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生物教案－新陳代謝與酶
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(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（www.htc668.com），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（www.htc668.com）】
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：
①人體的腦細(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？
�、芟胍幌耄梭w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铮ㄟ^(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Γ斫鈱?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�；旌暇鶆蚝�，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。混勻，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�；靹颍�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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