高一生物新陳代謝與酶教案
學生閱讀后,可提問:酶都是蛋白質嗎?并做一定的說明。
酶是活細胞所產生的具有催化能力的一類特殊的蛋白質。酶是細胞中促進化學反應速度的催化劑。現已發現的酶約有3000種以上。它們分別存在于各種細胞中,催化細胞生長代謝過程中各種不同的化學反應,使生物化學反應在常溫、常壓、水溶液等溫和的條件下就可順利進行。
很多年來,人們一直認為所有的酶都是蛋白質。然而生物學家的實驗證明:rna也可以是高活性的酶。早在1982年,t.ceeh發現原生動物四膜蟲的26s rrna前體在沒有蛋白質的情況下進行內含子的自我拼接,最終形成l19rna。當時因為只是了解它有這種自我催化的活性,沒有把它與酶等同看待。
1983年atman和pace分別報導了在rna前體加工過程起催化作用的酶是由20%蛋白質和80%rna組成的。如果除去蛋白質部分,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”,這一科學事實再一次有力地證明了實驗在科學發展中所起到的舉足輕重的作用,同時也讓我們看到,科學是發展的,探索是無止境的,而真理是相對的,現在的科學事實可能在今后會被修正,甚至推翻。
另外,酶、激素、維生素之間的區別值得一提,學生在以后的學習中容易把這些物質和它們的作用搞混。可就高中生物學水平做一簡單比較:
酶 激素 維生素
從化學本質上看 蛋白質 蛋白質(如生長素、胰島素等)、固醇類脂類物質(如性激素) 多種多樣,一般為小分子有機物。 如維生素d是固醇類物質;維生素a是脂類物質(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反應的速度,是一種生物催化劑。 激素又稱“化學信使”,是特定細胞合成的,能使生物體發生一定反應的有機分子。它的作用力很強,很低的濃度就能引起很強的反應,但在細胞中不能積累,很快就會被破壞。 維生素常常與酶結合,是較復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。
可把酶的發現史與酶的特性這兩部分教學內容結合起來,這樣可使學生用實驗方法探索酶的特性順理成章。
4、酶的特性
在進行酶的特性教學時,教師可提問:
酶作為生物催化劑,與無機催化劑相比,有何特點?
為解決這個問題,教師可演示有關實驗,也可安排相應的學生實驗,引導學生通過對實驗現象的觀察,分析得出結論,即酶的高效性、專一性與多樣性特性。
(1)酶的高效特性實驗,實驗前有必要簡單介紹兩項內容:
一是過氧化氫這種物質,它是動植物在代謝中產生的,對機體有毒害作用。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。無機催化劑三價鐵離子也可催化這一反應;二是本實驗的實驗步驟。
實驗后,讓學生討論得出過氧化氫酶的催化效率高于鐵離子的結論,在此基礎上,教師可列舉其他實例,概括酶的高效性。教師還應強調正是由于酶的存在及其高效性,所以許多代謝反應在體外很難發生,在體內卻可迅速進行。