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《新陳代謝》教案
作為一名人民教師，總不可避免地需要編寫教案，教案有助于學生理解并掌握系統(tǒng)的知識。教案應該怎么寫才好呢？以下是小編幫大家整理的《新陳代謝》教案，僅供參考，大家一起來看看吧。
《新陳代謝》教案1
教學目標
一、知識方面
1、使學生了解新陳代謝的基本類型
2、使學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、通過學生對新陳代謝基本類型的學習，培養(yǎng)學生對概念進行科學分類的能力
2、通過學生分析、比較光合作用和化能合成作用的異同，培養(yǎng)學生科學的思維品質(zhì)。
3、通過學生分析某個生物的新陳代謝類型，培養(yǎng)學生利用概念進行科學判斷的能力。
三、情感、態(tài)度、價值觀方面
通過學生生物體新陳代謝類型的了解，使學生能較全面的、辯證的觀察紛繁復雜的生命自界。
教學建議
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：新陳代謝是活細胞中全部有序的化學反應的總稱，它包括物質(zhì)代謝和能量代謝兩個方面;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、異化作用這四個概念這含義，并用表解的形式概括了它們之間的關系。
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，其余的都是學生在生物課中學習過的相關內(nèi)容，可以說本節(jié)是是對全章學習的總結(jié)，因此教師可在學生自學并討論相關問題基礎上，加以適當概括總結(jié)即可。
1、引言
由于本節(jié)所涉及的大部分知識點都是學生學過的，因此引入本節(jié)內(nèi)容時，可選擇的方式就比較自由，凡與新陳代謝有關的，學生感興趣的話題都可作用為切入點。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)系的關鍵，其本質(zhì)是把無機物合成了有機物，把光能轉(zhuǎn)化為貯存在有機物中的化學能。其實，自然界有些生物雖然不是綠色植物，也可把無機物轉(zhuǎn)化為有機物，那些生物合成的有機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習。
2、化能合成作用
在本節(jié)中，只有化能合成作用對學生而言是新知識點，學生只有在清楚了這個生理過程之后，教師才能較為順利地引導學生通過自學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。
在引導學生討論化能合成作用的機理時，教師可讓學生寫出綠化植物的光合作用總反應式，以此作為與化能合成作用的進行比較的參照。
然后教師可以先硝化細菌為例，向?qū)W生介紹化能合成作用的機理。
教師可先讓學生比較硝化細菌、硫細菌、鐵細菌由無機物(二氧化碳和水)合成有機物(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，比較硝化細菌合成有機物與光合作用有機物的生理過程，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
在學生理解清楚化能合成作用這一知識難點后，本節(jié)的其它內(nèi)容對學生而言應該是全都學過的，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時，更多地應讓學生自己有時間來梳理所學的知識內(nèi)容，所以采用自學或問題討論的方式可能適于這部分的教學。教師可在學生自學的基礎上提出一些相關問題供學生分析、討論。
教師可把學生討論的結(jié)果表解的形式總結(jié)新陳代謝的基本類型。
4、為加強學生對新陳代謝的基本類型的理解，教師設計一些學生感興趣的問題供學生分析、討論。
教學設計方案
【課題】 第八節(jié) 新陳代謝的基本類型
【教學重點】 新陳代謝的基本類型
【教學難點】 化能合成作用與光合作用的區(qū)別與聯(lián)系
【課時安排】1課時
【教學手段】 板圖
【教學過程】本節(jié)的知識內(nèi)容除了化能合成作用以外，其余的都是學生在生物課中學習過的相關內(nèi)容，可以說本節(jié)是對全章學習的總結(jié)，因此教師可在學生自學并討論相關問題基礎上，加以適當概括總結(jié)即可。
1、引言
由于本節(jié)所涉及的大部分知識點都是學生學過的，因此引入本節(jié)內(nèi)容時，可選擇的方式就比較自由，凡與新陳代謝有關的，學生感興趣的話題都可作用為切入點。比如，教師可從下面的問題之一引入本節(jié)課的學習。
�、傥覀兛傉f新陳代謝是生物最基本的特征，而且我們也學習了不少與生物的新陳代謝有關的原理，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?
③在某一個生物個體中中，同化作用和異化作用之間是什么關系?
�、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?
�、菽隳芊窳信e盡可能多的生物種類，它們可進行無氧呼吸嗎?
�、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)系的關鍵，其本質(zhì)是把無機物合成了有機物，把光能轉(zhuǎn)化為貯存在有機物中的化學能。其實，自然界有些生物雖然不是綠色植物，也可把無機物轉(zhuǎn)化為有機物，那些生物合成的有機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習。
2、化能合成作用
在本節(jié)中，只有化能合成作用對學生而言是新知識點，學生只有在清楚了這個生理過程之后，教師才能較為順利地引導學生通過自學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。
在引導學生討論化能合成作用的機理時，教師可讓學生寫出綠化植物的光合作用總反應式，以此作為與化能合成作用的進行比較的`參照。
然后教師可以先硝化細菌為例，向?qū)W生介紹化能合成作用的機理。由于學生對硝化細菌根本不知道，而且生物化學又很抽象，因此這部分內(nèi)容學生有畏難情緒，教師應先簡要介紹一些有關硝化細菌的感性知識，以消除學生的這種陌生感。在此基礎上，教師寫出亞硝化細菌氧化氨、硝化細菌氧化亞硝酸的化學反應式，最后再寫出二氧化碳和水產(chǎn)生葡萄糖的反應式;
如果條件允許，教師還可以硫細菌、鐵細菌為例，寫出硫細菌把硫單質(zhì)氧化成+6價硫，并使二氧化碳和水合成葡萄糖的反應式;鐵細菌把+2價鐵氧化為+3價鐵的化應式，并使二氧化碳和水合成葡萄糖的反應式。
教師可先讓學生比較硝化細菌、硫細菌、鐵細菌由無機物(二氧化碳和水)合成有機物(葡萄糖)的過程中從物質(zhì)變化和能量變化上的相同之處，從而引導學生總結(jié)出：這些細菌是利用氧化無機物時釋放出的化學能，將無機物合成有機物，并把氧化無機物時所釋放出的化學能儲存在合成的有機物中。
之后，比較硝化細菌合成有機物與光合作用有機物的生理過程，比較兩者在物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化之間的異同，從而引導學生總結(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物合成有機物，因此光合作用與硝化細菌都為自養(yǎng)生物;二者的不同點在于能量來源不同，即光合作用儲存在合成的有機物中的化學能來源于光能，而化能合成作用儲存在合成的有機物中的化學能來源于細菌是利用氧化無機物時釋放出的化學能。
3、新陳代謝的概念與新陳代謝的基本類型
在學生掃清了化能合成作用這一知識難點后，本節(jié)的其它內(nèi)容對學生而言應該是全都學過的，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時，更多地應讓學生自己有時間來梳理所學的知識內(nèi)容，所以采用自學或問題討論的方式可能適于這部分的教學。教師可在學生自學的基礎上提出一些相關問題供學生分析、討論，如：
①在某一個生物個體中，同化作用和異化作用之間是什么關系?物質(zhì)代謝和能量代謝之間也是什么關系?
引導學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物，同化作用合成有機物;
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，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”，而第三點則體現(xiàn)了新陳代謝的另一觀點，即“生物體外界環(huán)境的物質(zhì)和能量的交換”。
最終使學生建立新陳代謝準確的概念，即準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)代謝之間的相互關系?
�、蹌澐稚镄玛惔x類型的標準是什么?
�、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?
�、扌柩跣痛x與厭氧型代謝的根本區(qū)別是什么?
⑦酵母菌與乳酸菌相比，其代謝類型有何特點?
⑧你如何說出腐生與寄生之間的區(qū)別?
4、為加強學生對新陳代謝的基本類型的理解，教師設計一些學生感興趣的問題供學生分析、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、硝化細菌、蘑菇、霉菌等。
②有人認為寄生植物、食蟲植物是自養(yǎng)型和異養(yǎng)型之間的過渡類型，這種觀點對嗎?為什么?
�、勰隳芘e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)
④你能舉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)
�、菽阏J為原始生命的新陳代謝類型應該是什么?
⑥“硝化細胞的代謝類型屬自養(yǎng)型”，這一說法準確嗎?
自然界除了綠色植物可進行光合作用外，還有沒有自養(yǎng)生物呢?答案是肯定的，有。這類生物就是可進行化能合成作用的細菌。如硝化細胞、鐵細菌、硫細菌等。
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物合成葡萄糖等有機物。
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能來源于太陽能，而化能合成作用合成的葡萄糖中的化學能來源于氧化無機物所釋放出來的化學能。
還要注意下面四個概念，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質(zhì)中)和寄生型(生活在活的生命體內(nèi)或表面)。
其實這部分內(nèi)容并不難，但有一個地方學生要特別注意，這就是三種問法的區(qū)別，以硝化細菌為例：
(1)硝化細菌的代謝類型是什么? 答案是：自養(yǎng)需氧型
(2)硝化細菌的同化作用類型是什么? 答案是：自養(yǎng)型
(3)硝化細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，要細心，注意不要答非所問。
《新陳代謝》教案2
一、素質(zhì)教育目標
（一）知識教學點
1．理解同化作用的兩種類型——自養(yǎng)型和異養(yǎng)型。
2．理解光能自養(yǎng)型與化能自養(yǎng)的異同。
3．理解異化作用的兩種類型——需氧型和厭氧型。
4．了解厭氧型生物的重要特征。
5．了解酵母菌的兼氣性特征。
�。ǘ┠芰τ柧汓c
通過分析自然界各類生物的新陳代謝類型，培養(yǎng)學生對知識的應用能力。
�。ㄈ┑掠凉B透點
通過學習和了解生物新陳代謝類型的多樣性和適應性，培養(yǎng)學生辯證唯物主義觀念。
�。ㄋ模⿲W科方法訓練點
培養(yǎng)學生分析、歸納、綜合的思維方法及能力。
二、教學重點、難點、疑點及解決辦法
1．教學重點及解決辦法
自養(yǎng)型和異養(yǎng)型的概念和類型。
[解決辦法]通過提問、討論、歸納、判斷來理解自養(yǎng)型和異養(yǎng)型的概念和類型。
2．教學難點及解決辦法
化能合成作用。
[解決辦法]利用三個反應式說明化能合成作用。
3．教學疑點及解決辦法
生物新陳代謝類型應同時包括同化作用類型和異化作用類型。
[解決辦法]教師舉例說明，學生再舉例分析說明，達到真正理解。
三、課時安排
1課時。
四、教學方法
啟發(fā)學生總結(jié)、歸納，講述難點。
五、教具準備
多媒體教學器材、思考題、練習題等。
六、學生活動設計
1．學生回顧動、植物新陳代謝的知識。
2．學生討論、比較、歸納新陳代謝的類型。
3．讓學生判別新陳代謝類型或?qū)W生自己舉例說明。
4．給學生思考，提問的時間。
七、教學步驟
�。ㄒ唬┟鞔_目標
理解同化作用和異化作用的兩種類型；理解光能自養(yǎng)型和化能自養(yǎng)型的異同；準確判斷各種生物新陳代謝的類型。
�。ǘ┲攸c、難點的學習與目標完成過程
引言：前面學習了綠色植物和高等動物的新陳代謝，但當今生物界是五花八門，豐富多彩的，它們的新陳代謝情況如何呢？
講述：不同的生物種類有不同的生存環(huán)境和營養(yǎng)來源。在長期的發(fā)展過程中，生物發(fā)生變異和受到外界環(huán)境的影響，逐漸形成了各種各樣的代謝類型。這節(jié)課就學習新陳代謝的基本類型。
提問：在生物體極其復雜的代謝過程中，應抓住什么來加以分類呢？（回答：應抓住新陳代謝的特點對整個生物界進行分類）
一、同化作用的兩種類型
復習：同化作用、異化作用的概念。（學生回答：略）
講述：
同化作用的實質(zhì)：合成自身物質(zhì)（有機物）、并貯存能量。那么動物和植物合成自身有機物所需的原料是否相同？不相同。正是所需原料的不同，把整個生物界的同化作用分為兩種類型。即：自養(yǎng)型和異養(yǎng)型（照教材講述概念或?qū)W生閱讀、理解概念）
學生活動：閱讀、理解自養(yǎng)型和異養(yǎng)型的概念。
提問：自養(yǎng)型和異養(yǎng)型生物的根本區(qū)別是什么？（學生討論回答：略）
講述：
是否能直接利用無機物合成自身有機物。如果能，就是自養(yǎng)型生物（無機物→有機物），如果不能，只能攝取其它生物中的有機物（現(xiàn)存的有機物）合成自身的有機物（有機物→有機物），這就是異養(yǎng)型生物。這就是兩種類型的根本區(qū)別，也就是教學大綱中要求的自養(yǎng)型和異養(yǎng)型的特點。
要求學生記住概念，并能通過舉例和分析周圍生物的同化作用類型，培養(yǎng)學生分析和判斷的能力。
檢測提問：（多媒體銀幕顯示。）
�。�1）自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物的根本區(qū)別是[ ]
a．能否將無機物合成有機物
b．能否捕食
c．能否合成有機物
d．能否進行光合作用
�。�2）回答下列生物同化作用的類型：
各種綠色植物——自養(yǎng)型
各種藻類植物——自養(yǎng)型
各種動物——異養(yǎng)型
蘑菇（營腐生生活）——異養(yǎng)型
青酶（營腐生生活）——異養(yǎng)型
細菌（營腐生、寄生生活）——異養(yǎng)型
如果學生有爭論，教師應及時提請學生注意自養(yǎng)型與異養(yǎng)型的根本區(qū)別，得出營腐生、寄生生活的菌類都是屬于異養(yǎng)型。在此基礎上，請一位學生舉例，讓其他學生判斷，以提高學生的興趣，達到掌握知識的目的。
講述：同化作用根據(jù)合成有機物的原料不同分為自養(yǎng)型和異養(yǎng)型，那么自養(yǎng)型生物在把無機物合成自身有機物時所需要的能量從何而來？
學生活動：學生會想到光合作用，回答來自光能。請兩位學生到黑板上默寫光合作用的反應式。
講述：
綠色植物能利用光能將無機物合成自身有機物這種合成作用叫光能合成作用。因為體內(nèi)有葉綠素，能吸收光能。有些自養(yǎng)型生物體內(nèi)沒有葉綠素不能利用光能（擦去一個反應式），而是利用周圍環(huán)境中無機物氧化放出的化學能來合成自身有機物（在擦去條件的反應式的箭頭上寫上“化學能”），這種合成作用叫化能合成作用。
能進行化能合成作用的生物叫化能自養(yǎng)生物，這類生物多為細菌，如硝化細菌、硫細菌、鐵細菌，它們分別能使還原態(tài)的氮、硫、鐵氧化，并利用氧化反應中釋放的化學能合成自身的有機物，貯存能量。
以硝化細菌為例：寫出氨氧化釋能反應式說明化能合成作用及硝化細菌的作用（講述內(nèi)容可參見參考資料，反應式為副板書）
檢測提問：（多媒體銀幕顯示。）
光合作用與化能合成作用的.根本不同點是[ ]
a．進行這兩類作用的生物種類不同
b．用以合成有機物的無機原料不同
c．由無機物合成有機物的過程中所需的酶不同
d．所需能量的來源不同
二、異化作用的兩種不同類型
1．兩種類型的概念
多媒體銀幕顯示下列思考題：
�、佼惢饔玫母拍�
�、趶膶儆诋惢饔玫囊恍┥磉^程如呼吸作用，皮膚泌汗，泌尿等，其中最關鍵、最主要的是哪一過程？
�、郛惢饔玫姆诸愂且允裁礊橐罁�(jù)的？
�、芑貞泝煞N呼吸方式的概念，得出需氧型、厭氧型的概念。
學生活動：學生討論、回答以上問題。
講述：
在異化作用的一些生理過程中，其中最關鍵，最主要的是呼吸作用。所以，異化作用的分類是以呼吸作用的方式為依據(jù)的。呼吸作用方式分為有氧呼吸和無氧呼吸。因此，異化作用的類型就分為需氧型（有氧呼吸型）和厭氧型（無氧呼吸型）。
2．兩種類型的特點及實例
提問：比較兩種類型的概念，得出兩種類型有何特點？
學生答：略。
講述：
需氧型生物必須從外界環(huán)境中不斷攝取氧氣，厭氧型生物不需氧氣，甚至因有氧而抑制生命活動。這就是需氧型和厭氧型生物的各自特點。
需氧型生物：包括絕大多數(shù)生物，因為絕大多數(shù)生物生活在有氧氣的環(huán)境中，如平常見到的動植物、大多數(shù)菌類植物。
厭氧型生物：以前曾學過人和高等植物的局部組織在缺氧時，進行暫時無氧呼吸，是否人既是需氧型又是厭氧型？由學生分析回答，再由老師小結(jié)，人只能在局部組織缺氧時，進行短暫的無氧呼吸，而不能在完全缺氧的情況下，進行無氧呼吸，完全無氧時人將窒息而亡，所以人不是厭氧型生物。共3頁，當前第2頁123
乳酸菌：用酸奶啟發(fā)學生，標簽上標有乳酸菌的數(shù)目，吃起來有酸味，這是因為乳酸菌在無氧呼吸中將牛奶中糖類分解為乳酸的緣故。提問：泡菜為何有酸味？為何泡菜壇加蓋之后還要加水？
學生理解后，讓學生自己舉例，其他學生判斷�；蛱岢瞿c道寄生蟲屬于哪種類型？分析其生活環(huán)境是否有氧氣，從而得出屬于厭氧型生物。
檢測提問：（多媒體銀幕顯示。）
存在泥土中及正常人呼吸道內(nèi)的破傷風桿菌不會使人致病，當深而窄的傷口內(nèi)感染破傷風桿菌后，則會由于其大量繁殖而致病。破傷風桿菌的異化作用類型是[ ]
a．需氧型
b．厭氧型
酵母菌：兼性呼吸
酵母菌，屬于異化作用的哪種類型？（學生回答：略）酵母菌在有氧條件下能否存活？制作饅頭需要酵母菌，進行有氧呼吸產(chǎn)生大量co2，co2遇熱膨脹，蒸熟的饅頭就會松軟多孔，這時酵母菌屬于需氧型生物。酵母菌在無氧條件下能否存活？制作醪糟，需要酵母菌，在缺氧條件下進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，所以醪糟有酒味，這時酵母菌又屬于厭氧型生物。我們把酵母菌這種特殊的異化作用類型稱為兼性呼吸。
�。ㄈ┛偨Y(jié)、擴展
正確理解新陳代謝的基本類型：按照生物體同化作用方式不同分為自養(yǎng)型和異養(yǎng)型；按照生物體異化作用方式不同分為需氧型和厭氧型。由于新陳代謝包括同化作用和異化作用兩個方面，因此，每種生物新陳代謝的基本類型都屬于自養(yǎng)型和異養(yǎng)型中的一種以及需氧型和厭氧型中的一種，即自養(yǎng)型需氧、自養(yǎng)厭氧型、異養(yǎng)需氧型和異養(yǎng)厭氧型這四種基本類型。
判定生物的新陳代謝類型，可聯(lián)系其生活環(huán)境，如桔皮上的酶菌，無葉綠素，靠分解桔皮中的有機物獲得養(yǎng)料，可判定為異養(yǎng)，生活在有o2的環(huán)境，不需要隔絕o2，可判定為需氧型。
�。ㄋ模┎贾米鳂I(yè)
1．口頭回答以下生物新陳代謝類型
牛、羊等大多數(shù)動物——異養(yǎng)需氧型
綠色植物——自養(yǎng)需氧型
藍藻——自養(yǎng)需氧型
蛔蟲——異養(yǎng)厭氧型
硝化細菌——自養(yǎng)需氧型
蘑菇——異養(yǎng)需氧型乳酸菌——異養(yǎng)厭氧型
2．完成教材p·94－p·95的復習題
3．填表：（多媒體屏幕顯示。）
�。ㄎ澹┌鍟O計
第四節(jié)新陳代謝的基本類型
一、同化作用的兩種不同類型
二、異化作用的兩種不同類型
八、參考資料
化能合成作用
化能合成作用是一些生物利用化學能把co2和h2o合成為貯藏能量的有機物的過程。能進行化能合成作用的生物稱為化能自養(yǎng)生物。這類生物多為細菌，如硝化細菌、鐵細菌等，它們分別能使還原態(tài)的氮、硫、鐵氧化，并利用氧化反應中釋放的化學能合成自身有機物，貯存能量。以硝化細菌為例說明：
硝化細菌廣泛存在于中性或微堿性、通氣良好，含有氨態(tài)氮或銨鹽的土壤和水中，主要有兩類：一類是亞硝酸細菌，可將氮氧化成亞硝酸。反應式如下：
2nh3+3o2 2hno2+2h2o+能量
另一類是硝酸細菌，可以把亞硝酸氧化成硝酸。反應式如下：
2hno2+o2 2hno3+能量
上述兩個反應所需要的酶分別在亞硝酸細菌的細胞膜上，氧化反應釋放的能量大部分轉(zhuǎn)移給atp，用于合成自身的有機物。硝化細菌必須生活在氧氣充足的環(huán)境中。
硝化細菌對氮循環(huán)的重要意義
自然界中異養(yǎng)微生物使動物、植物殘跡遺尸中的含氮有機物如蛋白質(zhì)分解成氨，以銨鹽形式存在于土壤中。但植物不能吸收氨態(tài)氮，硝化細菌把氨逐步轉(zhuǎn)化成硝酸后，硝酸又可以形成硝酸鹽，被植物吸收后，用于合成蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)，通過食物鏈，氮元素得以在自然界中循環(huán)，因此硝化細菌對氮循環(huán)具有很重要的意義。
《新陳代謝》教案3
一、知識目標
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系的四個系統(tǒng)在新陳代謝中所起的作用；
3、知道食物的熱價和體溫的相關知識。
二、能力目標
通過聯(lián)系生活實際，從人體結(jié)構(gòu)和功能的整體性上理解新陳代謝，培養(yǎng)學生的遷移能力和綜合分析問題的能力，進一步指導將學知識用于建立良好的衛(wèi)生習慣，提高健康水平和生活質(zhì)量。
三、情感目標
通過討論，認識同化作用和異化作用之間辨證統(tǒng)一關系，滲透唯物主義的觀點，培養(yǎng)相互合作意識。
教學建議
教學重點：
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。在學習了消化、循環(huán)、呼吸、排泄的相關知識的基礎上，通過本節(jié)中對各項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，初步建立學觀點，因而新陳代謝是 教學重點。
教學難點：
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；食物殘渣與廢物的排出，氣體的呼出。這些指的是人體與外界環(huán)境所進行的物質(zhì)交換。關于體內(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)的運輸 （包括氣體的運輸），涉及代謝終產(chǎn)物的生成等。用一節(jié)的時間將眾多的知識連成線、織成網(wǎng)是有相當?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。對能量的，和理解是本節(jié)主要的難點。
本知識要點
教法建議
教學開始時復習前面學過的知識�？梢宰寣W生先對照圖解，按問題順序思考幾分鐘或翻看前幾的內(nèi)容和插圖思考，然后 教師采取逐題提問的方式復習。可以采取讓逐題討論的方式復習。復習時， 教師應該有意識地以新陳代謝為主線，把各部分知識有機地串聯(lián)起，以免知識的簡單重復、堆砌。
為了在復習中使對人體的'生理活動有個整體上的了解，為講述新陳代謝概念做好輔墊，可以采用邊畫圖解的方式進行。
體溫部分的 教學，應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，體溫是新陳代謝進行的必要條。 教學中還應該結(jié)合學生的生活實際，盡量讓自己談出測量體溫的部位和平均溫度。另外，這部分 教學中，還應該強調(diào)體溫維持相對穩(wěn)定的意義。
新陳代謝概念既是本的重點又難點， 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。
關于同化作用和異化作用的關系，是進行辯證唯物主義基本視點 的極好內(nèi)容。但是應該考慮學生的知識水平和接受能力，講解時只要滲透二者既矛盾又統(tǒng)一的觀點即可。也就是說讓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。
在講述新陳代謝的意義時，應該聯(lián)系前后各的知識，舉出一些實例說呀新陳代謝是進行一切生命活動的基礎。例如，人體的運動系統(tǒng)住完成各項運動時；需要得到足夠的營養(yǎng)和能量供應，而營養(yǎng)和能量的供應正是通過新陳代謝實現(xiàn)的。關于新陳代謝的神經(jīng)調(diào)節(jié)和激素調(diào)節(jié)只是點一下，目標是引出下兩的內(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。
《新陳代謝》教案4
教學目標
一、知識目標
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，以及與具有直接關系的四個系統(tǒng)在中所起的作用；
3、知道食物的熱價和體溫的相關知識。
二、能力目標
通過聯(lián)系生活實際，從人體結(jié)構(gòu)和功能的整體性上理解，培養(yǎng)學生的遷移能力和綜合分析問題的能力，進一步指導學生將生物學知識用于建立良好的衛(wèi)生習慣，提高健康水平和生活質(zhì)量。
三、情感目標
通過討論，認識同化作用和異化作用之間辨證統(tǒng)一關系，滲透唯物主義的觀點，培養(yǎng)學生相互合作意識。
教學建議
教學重點：
是生物最基本的生命特征，是一切生命活動的基礎。在學生學習了消化、循環(huán)、呼吸、排泄的相關知識的基礎上，通過本節(jié)課中對各項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，初步建立生物學觀點，因而是教學重點。
教學難點：
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；食物殘渣與廢物的排出，氣體的呼出。這些指的是人體與外界環(huán)境所進行的物質(zhì)交換。關于體內(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)的運輸 (包括氣體的運輸)，涉及代謝終產(chǎn)物的生成等。用一節(jié)課的時間將眾多的知識連成線、織成網(wǎng)是有相當?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。學生對能量的`，和理解是本節(jié)主要的難點。
本章知識要點
教法建議
教學開始時總結(jié)復習前面學過的知識�？梢宰寣W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習�？梢圆扇∽寣W生逐題討論的方式來復習。復習時，教師應該有意識地以為主線，把各部分知識有機地串聯(lián)起來，以免知識的簡單重復、堆砌。
為了在復習中使學生對人體的生理活動有個整體上的了解，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行。
體溫部分的教學，應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，體溫是進行的必要條件。教學中還應該結(jié)合學生的生活實際，盡量讓學生自己談出測量體溫的部位和平均溫度。另外，這部分教學中，還應該強調(diào)體溫維持相對穩(wěn)定的意義。
概念既是本章的重點又難點，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。
關于同化作用和異化作用的關系，是進行辯證唯物主義基本視點教育的極好內(nèi)容。但是應該考慮學生的知識水平和接受能力，講解時只要滲透二者既矛盾又統(tǒng)一的觀點即可。也就是說讓學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，應該聯(lián)系前后各章的知識，舉出一些實例來說呀是進行一切生命活動的基礎。例如，人體的運動系統(tǒng)住完成各項運動時；需要得到足夠的營養(yǎng)和能量供應，而營養(yǎng)和能量的供應正是通過來實現(xiàn)的。關于的神經(jīng)調(diào)節(jié)和激素調(diào)節(jié)只是點一下，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習性、總結(jié)性，牽涉的知識多，概念抽象，所以在時間上要合理安排，要把大部分時間用于概念的教學上。
教學設計方案
一、本章的參考課時為1課時。
二、教學過程：
1．復習提問：
（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：
可以從學生的回答中找出新課的切入點。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習的的簡稱。（板書本章標題）
3．復習相關知識，自學本章知識并思考相關問題。
教師可以將書本知識與學生的現(xiàn)實生活拉近些，使學生有親切感。如參考【看一看，想一想】中的問題，聯(lián)系學生自己，設計以下題目，將其寫在投影片上或小黑板上。當學生知道他們不曾注意的這些問題都與的概念有關時，會使學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)是怎樣到達你身體的每一個細胞的？
�、勰銥槭裁幢仨毢粑靠諝庵械难跏窃鯓拥竭_你的身體的每一個細胞的？
�、苣愕募毎鹊玫搅藸I養(yǎng)物質(zhì)又得到了氧，細胞怎樣利用它們？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，細胞內(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，請學生瀏覽本章內(nèi)容，使學生對這節(jié)課學習的內(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，學生自己回顧相當知識，體會相互聯(lián)系，充分思考，自己理解的概念和意義。教師給學生創(chuàng)造自我學習、自我教育的機會，提供自學的空間和時間。
請學生在認真學習與思考的基礎上，像一位老師那樣備課，爭取用簡練、準確的語言講述什么是？同化作用與異化作用有什么關系？與維持體溫直接相關的是哪些生理作用？體溫的測量方法和標準是什么？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。小組成員有表達自己看法，表現(xiàn)自己才華的機會，有利于培養(yǎng)學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】中的三個問題，教師還應鼓勵學生提出自己的問題。凡是涉及到的問題都可以討論。
最后，每個小組選一個代表，也可以自告奮勇當代表，向全班匯報本組討論中最有特色的問題，最有收獲的結(jié)果。還可以請一位同學當小老師，講解有關的知識點，總結(jié)本課的學習，全組同學幫他“備課”。
5．全班討論。
�。�1）請各組代表作匯報。提醒學生注意傾聽，后發(fā)言者不重復已經(jīng)說過的內(nèi)容。
�。�2）請一個同學到前面來，當一次小老師，總結(jié)的概念和意義。
苦學生總結(jié)較好，教師無須重復。教師總結(jié)時，要盡可能肯定學生表達正確的地方，給學生以鼓勵。
6．與本課開頭呼應，請學生解釋，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)下進行，引起學生對下一章學習的興趣。
【板書設計】
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》教案5
教學目標
1、了解新陳代謝的概念和意義，了解有關體溫的知識；理解人體內(nèi)物質(zhì)與能量的變化。
2、通過聯(lián)系生活實際，從人體結(jié)構(gòu)與功能的整體性上理解新陳代謝，培養(yǎng)學生的遷移能力和綜合分析問題的能力，進一步指導學生將生物學知識用于建立良好的衛(wèi)生習慣，提高健康水平和生活質(zhì)量。
3、通過小組討論，認識同化作用和異化作用之間的辯證統(tǒng)一關系，滲透辯證唯物主義的觀點，培養(yǎng)學生溝通與交流的能力和合作意識。
重點、難點分析
1、本課的重點是新陳代謝的概念。因為：
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。在學生學習了消化、循環(huán)、呼吸、排泄的相關知識的基礎上，通過本節(jié)課中對各項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，初步建立生物學觀點，因而新陳代謝是教學重點。
2、本課的難點也是新陳代謝的概念。因為：
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；食物殘渣與廢物的排出，氣體的呼出。這些指的是人體與外界環(huán)境所進行的物質(zhì)交換。關于體內(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)的運輸（包括氣體的運輸），涉及代謝終產(chǎn)物的生成等。用一節(jié)課的時間將眾多的知識連成線、織成網(wǎng)是有相當?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。學生對能量的學習和理解是本節(jié)主要的難點。
建議教師深入理解本章作者的編寫意圖，不要直接給學生新陳代謝的概念，最好也不要由教師直接講述新陳代謝的概念，而是在學生復習、掌握了體內(nèi)物質(zhì)的運輸、消化和吸收、呼吸和排泄的基礎上，通過將以上各部分生理功能有機地聯(lián)系起來，水到渠成，給出新陳代謝的概念，有利于突出重點、突破難點。
教學過程
一、本章的參考課時為1課時。
二、教學過程 ：
1、復習提問：
�。�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：
可以從學生的回答中找出新課的切入點。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習的新陳代謝的簡稱。（板書本章標題）
3、復習相關知識，自學本章知識并思考相關問題。
教師可以將書本知識與學生的現(xiàn)實生活拉近些，使學生有親切感。如參考【看一看，想一想】中的問題，聯(lián)系學生自己，設計以下題目，將其寫在投影片上或小黑板上。當學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時，會使學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)是怎樣到達你身體的每一個細胞的？
③你為什么必須呼吸？空氣中的氧是怎樣到達你的身體的每一個細胞的？
④你的細胞既得到了營養(yǎng)物質(zhì)又得到了氧，細胞怎樣利用它們？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，細胞內(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，請學生瀏覽本章內(nèi)容，使學生對這節(jié)課學習的內(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，學生自己回顧相當知識，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。教師給學生創(chuàng)造自我學習、自我教育的機會，提供自學的空間和時間。
請學生在認真學習與思考的基礎上，像一位老師那樣備課，爭取用簡練、準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系？與維持體溫直接相關的是哪些生理作用？體溫的測量方法和標準是什么？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。小組成員有表達自己看法，表現(xiàn)自己才華的機會，有利于培養(yǎng)學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】中的三個問題，教師還應鼓勵學生提出自己的問題。凡是涉及到新陳代謝的問題都可以討論。
最后，每個小組選一個代表，也可以自告奮勇當代表，向全班匯報本組討論中最有特色的問題，最有收獲的結(jié)果。還可以請一位同學當小老師，講解有關新陳代謝的知識點，總結(jié)本課的學習，全組同學幫他“備課”。
5、全班討論。
�。�1）請各組代表作匯報。提醒學生注意傾聽，后發(fā)言者不重復已經(jīng)說過的內(nèi)容。
�。�2）請一個同學到前面來，當一次小老師，總結(jié)新陳代謝的概念和意義。
若學生總結(jié)較好，教師無須重復。教師總結(jié)時，要盡可能肯定學生表達正確的地方，給學生以鼓勵。
6、與本課開頭呼應，請學生解釋，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)下進行，引起學生對下一章學習的興趣。
【板書設計 】
第八章 新陳代謝
一、新陳代謝的過程
二、新陳代謝的概念
即：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》教案6
�。ㄒ唬⿲W習內(nèi)容：
第三章《生物的新陳代謝》的第一節(jié)《新陳代謝與酶》，第二節(jié)《新陳代謝與ATP》；通過實驗《比較過氧化氫酶和的催化效率》，《探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用》及《探索影響淀粉酶活性的條件》總結(jié)歸納作為酶所具備的特點。
�。ǘ⿲W習重點：
1.酶的概念、酶的催化作用特點
2.酶的特性實驗完成
3.理解酶的特性與新陳代謝的關系
（三）學習難點：
1.酶的性質(zhì)及其實驗驗證
2.酶的性質(zhì)驗證試驗設計
�。ㄋ模⿲W習過程：
1.新陳代謝：是活細胞中全部有序的化學變化的總稱。
理解：新陳代謝是生物最基本的特征，是生物與非生物最本質(zhì)的區(qū)別。要將新陳代謝同普通的物理變化和化學變化區(qū)分開。這一點主要體現(xiàn)在三點上：①新陳代謝是活細胞中發(fā)生的過程；②是有序的化學反應，是受控過程；③新陳代謝的本質(zhì)是化學反應，涉及物質(zhì)變化和能量變化；對細胞、對生物體而言，這種有序變化是其存在的基礎，是以生物體表現(xiàn)出生長、發(fā)育、遺傳和變異的特征。細胞才以活的姿態(tài)出現(xiàn)，表現(xiàn)出生長、分裂、完成生命活動等特征。
2.酶
�。�1）發(fā)現(xiàn)1783年，意大利科學家，斯巴蘭讓尼鷹的消化實驗
實驗目的：區(qū)分鳥類的胃的消化過程，是進行物理性消化，還是存在化學性消化。
實驗設計：將肉塊放入小巧的金屬籠，讓鷹將金屬籠吞入，既保證肉塊不受物理性消化的影響，同時胃液可流入籠內(nèi)。
實驗結(jié)果：隔一段時間后，將小籠子取出，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。
結(jié)果分析：胃內(nèi)具有化學性消化作用
1836年，德國科學家施旺，從胃液中提取出消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)（蛋白酶）
1926年，美國薩姆納從刀豆種子中提出脲酶結(jié)晶，并證實脲酶是一種蛋白質(zhì)。
20世紀30年代，酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì)
20世紀80年代，美國科學家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具生物催化作用。
�。�2）本質(zhì)：酶，是活細胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機物
理解：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)成分，即一些具有生物催化作用的有機物，如RNA并非是蛋白質(zhì)成分，它們具有生物酶的特點：①是活細胞可以合成的；②能夠催化反應進行；③是生物體內(nèi)的有機物，所以，有幾點要注意：a.不是酶的本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，少數(shù)RNA也是酶；b.不是蛋白質(zhì)都能稱為酶，只有是活細胞中產(chǎn)生具有催化作用的蛋白質(zhì)才稱為酶，催化作用僅為蛋白質(zhì)多種功能之一；c.酶是活細胞產(chǎn)生，但不一定只在活細胞內(nèi)才能發(fā)揮作用，在體外條件合適情況下一樣能發(fā)揮催化作用。
�。�3）特性
酶的特點在化學中已經(jīng)學到，所有的酶在一定的條件下都能使生物體內(nèi)復雜的化學反應迅速地進行，而酶本身不發(fā)生變化，但酶有別于無機化學催化劑。
①酶具有“高效性”
過氧化氫酶，與相比，過氧化氫酶的催化效率要高許多。通常情況下，酶的催化效率是無機催化劑的`倍。也就是說，酶的催化效率是極高的，比如：
每個碳酸酐酶分子每秒能夠催化個，使其與相同數(shù)量的結(jié)合，形成，是非酶催化的一百萬倍。
�、诿妇哂小皩Ｒ恍浴�
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：
淀粉酶只能催化淀粉水解，對蔗糖不起催化作用
二肽酶可以水解任何兩種氨基酸組成的二肽
所以，每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學反應。進一步講，生物體內(nèi)發(fā)生的化學反應很多，在同一時刻，機體內(nèi)部不同部位不同細胞，或同一細胞不同的位置發(fā)生著千萬種反應，而反應的進行依賴于酶的存在，所以，可以推論酶具有“多樣性”。大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)也是具有多樣性特點的。特別是蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)是酶發(fā)揮作用的重要基礎之一。
�、勖感枰m宜的條件
每一種酶活性的發(fā)揮都離不開特定的環(huán)境條件，通常酶在一定的范圍內(nèi)才具有活性，有催化能力，超過了這個范圍，就不再有催化能力，即酶失活；酶即使在活性范圍內(nèi)，催化能力也有高低之分，酶在改變某一環(huán)境條件下，活性也改變，當酶活性最高時，該環(huán)境條件稱為最適條件，在此條件兩側(cè)，酶活性都將降低。影響因素常有：a.溫度：一定范圍內(nèi)，酶的催化能力隨溫度升高而增強（）但超過60℃，絕大多數(shù)酶就會失去活性，低溫使活性降低，但分子結(jié)構(gòu)未破壞，可恢復活性。b.pH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，隨pH不同，酶的活性波動很大，一般最適pH常在4－8之間，不同酶情況不一樣。
酶最適pH
過氧化氧酶（肝）
唾液淀粉酶
脂肪酶
胰蛋白酶
胃蛋白酶6.8
6.8
8.3
8.0-9.0
1.5-2.2
過酸，過堿和pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低至失活，通常是使酶分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而導致失活。
高溫常破壞酶的分子結(jié)構(gòu)而導致失活，低溫也能使酶活性急劇下降，但酶的分子結(jié)構(gòu)未被破壞，當溫度恢復到適宜濕度時，酶活性可恢復。
這兩種作用下，作為維持酶空間結(jié)構(gòu)的化學鍵或次級鍵被破壞，主要是肽鍵，離子鍵，氫鍵，二硫鍵被破壞，導致酶被水解。
（4）酶工程：
盛有酶的容器——酶反應器中，利用酶的生物催化作用生產(chǎn)產(chǎn)品。
——淀粉酶用于高果糖漿的生產(chǎn)淀粉→麥芽糖→葡萄糖→果糖
利用豬胰島素生產(chǎn)人胰島素等。
�。�5）新陳代謝與酶
自然界的一切生命現(xiàn)象都與酶的活動有關，活細胞內(nèi)全部的生物化學反應，都是在酶的催化作用下進行的，生命系統(tǒng)既是一個需要維持穩(wěn)態(tài)的系統(tǒng)，又是一個瞬間就會發(fā)生一系列合成分解運動著的系統(tǒng)，是一個矛盾的統(tǒng)一體。新陳代謝中的各種化學反應是在溫度、酸堿度等相對穩(wěn)定的條件下進行的。要想在常態(tài)下迅速而高效地進行反應，并且盡可能地降低能量閾，這就需要生物催化劑——酶，離開了酶，新陳代謝就不能進行，生命就會停止。
第二節(jié)新陳代謝與ATP
（一）學習內(nèi)容：
1.ATP的生理功能2.ATP的結(jié)構(gòu)簡式
3.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化4.ATP的形成途徑
�。ǘ⿲W習重點：
1.ATP的生理功能
2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化以及ATP的形成途徑
（三）學習難點：
1.ATP的結(jié)構(gòu)和生理功能
2.ATP的形成與轉(zhuǎn)化
�。ㄋ模⿲W習過程：
新陳代謝中的一系列變化過程需要有酶的催化作用，同時，這些過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)變與轉(zhuǎn)移。
糖類是細胞的主要能源物質(zhì)，脂肪是生物體內(nèi)儲存能量的物質(zhì)。這些能源物質(zhì)的最終來源都是太陽能。是通過復雜的過程轉(zhuǎn)變并轉(zhuǎn)移而儲存在這些物質(zhì)內(nèi)的，并且終將以特殊形式，轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)變才能被生物體利用，它們都不能被生物體直接利用，實際上，有機物中的能量不是綠色植物直接轉(zhuǎn)移用于有機物的合成的，在所有這些變化過程中，無論是能量的儲存轉(zhuǎn)移，還是釋放都離不開ATP這種特殊形式，新陳代謝所需能由細胞內(nèi)的ATP直接提供，ATP是代謝能量的直接來源。
1.ATP的結(jié)構(gòu)簡式
�。�1）概念：ATP——三磷酸腺苷的英文縮寫，是存在于生物體內(nèi)的高能磷酸化合物。
高能磷酸化合物：指水解時釋放的能量在以上的磷酸化合物。ATP水解時釋放的能量高達。
�。�2）結(jié)構(gòu)簡式：A—P～P～P
A：代表腺苷（由腺嘌呤和核糖組成）
P：代表磷酸基團。
～：代表高能磷酸鍵
�。�3）水解過程：
高能磷酸鍵水解時，生成磷酸并且釋放出大量的能量。
2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
ATP分子中遠離A的那個高能磷酸鍵，在一定條件下很容易水解；也容易生成。此過程伴隨能量的儲存與釋放，ADP為二磷酸腺苷，含一個高能磷酸鍵。
ATP在細胞內(nèi)的含量是很少的；ATP在細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化十分迅速；胞內(nèi)的ATP的含量總處在動態(tài)平衡中，不斷消耗，不斷生成，保證胞內(nèi)穩(wěn)定供能環(huán)境。ATP水解時釋放的能量，是生物體維持細胞分裂，根吸收礦質(zhì)元素和肌肉收縮，維持體溫等生命活動所需能量的直接來源。
3.ATP的形成途徑
對人和動物來說，ADP轉(zhuǎn)化成ATP所需能量來自呼吸作用，對綠色植物而言，則來自呼吸作用和光合作用
對于生命而言，能量是其能正常進行的根本，有了能量就可以完成各種活動。生物體所有的能量幾乎都來自太陽能，綠色植物通過光合作用，將光能轉(zhuǎn)變成有機物中的穩(wěn)定化學能，其它生物則直接或間接地以植物為食，在進食后，將食物中的能量轉(zhuǎn)移到自身，合成有機物或利用，在所有這些過程中，伴隨著ATP與ADP的轉(zhuǎn)變，完成能量的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)換、儲存和釋放。這種不停頓的動態(tài)平衡，是生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性的具體表現(xiàn)之一，而ATP
則象是在各種細胞間，流通著的“能量貨幣”，保證了各種生命活動的正常進行。
1.胃液中的蛋白酶，進入小腸后，催化活性大大降低，由于（）
A.酶的催化作用只能發(fā)揮一次B.小腸內(nèi)的溫度高于胃內(nèi)溫度
C.腸內(nèi)的pH值比胃內(nèi)pH值高D.小腸內(nèi)的pH值比胃內(nèi)pH值低
2.在不損傷植物細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，去除其細胞壁最好的方法是（）
A.B.C.淀粉酶D.纖維素酶
3.關于酶的性質(zhì)，下列表述中錯誤的一項是（）
A.化學反應前后，酶的化學性質(zhì)和數(shù)量不變
B.一但離開活細胞，酶就失去催化能力
C.酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化能力的一類特殊有機物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。
D.酶的催化效率很高，但易受溫度和酸堿條件影響
4.根據(jù)反應式：以下說法正確的是（）
A.物質(zhì)和能量都是可逆的B.物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的
C.物質(zhì)是不可逆的，能量是可逆的D.兩者均不可逆
5.下列關于人體細胞內(nèi)ATP的敘述，正確的是（）
A.人體細胞內(nèi)貯有大量ATP，以備生理活動需要
B.ATP水解成ADP的反應是可逆的
C.ATP只能在線粒體中生成
D.ATP中含有兩個高能磷酸鍵
6.下圖中能表示動物肌細胞內(nèi)ATP含量與供給之間關系的曲線是（）
A.aB.bC.cD.d
7.關于酶的特性實驗裝置如下圖，取標號為A、B、C，三支試管各加入稀釋淀粉糊
（1）在三支試管內(nèi)各滴入革蘭氏碘液，搖勻，可見試管內(nèi)溶液呈_____色。
�。�2）再在A管內(nèi)加入胰液，B管內(nèi)加入煮沸唾液，C管內(nèi)加入唾液，然后將這三支試管放入37－40℃水浴鍋中，15－20分鐘后，三支試管內(nèi)溶液確切變化分別是（）
A管______________因為_______________
B管______________因為_______________
C管______________因為_______________
8.下面為綠色植物體內(nèi)ATP與ADP的互換式
問：（1）A代表________，P代表_______，～代表________，Pi代表_______。
�。�2）當反應從左向右進行時，釋放的能量供給_______。
當反應從右向左進行時，所需能量來源于__________和__________。
9.加酶洗衣粉中含蛋白酶，這種洗衣粉為什么能很好地除去衣物上的奶漬和血漬？使用這種洗衣粉時為什么需要溫水？
10.下圖是人體內(nèi)某個化學反應示意圖，圖中哪個英文字母代表酶，若B代表的是二肽，CD代表什么？若B代表的是蔗糖，CD代表什么？
《新陳代謝》教案7
教學目標
一、知識目標
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系的四個系統(tǒng)在新陳代謝中所起的作用;
3、知道食物的熱價和體溫的相關知識。
二、能力目標
通過聯(lián)系生活實際，從人體結(jié)構(gòu)和功能的整體性上理解新陳代謝，培養(yǎng)學生的遷移能力和綜合分析問題的能力，進一步指導學生將生物學知識用于建立良好的衛(wèi)生習慣，提高健康水平和生活質(zhì)量。
三、情感目標
通過討論，認識同化作用和異化作用之間辨證統(tǒng)一關系，滲透唯物主義的觀點，培養(yǎng)學生相互合作意識。
教學建議
教學重點：
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。在學生學習了消化、循環(huán)、呼吸、排泄的相關知識的基礎上，通過本節(jié)課中對各項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，初步建立生物學觀點，因而新陳代謝是教學重點。
教學難點：
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;食物殘渣與廢物的排出，氣體的呼出。這些指的是人體與外界環(huán)境所進行的物質(zhì)交換。關于體內(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)的運輸 （包括氣體的運輸），涉及代謝終產(chǎn)物的生成等。用一節(jié)課的時間將眾多的知識連成線、織成網(wǎng)是有相當?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。學生對能量的，和理解是本節(jié)主要的難點。
教法建議：
教學開始時總結(jié)復習前面學過的知識。可以讓學生先對照圖解，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習�？梢圆扇∽寣W生逐題討論的方式來復習。復習時，教師應該有意識地以新陳代謝為主線，把各部分知識有機地串聯(lián)起來，以免知識的簡單重復、堆砌。
為了在復習中使學生對人體的生理活動有個整體上的了解，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行。
體溫部分的教學，應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，體溫是新陳代謝進行的必要條件。教學中還應該結(jié)合學生的生活實際，盡量讓學生自己談出測量體溫的部位和平均溫度。另外，這部分教學中，還應該強調(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又難點，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。
關于同化作用和異化作用的關系，是進行辯證唯物主義基本視點教育的極好內(nèi)容。但是應該考慮學生的知識水平和接受能力，講解時只要滲透二者既矛盾又統(tǒng)一的觀點即可。也就是說讓學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，應該聯(lián)系前后各章的知識，舉出一些實例來說呀新陳代謝是進行一切生命活動的基礎。例如，人體的運動系統(tǒng)住完成各項運動時;需要得到足夠的營養(yǎng)和能量供應，而營養(yǎng)和能量的供應正是通過新陳代謝來實現(xiàn)的。關于新陳代謝的神經(jīng)調(diào)節(jié)和激素調(diào)節(jié)只是點一下，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習性、總結(jié)性，牽涉的知識多，概念抽象，所以在時間上要合理安排，要把大部分時間用于新陳代謝概念的教學上。
《新陳代謝》教案8
P>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(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)酶的高效特性實驗，實驗前有必要簡單介紹兩項內(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(jié)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(diào)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(fā)生，在體內(nèi)卻可迅速進行。
(2)酶的專一性特性
實驗前可提問：“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)?”
本實驗所涉及的顏色反應要在實驗前跟學生說明清楚。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。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，進而推測淀粉和蔗糖是否被水解。
在此基礎上，教師通過進一步實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，可在學生理解酶的專一性原理基礎上，結(jié)合蛋白質(zhì)的多樣性讓學生分析得出。
5、影響酶活性的因素
有條件的學校，應盡量讓學生做《實驗七、探索影響淀粉酶活性的條件》，這對于訓練學生分析實驗能力，理解對照實驗的設計方法等都是很幫助的。
在學生通過實驗分析得出影響酶活性的因素后，可適當結(jié)合學生的生活實際，引導學生分析、討論一些與之相關的生活常識。如可提問：“持續(xù)高燒不退或嚴重腹瀉有時甚至會危及人的生命，學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)一系列嚴重的反應，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℃，當人體體溫高于或低于這個溫度時，機體中酶活性就會大大降低，細胞內(nèi)的各種生物化學反應不能正常進行了。
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。霍亂弧菌通過人的腸粘膜并大量繁殖，同時產(chǎn)生腸毒素引起劇烈腹瀉造成迅速而嚴重的脫水，血容量明顯減少，因而出現(xiàn)微循環(huán)衰竭，使細胞得不到鉀、鈉、鈣、氯離子，導致肌肉痙攣;細胞得不到碳酸氫根離子而導致細胞內(nèi)pH值發(fā)生較大的改變，酶活性即相應大大降低，嚴重的會出現(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、腹瀉都要相應地補充水就是這個道理;嬰幼兒自身調(diào)節(jié)能力差，嬰幼兒腹瀉常常引起嚴重后果，就是這個道理。
或者問：“當人誤食了含有重金屬的食物或農(nóng)藥后，有一種應急措施，就是趕緊給病人大量喝牛奶或豆?jié){，學生知道這是為什么嗎?”
酶活性除了與溫度、pH有關外，還受有機溶劑、重金屬離子等的影響。有機溶劑與重金屬離子影響酶活性的主要原因是有機溶劑和重金屬離子與酶蛋白上的某些化學基團結(jié)合，使酶的活性完全喪失，這也是人誤食了有機磷農(nóng)藥、有機氯農(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物結(jié)合，而使這些金屬離子和有機物發(fā)生沉淀。當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會，而保護了這些酶的活性。當然，這只是應急措施，還要去醫(yī)院洗胃并進行進一步的治療。
擴展資料
淀粉液遇碘變藍的原因
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的特性，因為溶于水的直鏈淀粉借助分子內(nèi)的氫鍵卷曲成螺旋狀，第一個螺距有六個葡萄糖殘基組成。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，形成了一種絡合物，這種絡合物能夠比較均勻地吸收波長范圍為400~750nm可見光，而反射的光是藍光，所以使淀粉溶液呈現(xiàn)教學目標
知識方面
1、使學生理解新陳代謝的概念及其本質(zhì)
2、使學生了解酶的發(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、使學生理解酶在生物新陳代謝中的作用
能力方面
在引導學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，初步訓練學生的邏輯思維能力，分析實驗現(xiàn)象能力及設計實驗的能力，。
情感、態(tài)度、價值觀方面
通過讓學生了解酶的發(fā)現(xiàn)過程，使學生體會實驗在生物學研究中的作用地位;通過討論酶在生產(chǎn)、生活中的應用，使學生認識到生物科學技術(shù)與社會生產(chǎn)、生活的關系;體會科學、技術(shù)、社會之間相互促進的關系，進而體會研究生命科學價值的教育。
教學建議
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年意大利科學家斯巴蘭讓尼設計的巧妙實驗到20世紀80年代科學家發(fā)現(xiàn)少數(shù)的酶是RNA，使學生對酶的研究歷史中的一些重大發(fā)現(xiàn)有了一個大致了解。
2、酶的特性
酶的特性主要是通過安排了有關的學生實驗，讓學生通過實驗，發(fā)現(xiàn)酶的三個特性，這樣的編排方式符合學生由感性到理性的認知規(guī)律，有利于引導學生主動參與教學過程，并且有利于培養(yǎng)學生的多種能力。酶的高效性特點，是通過比較《實驗五、肝臟內(nèi)的過氧化氫酶比無機催化劑 的催化效率》切入;酶的專一性的特點，是通過比較《實驗六、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《實驗七、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”，以開闊學生的視野，同時又有助于加強學生對本節(jié)基礎知識的理解，使學生體會科學、技術(shù)在改變?nèi)祟惿钯|(zhì)量中的作用。
教法建議
1、使學生在理解細胞水平上的新陳代謝概念及其本質(zhì)是本節(jié)的重點與難點
新陳代謝是活細胞中全部有序的化學變化的總稱，這是在細胞水平上對新陳代謝的描述。其實學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，學習已接觸到諸如同化作用、異化作用及其關系等與新陳代謝有關的知識，但那是在生物個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，教學教師要有意識地從細胞和分子水平引導學生分析出生物體是如何自我更新的，合成與分解是如何進行的，及其二者的關系，從而使學生更深刻地理解什么是生命。
例如，為使學生理解"新陳代謝是活細胞中全部化學反應的總稱"這句話，教師可結(jié)合前一章細胞的物質(zhì)基礎與結(jié)構(gòu)基礎的相關知識，引導學生分析活細胞中發(fā)生的各種化學反應，如發(fā)生在線粒體內(nèi)的糖的氧化放能的化學過程;發(fā)生在葉綠體中的水和二氧化碳合成為有機物的化學過程;發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學過程等，使學生對"新陳代謝是活細胞中全部化學反應的總稱"這句話有一個感性認識。
2、使學生理解酶的概念是本節(jié)的重點。在本節(jié)教學中如何組織學生完成酶具有專一性的實驗并實施有效的討論是本節(jié)的難點。
生命體隨時隨刻發(fā)生著數(shù)量巨大的生物化學反應，同時又是一個穩(wěn)定的，開放的系統(tǒng)。細胞中發(fā)生的各種化學反應不可能在高溫、高壓、強酸、強堿等條件下進行，而必須在常溫、常壓、水溶液環(huán)境下能快速、有序地進行的，這就要盡可能地降低化學反應能閾，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)合一起在讓學生討論，這樣可讓學生充分體會生產(chǎn)實踐和科學實驗對科學發(fā)展的促進作用。酶的特性這部分內(nèi)容，可先組織學生依次完成實驗，然后再由學生來討論和總結(jié)。
在引導學生分析酶的特性時，引導學生與蛋白質(zhì)的多樣性聯(lián)系起來，可使學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系密切。
3、使學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，如何組織學生完成影響酶活性因素的選做實驗并分析、討論實驗是本節(jié)教學的難點。
在組織學生操作、分析、討論《實驗七、探索影響淀粉酶活性的條件(選做)》基礎上，引導學生分析兩個坐標曲線圖，讓學生概括酶的催化作用需要適宜的溫度和pH。
教學設計示例
【課題】 第一節(jié) 新陳代謝與酶
【教學重點】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
【教學難點】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
【課時安排】1課時
【教學手段】板圖圖、多媒體課件、實驗
【教學過程】
1、引入新陳代謝的概念及本質(zhì)
(1)學生在初中生物學課本、高中緒論課的學習或通過各種媒體的介紹，對新陳代謝已經(jīng)有了一定的認識，首先，教師應了解學生對新陳代謝是如何理解的。為此教師可設計一些問題，引導學生以自身為例，剖析生命是如何維持的，以此引入本節(jié)的學習，如：
�、偃梭w的腦細胞是通過什么途徑獲得營養(yǎng)?腦細胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過什么途徑排出體外的?
�、谶M入腦細胞的營養(yǎng)物質(zhì)是如何被利用的?
�、蹖W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)學生一般只能從生物個體、器官或系統(tǒng)水平上，說明生物體與外界環(huán)境之間進行物質(zhì)和能量的交換，在此基礎上，教師應把討論引向微觀水平，即細胞和分子水平的代謝過程。如可以設問：
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，使學生理解：細胞的結(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胞內(nèi)發(fā)生的生物化學反應，從而在細胞水平理解新陳代謝的本質(zhì)，即“新陳代謝是活細胞中全部有序的化學變化的總稱”。
2、酶的概念、特性及其生理功能
在學生理解新陳代謝的本質(zhì)后，可以利用學生已有的化學知識，分析出無機化學反應過程中所需的條件一般是很激烈的，再讓學生分析出生物體細胞生存的條件是很溫和的，可以提問，如：
(1)細胞生存的條件是很溫和的，那么細胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學反應如何在常溫、常壓、水溶液環(huán)境、pH接近中性的條件下，迅速高效的進行呢?
(2)在化學反應中有沒有提高化學反應的方法呢?
這樣可順利地引出活細胞產(chǎn)生的生物催化劑，即酶。
3、酶的發(fā)現(xiàn)史
這部分的教學，教師可讓學生自己閱讀，也可發(fā)給學生相應的補充資料，尤其是某種酶的研究過程方面的資料，目的是讓學生對酶的研究過程、方法有一個較為全面的了解，讓學生切身體會到生物學的實驗研究對生物學發(fā)現(xiàn)的重要作用。
學生閱讀后，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)。酶是細胞中促進化學反應速度的催化劑�，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(zhì)。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(fā)現(xiàn)原生動物四膜蟲的26S rRNA前體在沒有蛋白質(zhì)的情況下進行內(nèi)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(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)”，這一科學事實再一次有力地證明了實驗在科學發(fā)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(fā)展的，探索是無止境的`，而真理是相對的，現(xiàn)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(qū)別值得一提，學生在以后的學習中容易把這些物質(zhì)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(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(fā)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(jié)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(fā)現(xiàn)史與酶的特性這兩部分教學內(nèi)容結(jié)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
<出藍色來。
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，因為活細胞內(nèi)的生物化學反應，都是在酶的催化作用下進行的，沒有酶，新陳代謝就不能進行，生命也就會隨之停止。酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，這一認識直到20世紀80年代后才被科學修正過來�？茖W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家將這種酶的蛋白質(zhì)除去，同時提高鎂離子的濃度，留下來的RNA仍具有與該酶相同的催化活性。后來的科學實驗進一步證實其它某些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
細菌細胞直徑不足2m，每時每刻卻發(fā)生著1500一20xx個化學反應，由1000多種酶對這些反應進行催化和調(diào)制，生產(chǎn)著3000多種蛋白質(zhì)，1000多種核酸;而且細菌合成效率驚人，它合成每個肽鏈只需百分之三秒，而現(xiàn)代最先進的蛋白質(zhì)自動合成機器只能合成小肽，而且速度也慢，合成每個肽鏈需要7分鐘，兩者相差200多倍;它合成RNA和DNA的速度更是遠遠超過了人工合成;另外細胞中能量轉(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。它們定位于各種細胞的不同細胞器中，催化細胞生長代謝過程中各種不同的化學反應，使這些反應在正常溫度等條件下就可順利進行。
酶是細胞產(chǎn)物，但不一定非要在細胞內(nèi)發(fā)揮作用，在細胞外，即在非細胞條件下也能發(fā)揮作用。19世紀，人們已認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行的，當時主要有兩種觀點，而且一直未能達成一致。1857年，法國著名的細菌學家巴斯德認為酒精發(fā)酵需要有完整的細胞結(jié)構(gòu)才能實現(xiàn);德國化學家李比西則認為酒精發(fā)酵要求的只是細胞中的某些物質(zhì)，而不要求完整的細胞參與。直到1897年，畢西納不用完整的酵母細胞，而用酵母汁進行酒精發(fā)酵獲得成功，從而證明生物體內(nèi)的催化反應也可能在體外進行。
正是基于這點，人們可以利用細胞中的酶能催化體外的生化反應，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。我們知道，酶作為一類具有生物催化作用的有機物，是在活細胞內(nèi)產(chǎn)生的。那么，人們是怎樣通過活細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現(xiàn)的。
所謂酶工程，就是在一定的生物反應器中，利用酶的催化作用，將相應的原料轉(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)都不能實現(xiàn)。概括地說，酶工程是由酶制劑的生產(chǎn)和應用兩個方面組成的。
(一)酶制劑的生產(chǎn)
已知酶的種類大約有幾千種，實際已被運用于工業(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，這是因為同植物和動物相比，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。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行。人們多選擇不同種類和濃度的有機溶劑，以沉淀不同的酶蛋白，達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行干燥處理，再適量加入相應的穩(wěn)定劑和填充劑，制成粉狀制劑，用它們來催化生化反應。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;也很難讓酶制劑進行重復使用。怎么辦呢?科學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)，使用時將被固定的酶投放到反應溶液中，催化反應結(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使用，這種技術(shù)是1969年日本首先研制成功，現(xiàn)已方法應用到生產(chǎn)中的。固定化酶同自由酶相比，具有以下優(yōu)點：其一是穩(wěn)定性高;其二是酶可反復使用;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)達國家高果糖漿的年產(chǎn)量現(xiàn)已達到幾百萬噸，高果糖漿在許多飲料的制造中已經(jīng)逐漸替代了蔗糖。
3、固定化細胞
利用胞內(nèi)酶制作固定化酶時，先要把細胞打碎，才能將里面的酶提取出來，這就增加了工序和成本。人們設想直接固定那些含有所需胞內(nèi)酶的細胞，并且就用這樣的細胞來催化化學反應。20世紀70年代，科學家研制成固定化細胞，并且用于生產(chǎn)。例如，將酵母細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胞，可以用于酒類的發(fā)酵生產(chǎn)。
(二)酶制劑的應用
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)是胰臟中胰島細胞分泌的一種激素，是由兩條肽鏈組成，一條由21個氨基酸組成，稱為A鏈;另一條由30個氨基酸組成，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結(jié)構(gòu)上有一處差別：豬胰島素B鏈上最后一個氨基酸是丙氨酸，人胰島素B鏈上最后一個氨基酸是蘇氨酸。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�，F(xiàn)在，科學家可利用酶，切下并移去豬胰島素B鏈上的那個丙氨酸，然后接上一個蘇氨酸。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)物中提取價格較高，1980年4月，科學家已經(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，科學家一方面研制新的抗生素以替代青霉素，另一方面設法通過有關的酶制劑來改造青霉素的分子結(jié)構(gòu)，進而研制出新型的青霉素。青霉素的分子是由一個母核和一個側(cè)鏈組成的�？茖W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。現(xiàn)在，制藥廠已經(jīng)能夠利用固定化青霉素酰化酶反應器，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行的，酶反應器是指供酶制劑催化化學反應容器。酶反應器分成多種，如具有固定化酶(或固定化細胞)的反應器叫做柱式酶反應器，柱式酶反應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(或固定化細胞)的容器，在液體流經(jīng)固定化酶(或固定化細胞)時，容器內(nèi)就發(fā)生催化反應并且生成產(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，需要對酶反應器溫度和pH等條件進行嚴格控制;不同的是，酶反應器必須進行無菌操作。
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家通過對去污酶結(jié)構(gòu)上的兩個氨基酸進行修改，提高了這種酶的抵抗力。
化學工業(yè)方面酶制劑也得到了廣泛應用，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。現(xiàn)在，人們可以在溫和的條件下，利用蛋白酶對天然蠶絲進行脫膠，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，當它與尿液相遇時，依據(jù)尿液中葡萄糖含量由少到多而呈現(xiàn)出淺藍、淺綠、棕或深棕色，這樣糖尿病人就可以方便地為自己化驗尿糖的情況了�？茖W家根據(jù)同一原理，還研制出能夠化驗血糖數(shù)值的血糖快速測試儀，具有靈敏度高和速度快等優(yōu)點。
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)量分數(shù)僅有2×10—7的酚。
4、用于生物工程其他分支領域
基因工程離不開內(nèi)切酶和連接酶;植物體細胞雜交制備原生質(zhì)體時，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加速進行，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，它有著不同于化學催化劑的特性。
(1)酶具有高效性
酶的催化能力遠遠超過化學催化劑。例如，碳酸酐酶能夠催化下面的反應：
碳酸酐酶是目前已經(jīng)知道的催化反應速度最快的酶之一。每個碳酸酐酶分子每秒能夠催化 個 ，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的速度比非酶催化的上述反應速度快上 倍。酶為什么會具有這樣強大的催化能力呢?酶的中間產(chǎn)物學說認為：酶在催化某一底物時，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)生化學反應而變成反應物，并且放出酶。按照中間產(chǎn)物學說，酶的催化反應可以寫成下式：
S(底物)十E(酶)=SE(中間產(chǎn)物)=E十P(反應產(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，促使底物進行一定的化學反應，產(chǎn)生一定的反應產(chǎn)物。酶為什么具有這樣高度的專一性呢?這可以用“誘導契合學說”來解釋。
所謂“誘導契合學說”是指底物一旦與酶結(jié)合，酶分子上的某些基團常常發(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—底物絡合物，這種變化的結(jié)果，使酶只能與對應的化合物契合，從而排斥了那些形狀、大小不適合的化合物。科學家們對羧肽酶等進行了X射線衍射研究，研究的結(jié)果有力地支持了這個假說。
(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℃，反應速度就相應提高一倍。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，超過這個范圍，酶就失活了。即使在這個有限的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、有機磷農(nóng)藥、有機氯農(nóng)藥等有機小分子物質(zhì);重金屬離子等;有些離子或簡單的有機化合物，能夠增強酶的活性，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，因為 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，氰化物可以抑制細胞色素氧化酶的活性。
《新陳代謝》教案9
教學目的
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：應用）。
3、酶的特性（D：應用）。
教學重點
1、酶的概念。
2、酶的特性。
教學難點
探索酶的專一性和高效性的實驗。
教學方法
自學與實驗探索相結(jié)合。
教學用具
實驗五、實驗六所需用具和藥品（見課本），光合作用反應式、有氧呼吸和氨基酸縮合形成多肽反應式的投影片，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。
課時安排
2課時。
教學過程
引言：第二章中我們已經(jīng)學習了有關細胞的一些知識。在第三章中，我們將學習生物新陳代謝的知識。新陳代謝是生物體進行生命活動的基礎，只有在新陳代謝的基礎上，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：請一位同學說出葉綠體、線粒體、核糖體的生理功能是什么？
�。ɑ卮穑郝�。）
講述：上面幾種細胞器的生理功能我們都可以用化學反應式表示出來。
（教師放投影片：光合作用的反應式，有氧呼吸及氨基酸縮合形成多肽的反應式。）
講述：上述反應都是在活細胞中進行的，這些化學反應發(fā)生的過程。就是生物體內(nèi)進行新陳代謝的過程。因此，我們可以說，新陳代謝是活細胞中全部化學反應的總稱。
講述：生物體內(nèi)這些化學反應，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)課重點探討的問題。
下面，首先請同學們閱讀課本中“酶的`發(fā)現(xiàn)”。
閱讀后，教師要求學生提出不懂的問題。
討論后學生回答：
1、1783年，意大利科學家斯巴蘭讓尼設計的實驗，其巧妙之處在哪里？從這個實驗中你能得出什么結(jié)論？
2、 20世紀30年代以來�？茖W家相繼提取出多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶，這一事實說明酶的本質(zhì)是什么？
3、 20世紀80年代，科學家又發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作用，這一發(fā)現(xiàn)使酶的概念又擴展成什么？
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物，導致酶概念發(fā)展的因素是什么？
�。ɑ卮穑郝浴＃�
講述：從發(fā)現(xiàn)酶到認識酶的本質(zhì)，都離不開科學實驗，可見實驗對科學的重要性�？茖W實驗可導致科學的發(fā)展，生產(chǎn)實踐同樣可導致科學的發(fā)展。因此，我們不僅要重視實驗，也要重視生產(chǎn)實踐。
酶既是生物催化劑，它和無機催化劑相比，具有哪些不同的特點呢？下面我們通過實驗來探索。
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反應。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)遠遠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，我們應該如何設計這個實驗？
�。ɑ卮穑郝�。）
講述：要比較Fe3+和過氧化氫酶的催化效率，設計實驗中的其他條件應該相同，如兩個試管中過氧化氫溶液的量應該相同， Fe3+和動物肝臟也應盡可能同時加入兩個試管中。
�。▽W生按實驗步驟分組實驗。）
提問：
1、你在實驗過程中觀察到哪些實驗現(xiàn)象？
�。ɑ卮穑郝裕�
2、從這個實驗你可以得出什么結(jié)論？
（回答：過氧化氫酶的催化能力強。）
講述：過氧化氫酶的催化效率和Fe3+相比，要高很多。事實上，酶的催化效率一般是無機催化劑的 107～ 1013倍。上述實驗說明了酶的一個特性——高效性。
酶還具有什么特性呢？讓我們繼續(xù)通過實驗來探索。
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，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？應該如何設計這個實驗？你又怎么能知道淀粉酶催化了糖的水解呢？
�。ɑ卮穑郝�，然后學生按設計步驟實驗。）
提問：
1、哪個試管加入斐林試劑后再加熱會出現(xiàn)了磚紅色的沉淀？
�。ɑ卮穑涸诩尤肟扇苄缘矸鄣脑嚬苤�。）
2、出現(xiàn)磚紅色沉淀的原因是什么？
（回答：略。）
《新陳代謝》教案10
教學目標
知識方面
1、理解ATP的分子簡式及其結(jié)構(gòu)特點
2、理解ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及其對細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
學生通過分析ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化及其對細胞內(nèi)供能的意義，初步訓練學生分析實際問題的能力。
情感、態(tài)度、價值觀方面
讓學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，體驗到生物學原理在生產(chǎn)實踐中的價值，加強學生對身邊的科學（RLS）這一理念的理解。
教學建議
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，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準數(shù)值和ATP釋放能量的數(shù)值入手，使學生很信服地認識到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的第二個和第三個磷酸之間的高能磷酸鍵對于細胞中能量的捕獲、貯存和釋放都是很重要的。第二個高能磷酸鍵的末端，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生命活動；同樣，在提供能量的條件下，也容易加上第三個磷酸，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，活細胞內(nèi)這個過程是永無休止地循環(huán)進行的。
同時還介紹了ATP與ADP的這種相互轉(zhuǎn)化是十分迅速的，ATP在細胞中的含量是很少的，如肌細胞中的ATP只能維持肌肉收縮2鈔鐘左右。從而易于引發(fā)學生討論ADP-ADP循環(huán)的意義，同時可使學生加強ATP是生物體維持各項生命活動所需能量的直接來源的觀點。
3、對于ATP的形成途徑，教材是在介紹了ADP-ATP循環(huán)的基礎上，從動物（包括人體）和綠色植物兩方面進行了闡述。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，指出新陳代謝不僅需要酶，還需要能量，糖類是細胞的主要能源之一，脂肪是生物體內(nèi)重要的儲能物質(zhì)，但這些有機物中的能量都不能直接被生物利用，它們的能量只有在細胞中隨著有機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，以加深學生對ATP的生理功能以及ADP-ATP相互轉(zhuǎn)化的認識，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行。
教法建議
本節(jié)教學內(nèi)容中，ATP的分子簡式、ATP的生理功能是重點，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)變在新陳代謝中的作用，既是教學重點也是難點。
1．引入本節(jié)課時，首先要讓學生明確以下事實，即生物體的生存不僅僅要依靠物質(zhì)上的支持，同時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，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，還是先從學生較為熟悉的能量形式入手比較容易被學生接受。比如，可先從宏觀上引導學生分析綠色植物的光合作用過程把光能以化學能的形式儲存在糖類、脂肪等有機物中；動植物又通過呼吸作用分解體內(nèi)的有機物而獲取生命活動所需的能量。在此基礎上，引導學生進一步分析出：光能只有轉(zhuǎn)化成一種活躍的化學能，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能，才能用于各項生命活動。那么這種活躍的、隨時可以利用的化學能是什么呢?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。學生只要了解ATP中具有不穩(wěn)定的高能磷酸鍵，ATP水解時釋放其能量，形成ATP時需要能量就可以了，應把學生討論的重點放在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，能量來自哪些生理過程，以便使學生易于理解ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)變在細胞中能量的儲存、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)學習的難點。為使學生的討論順利進行，教師應適時給學生以下提示：其一，細胞內(nèi)ATP的含量是相對穩(wěn)定的；其二，ATP在細胞內(nèi)的含量是極少的，其三，細胞內(nèi)的糖類、脂類等能源物質(zhì)不能被細胞直接利用，ATP的水解后釋放的能量才是細胞內(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胞利用。最終應使學生認識到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，是細胞能量代謝的"通用貨幣"。
5．ATP的形成途徑也不宜太深入，因為光合作用、呼吸作用的具體過程還沒學到。注意引導學生分析出綠色植物通過光合作用，將光能轉(zhuǎn)化成ATP中的化學能，并將ATP中的化學能最終儲存在糖類等有機物中，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。
教學設計示例
【課題】 第二節(jié) 新陳代謝與ATP
【教學重點】ATP的分子簡式及其結(jié)構(gòu)特點、ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及其對細胞內(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
【教學難點】ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及其對細胞內(nèi)能量代謝中的意義、理解ATP作為“能量通用貨幣”的含義
【課時安排】1課時
【教學手段】板圖、掛圖、多媒體課件
【教學過程】
1、引言
設計1：通過學生列舉生活實例引入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。為了使學生對能量的轉(zhuǎn)化有一個感性的認識，教師應鼓勵學生從自己的生活中找一些能量轉(zhuǎn)化的實例，比如可以提問：
�。�1）“你能舉出幾個生物體內(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物的合成嗎?”或“生物體通過呼吸作用把有機物中的能量釋放出來，這些能量能直接被細胞利用嗎？”
不能，光能必須要轉(zhuǎn)化為一種活躍的化學能才能用于有機物的合成；有機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能才能用于生物體的各項生命活動，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這個概念。
設計2：從細胞中能量利用存在的矛盾入手，設計相關的問題串引入ATP這一高能化合物。
（1）“細胞中主要是由什么細胞器來產(chǎn)生能量的？”
線粒體的呼吸作用氧化分解有機物釋放能量
（2）“細胞中有哪些生理過程在不斷地消耗著能量？”
細胞分裂、細胞核中DNA的復制、核糖體合成蛋白質(zhì)、細胞膜主動運輸、高爾基體合成分泌等需要能量
�。�3）“細胞內(nèi)產(chǎn)能與用能很明顯地存在著空間上的隔離，細胞是怎樣解決這一矛盾的呢?”
�。�4）“細胞內(nèi)存在有糖類、脂肪等有機物，這些有機物含有大量且穩(wěn)定的能量，但某項生命活動可能不用大量的能量就足以進行，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
在引導學生討論ATP的分子結(jié)構(gòu)簡式及其特點時，可從ATP的英文名稱中的三個字母含義、中文名稱、ATP是高能化合物等方面入手，使學生易于理解ATP的結(jié)構(gòu)特點及其生理作用。
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鍵的2倍以上，如ATP末端磷酸水解生成ADP和磷酸時，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，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。
然后讓學生自己分析ATP的結(jié)構(gòu)簡式的含義，如ATP中兩個磷酸基團之間（P和P之間用“~“表示）的化學鍵是高能磷酸鍵。
細胞內(nèi)釋放能量的反應，如呼吸作用常會伴隨ADP轉(zhuǎn)變成ATP；而耗能的反應，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的進行。
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
在引導學生討論ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)變時，需強調(diào)細胞內(nèi)ATP的含量是相對穩(wěn)定的；ATP在細胞內(nèi)的含量是極少的，細胞內(nèi)的糖類、脂類等能源物質(zhì)不能被細胞直接利用，ATP的水解后釋放的能量才是細胞內(nèi)各種生命活動的直接能量來源，呼吸作用分解有機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胞利用。最終應使學生認識到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在細胞內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換、運輸、利用中的關鍵作用時，可結(jié)合本節(jié)所講的內(nèi)容，提一些與ATP有關的綜合性問題供學生討論，讓學生在討論中加深對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)化為機械能、電能、滲透能、化學能、光能和熱量等。
�。�2）為什么ATP是細胞內(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末端磷酸基團水解時，釋放出的能量是30.5kJ/mol，一般把水解時釋放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”，它更容易在細胞中被使用，因此還有的說ATP是能量的“通用貨幣”就是這個道理。
�。�3）ATP對生命的維持是極其重要的，試想：當產(chǎn)生ATP的過程停止時，會發(fā)生什么？
舉一個例子，學生可能知道氰化物可以在非常短的時間內(nèi)使人死亡，其毒理就是阻擋ATP的形成。當人體ATP合成受阻后，機體沒有ATP，神經(jīng)細胞和其他細胞中的細胞活動就不能繼續(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細胞每時每刻都在消耗著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，以補充ATP的消耗，即ATP—ADP循環(huán)速度是很快的。
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