎng)型”，這一說法準(zhǔn)確嗎?
自然界除了綠色植物可進(jìn)行光合作用外，還有沒有自養(yǎng)生物呢?答案是肯定的，有。這類生物就是可進(jìn)行化能合成作用的細(xì)菌。如硝化細(xì)胞、鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌等。
通俗地說，光合自養(yǎng)和化能自養(yǎng)的共同之處都在于可自己養(yǎng)活自己，即不用吃東西，自己可利用二氧化碳和水這些無機(jī)物合成葡萄糖等有機(jī)物。
而光合自養(yǎng)與化能自養(yǎng)的區(qū)別在于光合作用合成的葡萄糖中的化學(xué)能來源于太陽能，而化能合成作用合成的葡萄糖中的化學(xué)能來源于氧化無機(jī)物所釋放出來的化學(xué)能。
還要注意下面四個(gè)概念，即同化作用、異化作用、自養(yǎng)型、異養(yǎng)型(為同化作用的一種類型)同化作用類型包括自養(yǎng)型和異養(yǎng)型(通俗地說是別的生物養(yǎng)活自己);異養(yǎng)型包括腐生型(生活在無生命的有機(jī)質(zhì)中)和寄生型(生活在活的生命體內(nèi)或表面)。
其實(shí)這部分內(nèi)容并不難，但有一個(gè)地方學(xué)生要特別注意，這就是三種問法的區(qū)別，以硝化細(xì)菌為例：
(1)硝化細(xì)菌的代謝類型是什么? 答案是：自養(yǎng)需氧型
(2)硝化細(xì)菌的同化作用類型是什么? 答案是：自養(yǎng)型
(3)硝化細(xì)菌的異化作用類型是什么? 答案是：需氧型
這三種問法的答案是不一樣的，要細(xì)心，注意不要答非所問。
新陳代謝生物教案3
教學(xué)目標(biāo)
一、知識目標(biāo)
1、知道新陳代謝的概念和意義;
2、理解人體內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和能量的變化，以及與新陳代謝具有直接關(guān)系的四個(gè)系統(tǒng)在新陳代謝中所起的作用;
3、知道食物的熱價(jià)和體溫的相關(guān)知識。
二、能力目標(biāo)
通過聯(lián)系生活實(shí)際，從人體結(jié)構(gòu)和功能的整體性上理解新陳代謝，培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力和綜合分析問題的能力，進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生將生物學(xué)知識用于建立良好的衛(wèi)生習(xí)慣，提高健康水平和生活質(zhì)量。
三、情感目標(biāo)
通過討論，認(rèn)識同化作用和異化作用之間辨證統(tǒng)一關(guān)系，滲透唯物主義的觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生相互合作意識。
教學(xué)重點(diǎn)：
新陳代謝的概念
新陳代謝是生物最基本的生命特征，是一切生命活動的基礎(chǔ)。在學(xué)生學(xué)習(xí)了消化、循環(huán)、呼吸、排泄的相關(guān)知識的基礎(chǔ)上，通過本節(jié)課中對各項(xiàng)生理活動的綜合分析，得知它們在人體生命活動中的作用和聯(lián)系，從而從人體結(jié)構(gòu)與功能的整體性上理解新陳代謝，初步建立生物學(xué)觀點(diǎn)，因而新陳代謝是教學(xué)重點(diǎn)。
教學(xué)難點(diǎn)：
新陳代謝的概念
新陳代謝的概念涉及到人體與外界環(huán)境之間的物質(zhì)和能量的交換和人體內(nèi)的物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)變，是涉及面非常廣的概念。關(guān)于物質(zhì)的交換，涉及食物與飲水的攝取，氣體的吸入;食物殘?jiān)c廢物的排出，氣體的呼出。這些指的是人體與外界環(huán)境所進(jìn)行的物質(zhì)交換。關(guān)于體內(nèi)物質(zhì)的變化，涉及營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收和利用，涉及物質(zhì)在體內(nèi)的運(yùn)輸(包括氣體的運(yùn)輸)，涉及代謝終產(chǎn)物的生成等。用一節(jié)課的時(shí)間將眾多的知識連成線、織成網(wǎng)是有相當(dāng)?shù)碾y度的。至于能量的交換與能量在體內(nèi)的變化，更是涉及面寬且非常抽象。學(xué)生對能量的，和理解是本節(jié)主要的難點(diǎn)。
教法建議
教學(xué)開始時(shí)總結(jié)復(fù)習(xí)前面學(xué)過的知識�？梢宰寣W(xué)生先對照圖解，按問題順序思考幾分鐘或翻看前幾章的內(nèi)容和插圖來思考，然后教師采取逐題提問的方式來復(fù)習(xí)�？梢圆扇∽寣W(xué)生逐題討論的方式來復(fù)習(xí)。復(fù)習(xí)時(shí)，教師應(yīng)該有意識地以新陳代謝為主線，把各部分知識有機(jī)地串聯(lián)起來，以免知識的簡單重復(fù)、堆砌。
為了在復(fù)習(xí)中使學(xué)生對人體的生理活動有個(gè)整體上的了解，為講述新陳代謝概念做好輔墊，可以采用總結(jié)邊畫圖解的方式來進(jìn)行。
體溫部分的教學(xué)，應(yīng)該與新陳代謝過程中的能量釋放緊密聯(lián)系，體溫首先是能量釋放所維持的，其次，體溫是新陳代謝進(jìn)行的必要條件。教學(xué)中還應(yīng)該結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際，盡量讓學(xué)生自己談出測量體溫的部位和平均溫度。另外，這部分教學(xué)中，還應(yīng)該強(qiáng)調(diào)體溫維持相對穩(wěn)定的意義。
新陳代謝概念既是本章的重點(diǎn)又難點(diǎn)，教師可先以人體與外界環(huán)境之間和人體內(nèi)部的物質(zhì)變化和能量變化為線索，邊歸納選列表(見奉章知識結(jié)構(gòu)中新陳代謝過程部分)，然后再歸納出新陳代謝的概念。
關(guān)于同化作用和異化作用的關(guān)系，是進(jìn)行辯證唯物主義基本視點(diǎn)教育的極好內(nèi)容。但是應(yīng)該考慮學(xué)生的知識水平和接受能力，講解時(shí)只要滲透二者既矛盾又統(tǒng)一的觀點(diǎn)即可。也就是說讓學(xué)生了解同化作用和異化作用是相互聯(lián)系，相互依存的過程就可以了，不要講得過多、過深，更不能講成政治課。
在講述新陳代謝的意義時(shí)，應(yīng)該聯(lián)系前后各章的知識，舉出一些實(shí)例來說呀新陳代謝是進(jìn)行一切生命活動的基礎(chǔ)。例如，人體的運(yùn)動系統(tǒng)住完成各項(xiàng)運(yùn)動時(shí);需要得到足夠的營養(yǎng)和能量供應(yīng)，而營養(yǎng)和能量的供應(yīng)正是通過新陳代謝來實(shí)現(xiàn)的。關(guān)于新陳代謝的神經(jīng)調(diào)節(jié)和激素調(diào)節(jié)只是點(diǎn)一下，目的是引出下兩章的內(nèi)容，說明新陳代謝與后面知識的密切聯(lián)系，因此不必要展開講述。
由于本章教材帶有復(fù)習(xí)性、總結(jié)性，牽涉的知識多，概念抽象，所以在時(shí)間上要合理安排，要把大部分時(shí)間用于新陳代謝概念的教學(xué)上。
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
一、本章的參考課時(shí)為1課時(shí)。
二、教學(xué)過程：
1.復(fù)習(xí)提問：
(1)什么是排泄?排泄的主要途徑是什么?
(2)對照掛圖簡要說明尿的形成過程。
2.引入新課：
可以從學(xué)生的回答中找出新課的切入點(diǎn)。如，排泄是指將人體代謝的終產(chǎn)物排出體外的過程。代謝的終產(chǎn)物指的是什么，看來我們都知道，但是，不知道為什么稱它們?yōu)榇x的終產(chǎn)物，最主要的是，不知道什么是代謝。代謝是我們今天要學(xué)習(xí)的新陳代謝的簡稱。(板書本章標(biāo)題)
3.復(fù)習(xí)相關(guān)知識，自學(xué)本章知識并思考相關(guān)問題。
教師可以將書本知識與學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活拉近些，使學(xué)生有親切感。如參考【看一看，想一想】中的問題，聯(lián)系學(xué)生自己，設(shè)計(jì)以下題目，將其寫在投影片上或小黑板上。當(dāng)學(xué)生知道他們不曾注意的這些問題都與新陳代謝的概念有關(guān)時(shí)，會使學(xué)生感到有探究的興趣。
�、俳裉欤愕脑绮�(或午餐)吃的是什么?它們包括哪些營養(yǎng)成分?這些食物在你體內(nèi)發(fā)生了什么變化?你從中得到哪些營養(yǎng)物質(zhì)?
�、诒荒愕难夯蛄馨臀盏母鞣N營養(yǎng)物質(zhì)是怎樣到達(dá)你身體的每一個(gè)細(xì)胞的?
�、勰銥槭裁幢仨毢粑�?空氣中的氧是怎樣到達(dá)你的身體的每一個(gè)細(xì)胞的?
�、苣愕募�(xì)胞既得到了營養(yǎng)物質(zhì)又得到了氧，細(xì)胞怎樣利用它們?從早餐后到現(xiàn)在，你消耗了許多能量，這些能量是從哪里來的?
⑤在你的生命活動得到能量的同時(shí)，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生了哪些廢物?它們通過什么途徑、以什么形式排出體外?
帶著這些問題，請學(xué)生瀏覽本章內(nèi)容，使學(xué)生對這節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容有大致的了解。參考教師提出的問題，聯(lián)系【看一看，想一想】中的問題，參看新陳代謝圖解，學(xué)生自己回顧相當(dāng)知識，體會相互聯(lián)系，充分思考，自己理解新陳代謝的概念和意義。教師給學(xué)生創(chuàng)造自我學(xué)習(xí)、自我教育的機(jī)會，提供自學(xué)的空間和時(shí)間。
請學(xué)生在認(rèn)真學(xué)習(xí)與思考的基礎(chǔ)上，像一位老師那樣備課，爭取用簡練、準(zhǔn)確的語言講述什么是新陳代謝?同化作用與異化作用有什么關(guān)系?與維持體溫直接相關(guān)的是哪些生理作用?體溫的測量方法和標(biāo)準(zhǔn)是什么?新陳代謝的意義是什么?
4.小組討論。
以小組為單位的討論，有利于生生互動，相互啟發(fā)，智慧資源共享。小組成員有表達(dá)自己看法，表現(xiàn)自己才華的機(jī)會，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自信心和合作精神。
討論題可以是教師提出的思考題，也可以是【看一看，想一想】中的問題，還可以是
【動動腦】中的三個(gè)問題，教師還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的問題。凡是涉及到新陳代謝的問題都可以討論。
最后，每個(gè)小組選一個(gè)代表，也可以自告奮勇當(dāng)代表，向全班匯報(bào)本組討論中最有特色的問題，最有收獲的結(jié)果。還可以請一位同學(xué)當(dāng)小老師，講解有關(guān)新陳代謝的知識點(diǎn)，總結(jié)本課的學(xué)習(xí)，全組同學(xué)幫他“備課”。
5.全班討論。
(1)請各組代表作匯報(bào)。提醒學(xué)生注意傾聽，后發(fā)言者不重復(fù)已經(jīng)說過的內(nèi)容。
(2)請一個(gè)同學(xué)到前面來，當(dāng)一次小老師，總結(jié)新陳代謝的概念和意義。
苦學(xué)生總結(jié)較好，教師無須重復(fù)。教師總結(jié)時(shí)，要盡可能肯定學(xué)生表達(dá)正確的地方，給學(xué)生以鼓勵(lì)。
6.與本課開頭呼應(yīng)，請學(xué)生解釋，什么是代謝終產(chǎn)物。
教師說明新陳代謝必須在神經(jīng)系統(tǒng)和激素的調(diào)節(jié)下進(jìn)行，引起學(xué)生對下一章學(xué)習(xí)的興趣。
【板書設(shè)計(jì)】
第八章 新陳代謝
一、新陳代謝的過程
二、新陳代謝的概念：
人體與外界環(huán)境之間的物質(zhì)與能量交換，以及人體內(nèi)物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)變過程。
三、新陳代謝的意義：
維持生命的基本條件;生命的基本特征。
新陳代謝生物教案4
教學(xué)目標(biāo)
知識方面
1、理解ATP的分子簡式及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
2、理解ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及其對細(xì)胞中能量代謝中的意義
3、理解ATP的形成途徑
4、掌握ATP是新陳代謝的直接能源，并理解ATP作為"能量通用貨幣"的含義
能力方面
學(xué)生通過分析ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化及其對細(xì)胞內(nèi)供能的意義，初步訓(xùn)練學(xué)生分析實(shí)際問題的能力。
情感、態(tài)度、價(jià)值觀方面
讓學(xué)生在分析自己身體內(nèi)發(fā)生的ATP-ADP循環(huán)及其重要意義過程中，體驗(yàn)到生物學(xué)原理在生產(chǎn)實(shí)踐中的價(jià)值，加強(qiáng)學(xué)生對身邊的科學(xué)（RLS）這一理念的理解。
教學(xué)建議
教材分析
1、對于ATP的分子結(jié)構(gòu)，教材首先介紹了ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，分子簡式為A-P~P~P，其中A代表腺苷，T代表三個(gè)，P代表磷酸基，~代表高能磷酸鍵，然后從比較高能磷酸化合物釋放能量的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值和ATP釋放能量的數(shù)值入手，使學(xué)生很信服地認(rèn)識到ATP的確是一種高能磷酸化合物。
2、對于ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，教材中首先介紹了ATP水解和重新合成的過程：ATP與ADP的轉(zhuǎn)化中，ATP的第二個(gè)和第三個(gè)磷酸之間的高能磷酸鍵對于細(xì)胞中能量的捕獲、貯存和釋放都是很重要的。第二個(gè)高能磷酸鍵的末端，能很快地水解斷裂，于是ATP轉(zhuǎn)換為ADP，能量隨之釋放出來以用于各項(xiàng)生命活動；同樣，在提供能量的條件下，也容易加上第三個(gè)磷酸，使ADP又轉(zhuǎn)化為ATP。在ATP與ADP的轉(zhuǎn)化過程中都需要酶的參與，活細(xì)胞內(nèi)這個(gè)過程是永無休止地循環(huán)進(jìn)行的。
同時(shí)還介紹了ATP與ADP的這種相互轉(zhuǎn)化是十分迅速的，ATP在細(xì)胞中的含量是很少的，如肌細(xì)胞中的ATP只能維持肌肉收縮2鈔鐘左右。從而易于引發(fā)學(xué)生討論ADP-ADP循環(huán)的意義，同時(shí)可使學(xué)生加強(qiáng)ATP是生物體維持各項(xiàng)生命活動所需能量的直接來源的觀點(diǎn)。
3、對于ATP的形成途徑，教材是在介紹了ADP-ATP循環(huán)的基礎(chǔ)上，從動物（包括人體）和綠色植物兩方面進(jìn)行了闡述。對動物而言，產(chǎn)生ATP途徑是是氧化磷酸化，即呼吸作用；對植物而言，產(chǎn)生ATP的過程包括氧化磷酸化（呼吸作用）和光合磷酸化（光合作用）。
4、對于ATP的生理功能，教材先分析了生物體內(nèi)糖類、脂肪等物質(zhì)具有儲存能量的特點(diǎn)，指出新陳代謝不僅需要酶，還需要能量，糖類是細(xì)胞的主要能源之一，脂肪是生物體內(nèi)重要的儲能物質(zhì)，但這些有機(jī)物中的能量都不能直接被生物利用，它們的能量只有在細(xì)胞中隨著有機(jī)物的逐步分解而釋放出來，且儲存到ATP中才能被生物體利用，從而使學(xué)生易于理解為什么ATP是新陳代謝所需能量的直接來源。在本節(jié)的最后，教材還用ATP是流通著的"能量貨幣"這一形象的比喻，以加深學(xué)生對ATP的生理功能以及ADP-ATP相互轉(zhuǎn)化的認(rèn)識，即伴隨著ATP的水解與合成的過程，發(fā)生著能量的釋放與儲存，從而推動新陳代謝順利進(jìn)行。
教法建議
本節(jié)教學(xué)內(nèi)容中，ATP的分子簡式、ATP的生理功能是重點(diǎn)，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)變在新陳代謝中的作用，既是教學(xué)重點(diǎn)也是難點(diǎn)。
1．引入本節(jié)課時(shí)，首先要讓學(xué)生明確以下事實(shí)，即生物體的生存不僅僅要依靠物質(zhì)上的支持，同時(shí)還必須有能量的維持，在生物體內(nèi)發(fā)生物質(zhì)變化的同時(shí)，必定伴隨著能量的獲取、儲存、釋放、利用和散失。這樣，引入ATP這一生物體直接能源就順理成章了。
2．引出ATP這一高能化合物時(shí)，還是先從學(xué)生較為熟悉的能量形式入手比較容易被學(xué)生接受。比如，可先從宏觀上引導(dǎo)學(xué)生分析綠色植物的光合作用過程把光能以化學(xué)能的形式儲存在糖類、脂肪等有機(jī)物中；動植物又通過呼吸作用分解體內(nèi)的有機(jī)物而獲取生命活動所需的能量。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析出：光能只有轉(zhuǎn)化成一種活躍的化學(xué)能，才能被綠色植物利用；同樣，動、植物通過呼吸作用分解有機(jī)物釋放出的能量，除了一部分以熱能的形式散失或維持體溫外，其余的都要轉(zhuǎn)化成一種活躍的化學(xué)能，才能用于各項(xiàng)生命活動。那么這種活躍的、隨時(shí)可以利用的化學(xué)能是什么呢?這樣自然而然地就引出ATP這一生物體的直接能源物質(zhì)。
3．ATP的分子結(jié)構(gòu)不宜講授得過于深入。學(xué)生只要了解ATP中具有不穩(wěn)定的高能磷酸鍵，ATP水解時(shí)釋放其能量，形成ATP時(shí)需要能量就可以了，應(yīng)把學(xué)生討論的重點(diǎn)放在ATP釋放出的能量用于哪些生理過程，及形成ATP的高能磷酸鍵時(shí)，能量來自哪些生理過程，以便使學(xué)生易于理解ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)變在細(xì)胞中能量的儲存、轉(zhuǎn)移和利用中的作用。
4．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化及這種轉(zhuǎn)化在能量的儲存、轉(zhuǎn)移和利用中的作用，是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。為使學(xué)生的討論順利進(jìn)行，教師應(yīng)適時(shí)給學(xué)生以下提示：其一，細(xì)胞內(nèi)ATP的含量是相對穩(wěn)定的；其二，ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是極少的，其三，細(xì)胞內(nèi)的糖類、脂類等能源物質(zhì)不能被細(xì)胞直接利用，ATP的水解后釋放的能量才是細(xì)胞內(nèi)各種生命活動的直接能量來源；其四，呼吸作用分解有機(jī)物釋放能量不能為生物體直接利用，只有這些能量轉(zhuǎn)移給ATP，且ATP水解后釋放的能量才可被細(xì)胞利用。最終應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識到ATP與ADP之間高效、迅速的轉(zhuǎn)化是處于動態(tài)平衡之中的，ATP是生物體的直接能源，是細(xì)胞能量代謝的"通用貨幣"。
5．ATP的形成途徑也不宜太深入，因?yàn)楣夂献饔谩⒑粑饔玫木唧w過程還沒學(xué)到。注意引導(dǎo)學(xué)生分析出綠色植物通過光合作用，將光能轉(zhuǎn)化成ATP中的化學(xué)能，并將ATP中的化學(xué)能最終儲存在糖類等有機(jī)物中，即光合作用過程中固定的光能是綠色植物、動物和人形成的ATP的能量源泉。
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
【課題】 第二節(jié) 新陳代謝與ATP
【教學(xué)重點(diǎn)】ATP的分子簡式及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及其對細(xì)胞內(nèi)能量代謝中的意義、ATP的形成途徑、ATP是新陳代謝的直接能源，能理解ATP作為“能量通用貨幣”的含義
【教學(xué)難點(diǎn)】ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及其對細(xì)胞內(nèi)能量代謝中的意義、理解ATP作為“能量通用貨幣”的含義
【課時(shí)安排】1課時(shí)
【教學(xué)手段】板圖、掛圖、多媒體課件
【教學(xué)過程】
1、引言
設(shè)計(jì)1：通過學(xué)生列舉生活實(shí)例引入ATP這一高能化合物。
新陳代謝的物質(zhì)變化過程中，必定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。為了使學(xué)生對能量的轉(zhuǎn)化有一個(gè)感性的認(rèn)識，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生從自己的生活中找一些能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例，比如可以提問：
�。�1）“你能舉出幾個(gè)生物體內(nèi)發(fā)生的諸如能量轉(zhuǎn)化、或能量的吸收儲存、或能量的釋放利用的例子來嗎？”
�。�2）“綠色植物能把光能直接用于有機(jī)物的合成嗎?”或“生物體通過呼吸作用把有機(jī)物中的能量釋放出來，這些能量能直接被細(xì)胞利用嗎？”
不能，光能必須要轉(zhuǎn)化為一種活躍的化學(xué)能才能用于有機(jī)物的'合成；有機(jī)物中的能量通過呼吸作用釋放出來后，也必須轉(zhuǎn)化為一種活躍的化學(xué)能才能用于生物體的各項(xiàng)生命活動，攜帶這種活躍的化合能的物質(zhì)就是一種高能化合物，即ATP，這樣很自然地引入了ATP這個(gè)概念。
設(shè)計(jì)2：從細(xì)胞中能量利用存在的矛盾入手，設(shè)計(jì)相關(guān)的問題串引入ATP這一高能化合物。
�。�1）“細(xì)胞中主要是由什么細(xì)胞器來產(chǎn)生能量的？”
線粒體的呼吸作用氧化分解有機(jī)物釋放能量
�。�2）“細(xì)胞中有哪些生理過程在不斷地消耗著能量？”
細(xì)胞分裂、細(xì)胞核中DNA的復(fù)制、核糖體合成蛋白質(zhì)、細(xì)胞膜主動運(yùn)輸、高爾基體合成分泌等需要能量
（3）“細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)能與用能很明顯地存在著空間上的隔離，細(xì)胞是怎樣解決這一矛盾的呢?”
�。�4）“細(xì)胞內(nèi)存在有糖類、脂肪等有機(jī)物，這些有機(jī)物含有大量且穩(wěn)定的能量，但某項(xiàng)生命活動可能不用大量的能量就足以進(jìn)行，而且糖類、脂肪中儲存的能量又過于穩(wěn)定，不易被生物體利用，細(xì)胞又是怎樣解決這一矛盾的呢？”
這樣就可自然地引入ATP這種儲能少、不穩(wěn)定、可為所有生理活動供能的高能化合物。
2、ATP的分子簡式及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
在引導(dǎo)學(xué)生討論ATP的分子結(jié)構(gòu)簡式及其特點(diǎn)時(shí)，可從ATP的英文名稱中的三個(gè)字母含義、中文名稱、ATP是高能化合物等方面入手，使學(xué)生易于理解ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其生理作用。
需要向?qū)W生解釋清楚高能化合物的概念，即高能磷酸鍵水解過程中，釋放的能量是一般的共價(jià)鍵的2倍以上，如ATP末端磷酸水解生成ADP和磷酸時(shí)，釋放出的能量約30.5kJ/mol上，而6-磷酸葡萄糖水解成葡萄糖和磷酸時(shí)，釋放的能量只有13.8kJ/mol。這種鍵稱為高能鍵，常以“~”符號表示。含有高能鍵的化合物統(tǒng)稱為高能化合物。
然后讓學(xué)生自己分析ATP的結(jié)構(gòu)簡式的含義，如ATP中兩個(gè)磷酸基團(tuán)之間（P和P之間用“~“表示）的化學(xué)鍵是高能磷酸鍵。
細(xì)胞內(nèi)釋放能量的反應(yīng)，如呼吸作用常會伴隨ADP轉(zhuǎn)變成ATP；而耗能的反應(yīng)，如蛋白質(zhì)的合成等，需要用ATP水解成ADP再將能量釋放出來，以推動需能代謝反應(yīng)的進(jìn)行。
ATP和ADP在體內(nèi)總是處于不停地轉(zhuǎn)化中，且處于動態(tài)平衡之中。
3、ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)變及其意義
在引導(dǎo)學(xué)生討論ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)變時(shí)，需強(qiáng)調(diào)細(xì)胞內(nèi)ATP的含量是相對穩(wěn)定的；ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是極少的，細(xì)胞內(nèi)的糖類、脂類等能源物質(zhì)不能被細(xì)胞直接利用，ATP的水解后釋放的能量才是細(xì)胞內(nèi)各種生命活動的直接能量來源，呼吸作用分解有機(jī)物釋放能量不能為生物體直接利用，只有這些能量轉(zhuǎn)移給ATP，且ATP水解后釋放的能量才可被細(xì)胞利用。最終應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識到ATP與ADP之間高效、迅速的轉(zhuǎn)化是處于動態(tài)平衡之中的，ATP是生物體的直接能源，是細(xì)胞能量代謝的“通用貨幣”。
4、在討論了ATP和ADP之間相互轉(zhuǎn)變及其意義后，在小結(jié)ATP在細(xì)胞內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換、運(yùn)輸、利用中的關(guān)鍵作用時(shí)，可結(jié)合本節(jié)所講的內(nèi)容，提一些與ATP有關(guān)的綜合性問題供學(xué)生討論，讓學(xué)生在討論中加深對ATP這一生物體直接能源物質(zhì)的理解。比如，可以討論下面幾個(gè)問題：
�。�1）眾多能源物質(zhì)中，ATP這種絕對含量極少的物質(zhì)為什么成為直接能源？
葡萄糖、糖元、淀粉、脂肪、氨基酸、脂肪酸、磷酸肌酸等，這些都可作為生物體的能源物質(zhì)，但生物體不能利用這些能源物質(zhì)中的能量，這些物質(zhì)中儲存的能量必須要轉(zhuǎn)移給ATP中。生物體直接從ATP中獲得生命活動所需的各種形式的能量，如ATP可轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、電能、滲透能、化學(xué)能、光能和熱量等。
�。�2）為什么ATP是細(xì)胞內(nèi)能量釋放、儲存、轉(zhuǎn)移和利用的中心物質(zhì)，成為生物的直接能源呢？
我們來看看葡萄糖和ATP分子中儲存能量的差異就明白了。ATP末端磷酸基團(tuán)水解時(shí)，釋放出的能量是30.5kJ/mol，一般把水解時(shí)釋放20.92 kJ/mol以上能量的化合物叫高能化合物，可見ATP是高能化合物，而且其能量與某些高能化合物（如磷酸肌酸）相比，要低一些，因此磷酸肌酸中的能量可在不需額外供能的情況下轉(zhuǎn)移給ATP。而葡萄糖分子徹底氧化為二氧化碳和水后，釋放出2870kJ/mol的能量。結(jié)果，存在于葡萄糖分子中的能量就像存在銀行里的錢，而儲存在ATP分子中的能量則像“零錢”，它更容易在細(xì)胞中被使用，因此還有的說ATP是能量的“通用貨幣”就是這個(gè)道理。
�。�3）ATP對生命的維持是極其重要的，試想：當(dāng)產(chǎn)生ATP的過程停止時(shí)，會發(fā)生什么？
舉一個(gè)例子，學(xué)生可能知道氰化物可以在非常短的時(shí)間內(nèi)使人死亡，其毒理就是阻擋ATP的形成。當(dāng)人體ATP合成受阻后，機(jī)體沒有ATP，神經(jīng)細(xì)胞和其他細(xì)胞中的細(xì)胞活動就不能繼續(xù)，人在3-6分鐘內(nèi)就會失去知覺。
（4）還有一個(gè)問題值得一提，就是ATP在生物體中的絕對含量是極小的，但生物體中的每一個(gè)細(xì)胞每時(shí)每刻都在消耗著ATP，但在正常情況下，生物體內(nèi)的ATP量可滿足機(jī)體的要求，奧妙何在呢？
生物體可把其它能源物質(zhì)的能量高速地轉(zhuǎn)移給ATP，以補(bǔ)充ATP的消耗，即ATP—ADP循環(huán)速度是很快的。
新陳代謝生物教案5
P>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)前有必要簡單介紹兩項(xiàng)內(nèi)容：
一是過氧化氫這種物質(zhì)，它是動植物在代謝中產(chǎn)生的，對機(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》，這對于訓(xùn)練學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，理解對照�?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。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。
霍亂是一種烈性的傳染病，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，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)院洗胃并進(jìn)行進(jìn)一步的治療。
擴(kuò)展資料
淀粉液遇碘變藍(lán)的原因
淀粉是白色無定形的粉末，由10%～30%的直鏈淀粉和70%~90%的支鏈淀粉組成。直鏈淀粉具有遇碘變藍(lán)的特性，因?yàn)槿苡谒闹辨湹矸劢柚肿觾?nèi)的氫鍵卷曲成螺旋狀，第一個(gè)螺距有六個(gè)葡萄糖殘基組成。如果在淀粉液中加入碘液，碘分子便嵌人到螺旋結(jié)鉤的空隙處，并且借助范德華力與直鏈淀粉聯(lián)系在一起，形成了一種絡(luò)合物，這種絡(luò)合物能夠比較均勻地吸收波長范圍為400~750nm可見光，而反射的光是藍(lán)光，所以使淀粉溶液呈現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)
知識方面
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)識到生物科學(xué)技術(shù)與社會生產(chǎn)、生活的關(guān)系;體會科學(xué)、技術(shù)、社會之間相互促進(jìn)的關(guān)系，進(jìn)而體會研究生命科學(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)生對本節(jié)基礎(chǔ)知識的理解，使學(xué)生體會科學(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，但那是在生物個(gè)體水平對新陳代謝下的定義。本章的新陳代謝內(nèi)容是對以往知識的深化和展開，教學(xué)教師要有意識地從細(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，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"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。
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)生充分體會生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)對科學(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，對新陳代謝已經(jīng)有了一定的認(rèn)識，首先，教師應(yīng)了解學(xué)生對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：
�、偃梭w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：
①你吃下的肉類蛋白質(zhì)，通過什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì)?
②你吃下的淀粉類食物，通過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，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)生切身體會到生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究對生物學(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。現(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，而真理是相對的，現(xiàn)在的科學(xué)事實(shí)可能在今后會被修正，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人體的生長和健康是必需的，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
<出藍(lán)色來。
絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA
生物體內(nèi)存在三千多種具有不同功能的酶，一切生命現(xiàn)象都與酶有關(guān)，因?yàn)榛罴?xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)，都是在酶的催化作用下進(jìn)行的，沒有酶，新陳代謝就不能進(jìn)行，生命也就會隨之停止。酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，這一認(rèn)識直到20世紀(jì)80年代后才被科學(xué)修正過來�？茖W(xué)研究表明，一些RNA分子也具有酶的催化功能，如一種叫RNaseP的酶，它是由20%的蛋白質(zhì)和80%的RNA組成�？茖W(xué)家將這種酶的蛋白質(zhì)除去，同時(shí)提高鎂離子的濃度，留下來的RNA仍具有與該酶相同的催化活性。后來的科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)其它某些RNA分子與那些構(gòu)成酶的蛋白質(zhì)分子一樣，也都是效率非常高的生物催化劑。
酶工程
細(xì)菌細(xì)胞直徑不足2m，每時(shí)每刻卻發(fā)生著1500一20xx個(gè)化學(xué)反應(yīng)，由1000多種酶對這些反應(yīng)進(jìn)行催化和調(diào)制，生產(chǎn)著3000多種蛋白質(zhì)，1000多種核酸;而且細(xì)菌合成效率驚人，它合成每個(gè)肽鏈只需百分之三秒，而現(xiàn)代最先進(jìn)的蛋白質(zhì)自動合成機(jī)器只能合成小肽，而且速度也慢，合成每個(gè)肽鏈需要7分鐘，兩者相差200多倍;它合成RNA和DNA的速度更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人工合成;另外細(xì)胞中能量轉(zhuǎn)換效率也很高，這一切都有賴于生物催化劑，這就是酶�，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的酶約有幾千種以上。它們定位于各種細(xì)胞的不同細(xì)胞器中，催化細(xì)胞生長代謝過程中各種不同的化學(xué)反應(yīng)，使這些反應(yīng)在正常溫度等條件下就可順利進(jìn)行。
酶是細(xì)胞產(chǎn)物，但不一定非要在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，在細(xì)胞外，即在非細(xì)胞條件下也能發(fā)揮作用。19世紀(jì)，人們已認(rèn)識到酵母可以使葡萄糖發(fā)酵，產(chǎn)生酒精和二氧化碳，但是對于這一過程是如何進(jìn)行的，當(dāng)時(shí)主要有兩種觀點(diǎn)，而且一直未能達(dá)成一致。1857年，法國著名的細(xì)菌學(xué)家巴斯德認(rèn)為酒精發(fā)酵需要有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn);德國化學(xué)家李比西則認(rèn)為酒精發(fā)酵要求的只是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，而不要求完整的細(xì)胞參與。直到1897年，畢西納不用完整的酵母細(xì)胞，而用酵母汁進(jìn)行酒精發(fā)酵獲得成功，從而證明生物體內(nèi)的催化反應(yīng)也可能在體外進(jìn)行。
正是基于這點(diǎn)，人們可以利用細(xì)胞中的酶能催化體外的生化反應(yīng)，這就是酶工程得以發(fā)現(xiàn)的前提。
我們都用過加酶洗衣粉，同一般的洗衣粉相比，加酶洗衣粉中含有蛋白質(zhì)和脂肪酶等多種通過微生物生產(chǎn)出來的酶，因此，去除汗?jié)n和油污的能力比較強(qiáng)。我們知道，酶作為一類具有生物催化作用的有機(jī)物，是在活細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的。那么，人們是怎樣通過活細(xì)胞獲得這種酶并且在生產(chǎn)和生活中使用這些酶的呢?這些都是通過酶工程來實(shí)現(xiàn)的。
所謂酶工程，就是在一定的生物反應(yīng)器中，利用酶的催化作用，將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)的技術(shù)，而且酶工程是生物工程的核心，沒有酶的作用，任何生物工程技術(shù)都不能實(shí)現(xiàn)。概括地說，酶工程是由酶制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用兩個(gè)方面組成的。
(一)酶制劑的生產(chǎn)
已知酶的種類大約有幾千種，實(shí)際已被運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)的僅10余種，如已能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化大量生產(chǎn)的酶有淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、葡萄糖異構(gòu)酶等，其中堿性蛋白酶用于加酶洗滌劑，占國際上酶銷售額的首位，青霉素固化酶用于醫(yī)療，占世界用量第二位。
早期酶制劑主要來源于動植物材料，而今酶的主要來源是微生物。酶制劑的生產(chǎn)包括酶的生產(chǎn)、提取、分離純化和固定化。
1、酶的生產(chǎn)、提取和分離純化
(1)酶的生產(chǎn)
酶普遍存在于動物、植物和微生物體內(nèi)。人們最早是從植物的器官和組織中提取酶的。例如，從胰臟中提取蛋白酶，從麥芽中提取淀粉酶;現(xiàn)在，生產(chǎn)酶制劑所需要的酶大都來自微生物，這是因?yàn)橥参锖蛣游锵啾�，微生物具有容易培養(yǎng)、繁殖速度快和便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。人們提供必要的條件，利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)酶。
(2)酶的提取和純化
從微生物、動植物細(xì)胞中得到含有多種酶的提取液后，為了從提取液中獲得所需要的某一種酶，必須將提取液中的其他物質(zhì)分離，這就是酶的分離純化。經(jīng)過分離純化后的得到的酶，活性不能降低，因此，分離純化必須在適宜的條件下進(jìn)行。人們多選擇不同種類和濃度的有機(jī)溶劑，以沉淀不同的酶蛋白，達(dá)到分離純化酶的目的。
2、酶的固定化
將分離純化的酶制成酶制劑進(jìn)行干燥處理，再適量加入相應(yīng)的穩(wěn)定劑和填充劑，制成粉狀制劑，用它們來催化生化反應(yīng)。但其結(jié)果是酶制劑和產(chǎn)物混在一起，不能得到高純度的產(chǎn)品;也很難讓酶制劑進(jìn)行重復(fù)使用。怎么辦呢?科學(xué)家們想到了酶的固定化。
先將純化的酶連接到一定的載體上(使酶固定化)，使用時(shí)將被固定的酶投放到反應(yīng)溶液中，催化反應(yīng)結(jié)束后又能將被固定的酶回收。
固定化酶一般是呈膜狀、顆粒狀或粉狀的酶制劑，它在一定的空間范圍內(nèi)使用，產(chǎn)品的純度高，沒有酶的而且酶制劑可反復(fù)使用，這種技術(shù)是1969年日本首先研制成功，現(xiàn)已方法應(yīng)用到生產(chǎn)中的。固定化酶同自由酶相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：其一是穩(wěn)定性高;其二是酶可反復(fù)使用;其三是產(chǎn)物純度高;其四是生產(chǎn)可連續(xù)化和自動化;其五是設(shè)備小型化以及可節(jié)約能源等。
我們知道，蔗糖幾乎全部來源于甘蔗或甜菜，但是甘蔗和甜菜的種植范圍都比較有限，因此，蔗糖的產(chǎn)量也就受到了影咱。能不能利用淀粉來生產(chǎn)類似蔗糖的甜味劑呢?科學(xué)家通過α-淀粉酶、糖化酶和將葡萄糖異構(gòu)酶連接到離子交換樹脂上，或者包埋在明膠中，制成的固定化葡萄糖異構(gòu)酶，這種固定化酶可以用于使葡萄糖轉(zhuǎn)化成甜度更高的高果糖漿。一些發(fā)達(dá)國家高果糖漿的年產(chǎn)量現(xiàn)已達(dá)到幾百萬噸，高果糖漿在許多飲料的制造中已經(jīng)逐漸替代了蔗糖。
3、固定化細(xì)胞
利用胞內(nèi)酶制作固定化酶時(shí)，先要把細(xì)胞打碎，才能將里面的酶提取出來，這就增加了工序和成本。人們設(shè)想直接固定那些含有所需胞內(nèi)酶的細(xì)胞，并且就用這樣的細(xì)胞來催化化學(xué)反應(yīng)。20世紀(jì)70年代，科學(xué)家研制成固定化細(xì)胞，并且用于生產(chǎn)。例如，將酵母細(xì)胞吸附到多孔塑料的表面上或包埋在瓊脂中，制成的固定化酵母菌細(xì)胞，可以用于酒類的發(fā)酵生產(chǎn)。
(二)酶制劑的應(yīng)用
1、治療疾病
胰島素是治療糖尿病的常用藥品，這種蛋白質(zhì)是胰臟中胰島細(xì)胞分泌的一種激素，是由兩條肽鏈組成，一條由21個(gè)氨基酸組成，稱為A鏈;另一條由30個(gè)氨基酸組成，稱為B鏈。胰島素是治療糖尿病的。由于糠尿病患者很多，胰島素的需要量很大，所以許多糖尿病患者使用的曾是豬的胰島素。但是，豬胰島素與人胰島素在化學(xué)結(jié)構(gòu)上有一處差別：豬胰島素B鏈上最后一個(gè)氨基酸是丙氨酸，人胰島素B鏈上最后一個(gè)氨基酸是蘇氨酸。因此，用豬胰島素治療人的糖尿病，容易使一些患者產(chǎn)生免疫反應(yīng)。現(xiàn)在，科學(xué)家可利用酶，切下并移去豬胰島素B鏈上的那個(gè)丙氨酸，然后接上一個(gè)蘇氨酸。這樣，豬的胰島素就魔術(shù)般地變成人的胰島素了;
尿激酶可以用來活化人體內(nèi)的溶纖維蛋白酶原，使溶纖維蛋白酶原轉(zhuǎn)化為溶纖維蛋白酶，是治療腦溢血、心肌梗塞、肺動脈阻塞等疾病引起的血栓所需要的藥物，它是能利用培養(yǎng)哺乳動物細(xì)胞得到的唯一可以商業(yè)化的治療劑。但由尿或組織培養(yǎng)的產(chǎn)物中提取價(jià)格較高，1980年4月，科學(xué)家已經(jīng)通過質(zhì)粒DNA誘發(fā)大腸桿菌生產(chǎn)出尿激酶，為在工業(yè)上利用酶工程方法生產(chǎn)酶開辟了道路;
青霉素是人們經(jīng)常使用的一種抗生素。但是，多年的使用使得不少病原菌對青霉素產(chǎn)生了抗藥性，為此，科學(xué)家一方面研制新的抗生素以替代青霉素，另一方面設(shè)法通過有關(guān)的酶制劑來改造青霉素的分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而研制出新型的青霉素。青霉素的分子是由一個(gè)母核和一個(gè)側(cè)鏈組成的�？茖W(xué)家利用青霉素酰化酶，將母核和側(cè)鏈水解開，然后，利用化學(xué)合成的方法，使青毒素的母核與其他的側(cè)鏈連接，從而研制出氨芐青霉素等新型的青霉素�，F(xiàn)在，制藥廠已經(jīng)能夠利用固定化青霉素�；阜磻�(yīng)器，成批地生產(chǎn)用于合成氨芐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細(xì)胞壁，具有明顯的抗菌和消炎作用;溶纖維蛋白酶具有溶解患者血管內(nèi)纖維蛋白凝塊的作用，可以用來治療血栓病。
2、產(chǎn)品加工
利用酶制劑生產(chǎn)一些產(chǎn)品，這一過程是在酶反器中進(jìn)行的，酶反應(yīng)器是指供酶制劑催化化學(xué)反應(yīng)容器。酶反應(yīng)器分成多種，如具有固定化酶(或固定化細(xì)胞)的反應(yīng)器叫做柱式酶反應(yīng)器，柱式酶反應(yīng)器是將含有底物的液體，以一定的速度連續(xù)不斷地從一端注入裝有固定化酶(或固定化細(xì)胞)的容器，在液體流經(jīng)固定化酶(或固定化細(xì)胞)時(shí)，容器內(nèi)就發(fā)生催化反應(yīng)并且生成產(chǎn)物、含有產(chǎn)物的液體則連續(xù)不斷地從容器的另一端流出。同一般的化工容器一樣，需要對酶反應(yīng)器溫度和pH等條件進(jìn)行嚴(yán)格控制;不同的是，酶反應(yīng)器必須進(jìn)行無菌操作。
食品加工業(yè)方面。釀酒廠和飲料廠利用果膠酶來澄清果酒和果汁，效果十分明顯;又如，葡萄糖氧化酶可以除去密封飲料和罐頭中的氧氣、從而有效地防止飲料和食品氧化變質(zhì);再如，用木瓜蛋白酶制成的嫩肉粉，可以使肉絲、肉片等烹調(diào)后吃起來嫩滑可口;例如，支鏈淀粉酶是分解多糖類支鏈淀粉的酶，它能把胚芽轉(zhuǎn)變?yōu)樯珴奢^好的麥芽糖糖漿。麥芽糖的甜味沒有葡萄糖濃，但很適口，且容易發(fā)酵、粘度大、溶解度大，用其制作糖果可以防止遇熱變色，用于冰激凌可以防止產(chǎn)生砂糖結(jié)晶。
日常生活方面。照相業(yè)由于采用了酶技術(shù)使照相材料發(fā)生了很大變革;家庭用的洗衣粉里加了一些酶，它能夠分解某些蛋白質(zhì)等物質(zhì)，使衣服上的血跡、汗?jié)n等容易洗掉。但是，由于這些酶比較脆弱，在漂白劑一同起作用下很容易被破壞，然而酶工程可以解決這一技術(shù)難題。目前，市場上己經(jīng)出現(xiàn)了能夠和漂白劑一同起作用的去污酶洗衣粉�？茖W(xué)家通過對去污酶結(jié)構(gòu)上的兩個(gè)氨基酸進(jìn)行修改，提高了這種酶的抵抗力。
化學(xué)工業(yè)方面酶制劑也得到了廣泛應(yīng)用，在塑料工業(yè)與合成纖維工業(yè)中，已經(jīng)可以用酶制劑催化氫化鏈烯的生產(chǎn);
其他方面，一些紡織原料也可以利用酶制劑進(jìn)行加工。例如，天然蠶絲(指家蠶吐出的蠶絲)的外表有一層絲膠，絲膠直接影響天然蠶絲的使用。過去，人們只能在高溫條件下用堿性物質(zhì)脫去天然蠶絲上的絲膠�，F(xiàn)在，人們可以在溫和的條件下，利用蛋白酶對天然蠶絲進(jìn)行脫膠，脫膠后的蠶絲具有鮮亮的色澤和柔滑的手感。
3、化驗(yàn)診斷和水質(zhì)監(jiān)測
根據(jù)葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下形成葡萄糖酸和過氧化氫，過氧化氫在過氧化氫酶的催化作用下形成水和原子氧，而氧原子可以將某種無色的化合物氧化成有色的化合物，人們根據(jù)這個(gè)原理，將上述兩種酶和無色的化合物固定在紙條上，制成測試尿糖含量的酶試紙，當(dāng)它與尿液相遇時(shí)，依據(jù)尿液中葡萄糖含量由少到多而呈現(xiàn)出淺藍(lán)、淺綠、棕或深棕色，這樣糖尿病人就可以方便地為自己化驗(yàn)?zāi)蛱堑那闆r了�？茖W(xué)家根據(jù)同一原理，還研制出能夠化驗(yàn)血糖數(shù)值的血糖快速測試儀，具有靈敏度高和速度快等優(yōu)點(diǎn)。
酚是一類對人體有害的化合物，經(jīng)常通過煉油和煉焦等工廠的廢水排放到河流和湖泊中，科學(xué)家利用固定化多酚氧化酶研制成多酚氧化酶傳感器，可快速測定出水中質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅有2×10—7的酚。
4、用于生物工程其他分支領(lǐng)域
基因工程離不開內(nèi)切酶和連接酶;植物體細(xì)胞雜交制備原生質(zhì)體時(shí)，需要纖維素酶，人們把它們稱為生物工程的工具酶，而這些酶可由酶工程得到。
酶作用的特性
酶是催化劑，只需微量就可以使所催化的反應(yīng)加速進(jìn)行，而其本身的質(zhì)和量都不發(fā)生變化，此外酶是生物催化劑，它有著不同于化學(xué)催化劑的特性。
(1)酶具有高效性
酶的催化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過化學(xué)催化劑。例如，碳酸酐酶能夠催化下面的反應(yīng)：
碳酸酐酶是目前已經(jīng)知道的催化反應(yīng)速度最快的酶之一。每個(gè)碳酸酐酶分子每秒能夠催化 個(gè) ，使它們與相同數(shù)量的 結(jié)合，形成相同數(shù)量的 。碳酸酐酶催化上述反應(yīng)的速度比非酶催化的上述反應(yīng)速度快上 倍。酶為什么會具有這樣強(qiáng)大的催化能力呢?酶的中間產(chǎn)物學(xué)說認(rèn)為：酶在催化某一底物時(shí)，先與底物結(jié)合成一種不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物。這種中間產(chǎn)物極為活潑，很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變成反應(yīng)物，并且放出酶。按照中間產(chǎn)物學(xué)說，酶的催化反應(yīng)可以寫成下式：
S(底物)十E(酶)=SE(中間產(chǎn)物)=E十P(反應(yīng)產(chǎn)物)
(2)酶具有高度的專一性
這就是說，一種酶只能作用于一種底物，或一類分子結(jié)構(gòu)相似的底物，促使底物進(jìn)行一定的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一定的反應(yīng)產(chǎn)物。酶為什么具有這樣高度的專一性呢?這可以用“誘導(dǎo)契合學(xué)說”來解釋。
所謂“誘導(dǎo)契合學(xué)說”是指底物一旦與酶結(jié)合，酶分子上的某些基團(tuán)常常發(fā)生明顯的變化，從而使酶蛋白的構(gòu)象發(fā)生相應(yīng)的變化，使酶的活性中心的空間結(jié)構(gòu)和底物的空間結(jié)構(gòu)十分吻合，最終契合形成酶—底物絡(luò)合物，這種變化的結(jié)果，使酶只能與對應(yīng)的化合物契合，從而排斥了那些形狀、大小不適合的化合物�？茖W(xué)家們對羧肽酶等進(jìn)行了X射線衍射研究，研究的結(jié)果有力地支持了這個(gè)假說。
(3)酶很容易失活
同一般的催化劑相比，酶很容易失去活性。酶失活的原因是蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變造成的。
酶的催化作用，受到溫度、pH和某些化合物等因素的影響。
溫度的影響：在一定的溫度范圍(0—40℃)內(nèi)，酶的催化作用速度隨著溫度的升高而加快。一般地說，溫度每升高10℃，反應(yīng)速度就相應(yīng)提高一倍。但超過60℃，絕大多數(shù)的酶就會失去活性。
pH的影響：酶對環(huán)境中的pH十分敏感。酶只有在一定的pH范圍內(nèi)才能表現(xiàn)出活性，超過這個(gè)范圍，酶就失活了。即使在這個(gè)有限的pH范圍內(nèi)，酶的活性也要隨著環(huán)境中pH的變動而有所不同。一般來說，酶的最適pH在4~8之間。但是，各種酶的最適pH是不一樣的。
某些化合物的影響：有些化合物可引起酶失活，如酒精、有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥等有機(jī)小分子物質(zhì);重金屬離子等;有些離子或簡單的有機(jī)化合物，能夠增強(qiáng)酶的活性，這些物質(zhì)叫做酶的激活劑。例如，經(jīng)過透析的唾液淀粉酶的活性不高、如果加入少量的 ，這種酶的活性就會大大增強(qiáng)，因?yàn)? 中的 起到了激活唾液淀粉酶的作用;還有些物質(zhì)能夠抑制酶的活性，這類物質(zhì)叫做酶的抑制劑，例如，氰化物可以抑制細(xì)胞色素氧化酶的活性。
新陳代謝生物教案6
教學(xué)目的
1、新陳代謝的概念（A：知道）。
2、酶的發(fā)現(xiàn)過程（A：知道）和酶的概念（D：應(yīng)用）。
3、酶的特性（D：應(yīng)用）。
教學(xué)重點(diǎn)
1、酶的概念。
2、酶的特性。
教學(xué)難點(diǎn)
探索酶的專一性和高效性的實(shí)驗(yàn)。
教學(xué)方法
自學(xué)與實(shí)驗(yàn)探索相結(jié)合。
教學(xué)用具
實(shí)驗(yàn)五、實(shí)驗(yàn)六所需用具和藥品（見課本），光合作用反應(yīng)式、有氧呼吸和氨基酸縮合形成多肽反應(yīng)式的投影片，酶的活性受溫度影響的示意圖投影片，胃蛋白酶、胰蛋白酶的活性受pH影響的示意圖投影片。
課時(shí)安排
2課時(shí)。
教學(xué)過程
引言：第二章中我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)細(xì)胞的一些知識。在第三章中，我們將學(xué)習(xí)生物新陳代謝的知識。新陳代謝是生物體進(jìn)行生命活動的基礎(chǔ)，只有在新陳代謝的基礎(chǔ)上，生物體才會表現(xiàn)出其他生命活動。因此，新陳代謝是生物最基本的特征，那么，新陳代謝究竟是指什么呢？
提問：請一位同學(xué)說出葉綠體、線粒體、核糖體的生理功能是什么？
�。ɑ卮穑郝浴＃�
講述：上面幾種細(xì)胞器的生理功能我們都可以用化學(xué)反應(yīng)式表示出來。
（教師放投影片：光合作用的反應(yīng)式，有氧呼吸及氨基酸縮合形成多肽的反應(yīng)式。）
講述：上述反應(yīng)都是在活細(xì)胞中進(jìn)行的，這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的過程。就是生物體內(nèi)進(jìn)行新陳代謝的過程。因此，我們可以說，新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱。
講述：生物體內(nèi)這些化學(xué)反應(yīng)，在生物體內(nèi)溫和的條件下（常溫、常壓）很快就能完成，這全靠生物體內(nèi)的催化劑——酶的作用。那么，酶的本質(zhì)是什么？又有哪些特征？
這些都是本節(jié)課重點(diǎn)探討的問題。
下面，首先請同學(xué)們閱讀課本中“酶的發(fā)現(xiàn)”。
閱讀后，教師要求學(xué)生提出不懂的問題。
討論后學(xué)生回答：
1、1783年，意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，其巧妙之處在哪里？從這個(gè)實(shí)驗(yàn)中你能得出什么結(jié)論？
2、 20世紀(jì)30年代以來�？茖W(xué)家相繼提取出多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶，這一事實(shí)說明酶的本質(zhì)是什么？
3、 20世紀(jì)80年代，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作用，這一發(fā)現(xiàn)使酶的概念又?jǐn)U展成什么？
4、酶從具有催化作用的蛋白質(zhì)，發(fā)展到有催化作用的有機(jī)物，導(dǎo)致酶概念發(fā)展的因素是什么？
（回答：略。）
講述：從發(fā)現(xiàn)酶到認(rèn)識酶的本質(zhì)，都離不開科學(xué)實(shí)驗(yàn)，可見實(shí)驗(yàn)對科學(xué)的重要性�？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)可導(dǎo)致科學(xué)的發(fā)展，生產(chǎn)實(shí)踐同樣可導(dǎo)致科學(xué)的發(fā)展。因此，我們不僅要重視實(shí)驗(yàn)，也要重視生產(chǎn)實(shí)踐。
酶既是生物催化劑，它和無機(jī)催化劑相比，具有哪些不同的特點(diǎn)呢？下面我們通過實(shí)驗(yàn)來探索。
講述：過氧化氫（H2O2）在 Fe3+的催化下，可分解成H2O和O2，動物新鮮肝臟中含有的過氧化氫酶也能催化這個(gè)反應(yīng)。據(jù)測算，每滴氯化鐵中的Fe3+數(shù)，大約是肝臟研磨液中過氧化氫分子數(shù)的25萬倍。從數(shù)目上看，一滴含有催化劑的容液中，F(xiàn)e3+數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于過氧化氨酶的分子數(shù)。如果現(xiàn)在我們想弄清楚Fe3+與過氧化氫酶，哪一種催化劑的催化效率高，那么，我們應(yīng)該如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)？
（回答：略。）
講述：要比較Fe3+和過氧化氫酶的催化效率，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中的其他條件應(yīng)該相同，如兩個(gè)試管中過氧化氫溶液的量應(yīng)該相同， Fe3+和動物肝臟也應(yīng)盡可能同時(shí)加入兩個(gè)試管中。
�。▽W(xué)生按實(shí)驗(yàn)步驟分組實(shí)驗(yàn)。）
提問：
1、你在實(shí)驗(yàn)過程中觀察到哪些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？
�。ɑ卮穑郝裕�。
2、從這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)憧梢缘贸鍪裁唇Y(jié)論？
�。ɑ卮穑哼^氧化氫酶的催化能力強(qiáng)。）
講述：過氧化氫酶的催化效率和Fe3+相比，要高很多。事實(shí)上，酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的 107～ 1013倍。上述實(shí)驗(yàn)說明了酶的一個(gè)特性——高效性。
酶還具有什么特性呢？讓我們繼續(xù)通過實(shí)驗(yàn)來探索。
講述：淀粉和蔗糖都是非還原性糖，淀粉在酶的催化下能水解為麥芽糖和葡萄糖，蔗糖在酶的催化下能水解為葡萄糖和果糖。麥芽糖、果糖、葡萄糖均屬還原性糖。還原性糖能夠與一種叫做斐林的試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色的沉淀�，F(xiàn)在給你淀粉酶溶液，要觀察淀粉酶能催化哪種糖水解？應(yīng)該如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)？你又怎么能知道淀粉酶催化了糖的水解呢？
�。ɑ卮穑郝�，然后學(xué)生按設(shè)計(jì)步驟實(shí)驗(yàn)。）
提問：
1、哪個(gè)試管加入斐林試劑后再加熱會出現(xiàn)了磚紅色的沉淀？
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2、出現(xiàn)磚紅色沉淀的原因是什么？
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