高中生物教案必修二

人教版高中高二生物上冊《新陳代謝與ATP》教案二。

俗話說，居安思危，思則有備，有備無患。準備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學生能夠在教學期間跟著互動起來，有效的提高課堂的教學效率。你知道怎么寫具體的教案內容嗎？下面是小編精心收集整理，為您帶來的《人教版高中高二生物上冊《新陳代謝與ATP》教案二》，供大家參考，希望能幫助到有需要的朋友。

人教版高中高二生物上冊《新陳代謝與ATP》教案二

教學設計示例

第二節(jié)新陳代謝與ATP
ATP的分子簡式及其結構特點、ATP和ADP之間的相互轉化及其對細胞內能量代謝中的意義、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
ATP和ADP之間的相互轉化及其對細胞內能量代謝中的意義、理解ATP作為“能量通用貨幣”的含義
1課時
板圖、掛圖、多媒體課件

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。
新陳代謝的物質變化過程中，必定伴隨著能量的轉化。為了使學生對能量的轉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化的實例，比如可以提問：
（1）“你能舉出幾個生物體內發(fā)生的諸如能量轉化、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、細胞膜主動運輸、高爾基體合成分泌等需要能量
（3）“細胞內產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的分子簡式及其結構特點
在引導學生討論ATP的分子結構簡式及其特點時，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的結構特點及其生理作用。
需要向學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的結構簡式的含義，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。
細胞內釋放能量的反應，如呼吸作用常會伴隨ADP轉變成ATP；而耗能的反應，如蛋白質的合成等，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在體內總是處于不停地轉化中，且處于動態(tài)平衡之中。
3、ATP和ADP之間的相互轉變及其意義
在引導學生討論ATP和ADP之間的相互轉變時，需強調細胞內ATP的含量是相對穩(wěn)定的；ATP在細胞內的含量是極少的，細胞內的糖類、脂類等能源物質不能被細胞直接利用，ATP的水解后釋放的能量才是細胞內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之間相互轉變及其意義后，在小結ATP在細胞內能量的轉換、運輸、利用中的關鍵作用時，可結合本節(jié)所講的內容，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的理解。比如，可以討論下面幾個問題：
（1）眾多能源物質中，ATP這種絕對含量極少的物質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，但生物體不能利用這些能源物質中的能量，這些物質中儲存的能量必須要轉移給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是細胞內能量釋放、儲存、轉移和利用的中心物質，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20.92kJ/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的能量高速地轉移給ATP，以補充ATP的消耗，即ATP—ADP循環(huán)速度是很快的。

延伸閱讀

人教版高中高二生物上冊《新陳代謝與酶》教案

俗話說，磨刀不誤砍柴工。高中教師在教學前就要準備好教案，做好充分的準備。教案可以讓學生能夠聽懂教師所講的內容，幫助高中教師緩解教學的壓力，提高教學質量。我們要如何寫好一份值得稱贊的高中教案呢？下面是小編幫大家編輯的《人教版高中高二生物上冊《新陳代謝與酶》教案》，供大家借鑒和使用，希望大家分享！

人教版高中高二生物上冊《新陳代謝與酶》教案

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
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、生活中的應用，使學生認識到生物科學技術與社會生產、生活的關系；體會科學、技術、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、技術在改變人類生活質量中的作用。

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，教師可結合前一章細胞的物質基礎與結構基礎的相關知識，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)可結合一起在讓學生討論，這樣可讓學生充分體會生產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。
在引導學生分析酶的特性時，引導學生與蛋白質的多樣性聯(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，而且蛋白質分子空間結構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

第一節(jié)新陳代謝與酶

新陳代謝的概念及其本質的概念、酶的特性、影響酶活性的因素、酶在生物新陳代謝中的作用

新陳代謝的概念及其本質的概念、酶在生物新陳代謝中的作用

1課時

板圖、多媒體課件、實驗

1、引入新陳代謝的概念及本質

（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：

①人體的腦細胞是通過什么途徑獲得營養(yǎng)？腦細胞中產生的代謝廢物又是通過什么途徑排出體外的？

②進入腦細胞的營養(yǎng)物質是如何被利用的？

③學生如何理解同化作用、異化作用，物質代謝、能量代謝，它們之間有何關系？

④想一想，人體的身體有哪些系統(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，通過什么途徑轉化成為你自身的蛋白質？

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：細胞的結構和生命活動的維持，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，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?，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。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26SrRNA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(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(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(xiàn)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(fā)生，在體內卻可迅速進行。

（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?”

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產生，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，結合蛋白質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，細胞內的各種生物化學反應不能正常進行了。

霍亂是一種烈性傳染病，為霍亂弧菌所致，曾在世界上引起多次大流行，死亡率甚高?；魜y弧菌通過人的腸粘膜并大量繁殖，同時產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合，使酶的活性完全喪失，這也是人誤食了有機磷農藥、有機氯農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，這些蛋白質可以和重金屬或有機物結合，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藥后，大量飲用牛奶或豆?jié){可使這些有毒物質沉淀下來不被消化道吸收，從而也就避免了這些有毒物質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。

高二生物《新陳代謝與ATP》教案

高二生物《新陳代謝與ATP》教案

教學目標

知識方面
1、理解ATP的分子簡式及其結構特點
2、理解ATP和ADP之間的相互轉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的相互轉化及其對細胞內供能的意義，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的分子結構，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又轉化為ATP。在ATP與ADP的轉化過程中都需要酶的參與，活細胞內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，產生ATP途徑是是氧化磷酸化，即呼吸作用；對植物而言，產生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糖類、脂肪等物質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，脂肪是生物體內重要的儲能物質，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)教學內容中，ATP的分子簡式、ATP的生理功能是重點，ATP與ADP的相互轉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上的支持，同時還必須有能量的維持，在生物體內發(fā)生物質變化的同時，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。

　3．ATP的分子結構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的相互轉變在細胞中能量的儲存、轉移和利用中的作用。
4．ATP與ADP的相互轉化及這種轉化在能量的儲存、轉移和利用中的作用，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ATP的含量是相對穩(wěn)定的；其二，ATP在細胞內的含量是極少的，其三，細胞內的糖類、脂類等能源物質不能被細胞直接利用，ATP的水解后釋放的能量才是細胞內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

第二節(jié)新陳代謝與ATP
ATP的分子簡式及其結構特點、ATP和ADP之間的相互轉化及其對細胞內能量代謝中的意義、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
ATP和ADP之間的相互轉化及其對細胞內能量代謝中的意義、理解ATP作為“能量通用貨幣”的含義
1課時
板圖、掛圖、多媒體課件

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。
新陳代謝的物質變化過程中，必定伴隨著能量的轉化。為了使學生對能量的轉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化的實例，比如可以提問：

（1）“你能舉出幾個生物體內發(fā)生的諸如能量轉化、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、細胞膜主動運輸、高爾基體合成分泌等需要能量
（3）“細胞內產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的分子簡式及其結構特點
在引導學生討論ATP的分子結構簡式及其特點時，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的結構特點及其生理作用。

　需要向學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的結構簡式的含義，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。
細胞內釋放能量的反應，如呼吸作用常會伴隨ADP轉變成ATP；而耗能的反應，如蛋白質的合成等，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在體內總是處于不停地轉化中，且處于動態(tài)平衡之中。
3、ATP和ADP之間的相互轉變及其意義
在引導學生討論ATP和ADP之間的相互轉變時，需強調細胞內ATP的含量是相對穩(wěn)定的；ATP在細胞內的含量是極少的，細胞內的糖類、脂類等能源物質不能被細胞直接利用，ATP的水解后釋放的能量才是細胞內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之間相互轉變及其意義后，在小結ATP在細胞內能量的轉換、運輸、利用中的關鍵作用時，可結合本節(jié)所講的內容，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的理解。比如，可以討論下面幾個問題：
（1）眾多能源物質中，ATP這種絕對含量極少的物質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，但生物體不能利用這些能源物質中的能量，這些物質中儲存的能量必須要轉移給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是細胞內能量釋放、儲存、轉移和利用的中心物質，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20.92kJ/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的能量高速地轉移給ATP，以補充ATP的消耗，即ATP—ADP循環(huán)速度是很快的。

高二生物《新陳代謝與酶》教案

俗話說，凡事預則立，不預則廢。教師要準備好教案，這是教師需要精心準備的。教案可以更好的幫助學生們打好基礎，讓教師能夠快速的解決各種教學問題。我們要如何寫好一份值得稱贊的教案呢？經(jīng)過搜索和整理，小編為大家呈現(xiàn)“高二生物《新陳代謝與酶》教案”，僅供參考，希望能為您提供參考！

高二生物《新陳代謝與酶》教案

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
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、生活中的應用，使學生認識到生物科學技術與社會生產、生活的關系；體會科學、技術、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、技術在改變人類生活質量中的作用。

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，教師可結合前一章細胞的物質基礎與結構基礎的相關知識，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)可結合一起在讓學生討論，這樣可讓學生充分體會生產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。
在引導學生分析酶的特性時，引導學生與蛋白質的多樣性聯(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，而且蛋白質分子空間結構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

第一節(jié)新陳代謝與酶

新陳代謝的概念及其本質的概念、酶的特性、影響酶活性的因素、酶在生物新陳代謝中的作用

新陳代謝的概念及其本質的概念、酶在生物新陳代謝中的作用

1課時

板圖、多媒體課件、實驗

1、引入新陳代謝的概念及本質

（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：

①人體的腦細胞是通過什么途徑獲得營養(yǎng)？腦細胞中產生的代謝廢物又是通過什么途徑排出體外的？

②進入腦細胞的營養(yǎng)物質是如何被利用的？

③學生如何理解同化作用、異化作用，物質代謝、能量代謝，它們之間有何關系？

④想一想，人體的身體有哪些系統(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，通過什么途徑轉化成為你自身的蛋白質？

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：細胞的結構和生命活動的維持，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，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?，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。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26SrRNA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(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和它們的作用搞混?？删透咧猩飳W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(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(xiàn)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(fā)生，在體內卻可迅速進行。

（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?”

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產生，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，結合蛋白質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，細胞內的各種生物化學反應不能正常進行了。

　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。霍亂弧菌通過人的腸粘膜并大量繁殖，同時產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合，使酶的活性完全喪失，這也是人誤食了有機磷農藥、有機氯農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，這些蛋白質可以和重金屬或有機物結合，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藥后，大量飲用牛奶或豆?jié){可使這些有毒物質沉淀下來不被消化道吸收，從而也就避免了這些有毒物質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。

探究活動

探究pH值對酶活性影響

了解pH對酶活性的影響、學習測定酶的最適pH的方法

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范圍內才表現(xiàn)它的活性。一種酶表現(xiàn)其催化活性最高時的pH值稱為該酶的最適pH。低于或高于最適pH時，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。

應當指出酶的最適pH受反應物性質和緩沖液性質的影響。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。

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。

取8個50毫升錐形瓶，編號。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

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。將8個錐形瓶中不同pH的緩沖液各取3毫升，分別加入相應(l一8號)的試管中。然后，再向每個試管中添加0.5%淀扮溶液2毫升。第9號試管與第5試管的內容物相同。

向第9號試管中加入稀釋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，檢驗淀粉的水解度，待結果呈橙黃色時，取出試管，記錄保溫時間。注意，掌握第9號試管的水解程度是本實驗成敗的關鍵之一。

以l分鐘的間隔，依次向第l至第8號試管中加入稀釋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號試管的保溫時間，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

學習檢定激活劑和抑制劑影晌酶反應的方法和原理

酶的活性常受某些物質的影響，有些物質能使酶的活性增加，稱為酶的激活劑；有些物質能使酶的活性降低，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的，有些物質在低濃度度時為某種酶的激活劑，而在高濃度時則為該酶的抑制劑。例如，氯化鈉達到1/3飽和度時就可抑制唾液淀粉酶的活性。

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。

取3支試管，編號。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，可以適當延長反應時間或者降低唾液稀釋倍數(shù)，然后再繼續(xù)實驗。

探究酶的專一性

本實驗以唾液淀粉酶和蔗糖酶對淀粉和蔗糖的作用為例，說明酶的特異性。

1、2%蔗糖溶液：蔗糖是典型的非還原糖，若商品蔗糖中還原糖含量超過一定標準，則呈現(xiàn)還原性，這種蔗糖不能使用。所以，實驗前必須進行檢查。本實驗用的蔗糖至少應是分析純的試劑。

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，添加適量蒸餾水及少量石英砂。用力研磨提取約l小時，再加蒸餾水，使總體積約為500毫升，過濾。將濾液保存于冰箱內備用。

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?；靹蚝螅眉毧谄抠A存。此試劑可長時間保存。

1、淀粉酶的特異性實驗

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。混合均勻后，放在沸水浴中煮2一3分鐘。觀察有無紅黃色沉淀產生，純凈的淀粉和蔗糖不呈陽性反應。

再取3支試管，每管各加入稀釋200倍的新鮮唾液l毫升。再分別加入l%淀粉溶液或2%蔗糖溶液各3毫升?；靹颍湃?7℃恒溫水浴中保溫，15分鐘后取出。各加本尼迪克特試劑2毫升，搖勻，放在沸水浴中煮2一3分鐘。觀察有無紅黃色沉淀產生。

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間采收的唾液內淀粉酶的活性并不相同，有時差別很大，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)不準確面影響實驗結果。稀釋好的新鮮唾液用濾紙過濾后待用。

2、蔗糖酶的特異性實驗

取2支試管，各加入蔗糖酶溶液l毫升，再分別加入l%淀粉溶液3毫升或2%蔗糖溶液3毫升。搖勻，放入37℃恒溫水浴中保溫，10分鐘后取出，各加入本尼迪克特試劑2毫升，混勻后放入沸水浴中煮2一3分鐘。觀察有無紅黃色沉淀產生。

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^察到試管內溶液呈現(xiàn)輕度陽性反應，這是由于蔗糖酶溶液本身含有少量還原性雜質的緣故。因此，用此管作為對照，即可解釋上述用淀粉作底物的試管內呈現(xiàn)輕度陽性反應的原因。

人教版高中高二生物上冊《植物的礦質代謝》教材分析

俗話說，磨刀不誤砍柴工。作為高中教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學生更好的吸收課堂上所講的知識點，幫助高中教師提前熟悉所教學的內容。關于好的高中教案要怎么樣去寫呢？下面是小編幫大家編輯的《人教版高中高二生物上冊《植物的礦質代謝》教材分析》，相信能對大家有所幫助。

人教版高中高二生物上冊《植物的礦質代謝》教材分析

第五節(jié)植物的礦質代謝

植物必需的礦質元素及其種類；根對礦質元素離子的吸收過程。

根對礦質元素離子的吸收和對水分的吸收是兩個相對獨立的過程。

實驗、授課一共兩課時。

掛圖、多媒體課件、實驗

1、引言

課前指導生物小組的同學用完全培養(yǎng)液和缺素培養(yǎng)液培養(yǎng)出一些植物體，以便課上展示給學生，引發(fā)他們對礦質元素對植物生活的作用的思考，以此引入本節(jié)內容。

也可以從分析植物體內化學物質的元素組成入手引入課題。例如，植物體內的物質中，蛋白質通常含有N，S、葉綠素含有Mg，核酸含有P，但植物體通過光合作用可從二氧化碳獲得C和O，通過根的吸水中獲得H和O。以此引導學生分析出植物體內含有的元素種類與植物吸收的元素種類之間的矛盾，從而很自然地引入植物還可從土壤吸收礦質元素這一事實。

也可以從根的滲透吸水直接引入，因為學生都知道土壤溶液中還溶解有各種礦質元素離子，這時可引發(fā)學生思考：溶于水的這些礦質元素離子是否是和水一起被吸收的？從而引入礦質元素離子的吸收。

2、礦質元素的概念

和根對水分的吸收情況一樣，學生在初中已學過有關無機鹽吸收有關的初步知識，因此，教師可提出一些問題，以了解學生對礦質代謝的理解程度，找出學生對礦質代謝理解上的偏差和不足，從而進行有針對性的教學。比如，教師可提出以下問題：

①植物收礦質元素離子的主要器官是什么?

②植物礦質元素離子的主要部位是什么？

③礦質元素在植物體主要以什么存在？

④植物體運輸水和礦質元素離子的通道是什么？知道這些通道在植物體的哪個部位嗎？

⑤礦質元素離子在植物體內都可以參與哪些生理功能？

⑥植物體內礦質元素離子是如何散失的？等等。

在討論了上述問題的基礎上，引導學生分析礦質元素的概念、必需元素的概念、植物體內哪些元素是大量元素、哪些元素是微量元素。

可把學生討論的重點放在“如何確定某種元素是植物必需的礦質元素的方法？”鼓勵學生提出自己的觀點和設計方案，以便滲透研究方法，對于激發(fā)學生學習興趣，豐富學生研究問題的思路有重要作用。

3、根對礦質元素離子的吸收過程，是本節(jié)教學的重點，也是難點

（1）根細胞對礦質元素的交換吸附

這是根細胞吸收礦質元素離子的第一步

可先讓學生做《根對礦質元素離子的離子交換吸附》實驗，在實驗過程中或實驗結束后，教師通過下面的問題串引發(fā)學生對交換吸附的思考和理解：

①通過《觀察根對礦質元素離子的交換吸附現(xiàn)象》的實驗，如何理解設置對照實驗的重要性。

《觀察根對礦質元素離子的交換吸附現(xiàn)象》實驗是一個簡單的單因子對照實驗。在單因子對照實驗中，有一個非常重要的要求，即，除了要研究的那個因素設置為可變外，其它所有條件都盡量保證一致。

在該實驗中，可變的因子只一個，即染色后的根放入的溶液不同，一個是氯化鈣溶液（為實驗組），另一個蒸餾水（為對照組），除了這個因素不一樣外，該實驗要求其它因素都盡量要保證一樣，如根發(fā)育的時期、剪取的根的條數(shù)，剪取的根的長度，染色的時間，兩種溶液的體積，等待的時間等等，這個實驗雖然很簡單，但學生對它包含的對照思想一定要重視并理解。

②為什么亞甲基藍可使根細胞染成藍色？

③為什么實驗后蒸餾水與其中的根都沒有發(fā)生顏色上的變化？

④為什么實驗后氯化鈣溶液變成淺藍色，而根的藍色褪去了一些？

⑤為什么在實驗中要選擇生長旺盛的根來做實驗？

⑥為什么要選擇亞甲基藍這種活體染色劑，如果換成別的能殺死細胞的染色劑的話，這個實驗的結果是否不受影響？

學生在討論這些問題時，教師可根據(jù)需要適當做一些知識和方法上的提示，最終使學生明白礦質元素離子交換的原理，然后可就上述實驗做進一步討論：

①在這個實驗一共進行了幾次礦質元素離子的交換吸附？

本實驗過程中實際涉及兩次交換吸附，第一次是在染色過程中，亞甲基藍陽離子與根細胞表面的氫離子交換；第二次是根細胞表面的亞甲基藍陽離子與氯化鈣溶液的鈣離子交換；

②本實驗的對照組是哪一組？

本實驗中用蒸餾水作對照的原因是蒸餾水中基本不含可供交換的離子。

③在這個實驗中，與亞甲基藍陽離子發(fā)生過交換的離子有哪些？等等。

（2）吸附在根細胞表面的離子通過主動運輸進入細胞內

可讓學生回憶主動運輸所需要的條件，即需要ATP和膜上有相應的載體蛋白；進而討論：

①“為什么礦質元素離子具有選擇性？”

或“為什么同種植物對同一溶液中的不同離子或同一鹽分中的陰陽離子的吸收量不同？”

或“為什么不同種植物對同一種礦質離子的吸收量不同？”

植物對礦質元素有選擇吸收的原因是什么呢？根吸收礦質元素離子是一個主動運輸過程，而主動運輸是需要蛋白載體的，因此，根細胞膜上如果有某種離子的載體，這個細胞就可以吸收這種離子，而且該離子的載體越多，一定范圍內，根細胞對這種離子的吸收也就越多。

理解了這點后，學生就可以解釋下面的現(xiàn)象，即硝酸鈉溶液水解后是中性的，為什么常施用這種氮肥后土壤會呈堿性？學生在化學課已學過，硝酸鈉是強酸強堿鹽，硝酸鈉水溶液水解后呈中性，但為什么土壤長期使用這種氮肥后土壤會堿化，即pH升高呢？同學可從根細胞膜上的載體去分析：我們已學過，根細胞在進行離子交換吸附時，硝酸根陰離子與碳酸氫根離子相交換，鈉離子與氫離子相交換。氮元素是植物體生長所必須的，而鈉元素在植物體含量甚微，可以想見，植物根細胞膜上運輸含氮離子的載體數(shù)量要遠遠超過運輸鈉離子的載體數(shù)量，因此根細胞吸收的硝酸根離子多，而吸收的鈉離子數(shù)量少，即硝酸根離子與碳酸氫根的交換量大，結果土壤中的碳酸氫根量就大于氫離子，從而使土壤堿化。

有了上面的基礎，學生還可以分析下面兩個例子：

（1）硝酸氨溶液水解后是酸性的，為什么常施用這種氮肥后土壤溶液pH不會發(fā)生很明顯的變化？

（2）硫酸氨溶液水解后是酸性的，為什么常施用這種氮肥后土壤會呈酸性？

②“當外界溶液中某種礦質元素離子的濃度足夠大時，為什么礦質元素離子吸收速率達到一定程度后就不再升高了？”

③“為什么礦質元素的吸收與植物細胞的呼吸作用有密切的聯(lián)系。？”

（3）根對礦質元素離子和水分的吸收是兩個相對獨立的過程，是教學的難點

學生討論下面的問題：

①引導學生對課文中講述的有關用菜豆做的實驗等實例進行分析和討論。

②增加不同植物在同一營養(yǎng)液中吸收礦質元素離子數(shù)量的差異的討論。

③增加農業(yè)生產實踐上中耕松上、除草、保墑外、通氣起什么作用的討論。

④離子的吸收為什么有載體飽和效應，例如根細胞中K+或其他礦質元素離子的濃度已高于土壤溶液中的濃度、但是，植物的很仍然吸收這些必需的礦質元素離子?？梢砸龑W生對這一現(xiàn)象進行討論，使學生明白植物的吸水量與離子吸收量不呈正相關。

⑤呼吸抑制劑為什么能抑制離子吸收，卻不抑制水的吸收

⑥植物對離子的吸收速率遠比吸水慢

3、礦質元素的運輸和利用

（1）礦質元素的運輸

引導學生討論：

①礦質元素進入根毛以后如何最終進入導管和礦質元素如何被利用？

②為什么說根對礦質元素離子和水分的吸收是兩個相對獨立的過程？

或有的同學認為蒸騰作用是吸收礦質元素的動力，同時也是運輸?shù)V質元素的動力？學生認為這個說法對嗎？

通過分析蒸騰作用的過程，引導學生得到下面的結論：

蒸騰作用是植物體的根吸收水分和運輸水分的動力。

通過分析礦質元素吸收過程，學生應該已經(jīng)知道，植物的根細胞吸收礦質元素與兩方面條件有關，

其一，根細胞對礦質元素的吸收與其呼吸作用密切相關，尤其是有氧呼吸，因為呼吸作用為根細胞進行離子交換吸附提供了可供交換的離子，即碳酸氫根離子和氫離子；同時根細胞呼吸作用過程中合成的ATP又為吸附在根細胞表面的礦質離子進入根細胞的主動運輸過程提供了能量。所以說，水分的吸收其動力是蒸騰作用，而礦質元素吸收的動力則不是蒸騰作用。

其二，由于根吸收礦質元素離子是一個主動運輸過程，而主動運輸是需要蛋白載體和能量的，因此，根細胞膜上運輸?shù)V質元素的載體及其數(shù)量就起著重要的作用，這點一會兒還會談到。

通過分析礦質元素運輸過程，讓學生知道，礦質元素是與水一起由植物體的導管運輸?shù)模鋭恿橹参锏恼趄v作用。因此說，水分和礦質元素運輸?shù)膭恿Χ际侵参锏恼趄v作用。

因此說，植物吸收水分和吸收礦質元素是兩個相對獨立的過程，雖然二者是一起被運輸出，而二者的吸收方式獨立。

綜上可知，認為蒸騰作用是吸收礦質元素的動力，同時也是運輸?shù)V質元素的動力，這種說法是不正確的，因為認為蒸騰作用是運輸?shù)V質元素的動力，而與礦質元素的吸收無關，即植物運輸水分和運輸?shù)V質元素是一個同一過程；而植物吸收水和植物吸收礦質元素離子不是同一過程，因此蒸騰作用能促進水的吸收和運輸，也能促進礦質元素的運輸?shù)牡览?，但不能促進礦質元素離子的吸收。

如果有時間的話的，教師可引導學用表解的形式總結根細胞吸水與根細胞吸收礦質元素離子的異同：
水分吸收
礦質元素的吸收
區(qū)別
原理與過程不同
滲透作用
交換吸附和主動運輸
吸收的動力不同
細胞內、外溶液的濃度差；蒸騰作用形成的蒸騰拉力
ATP
運載工具
不需
細胞膜上運載離子的載體
聯(lián)系
1、礦質元素一定要溶解在水中，才能被根部吸收

2、水參與完成交換吸附的離子的生成過程

3、礦質元素在植物體內的運輸是隨著水分的運輸達到植物體的各部分

4、礦質元素被根細胞吸收后，又會影響細胞內外溶液的濃度，從而影響根對水分的滲透吸收

　老師可向學生介紹植物體除了根以外、葉片等部位也能吸收礦質元素離子，及其在農業(yè)生產實際中的重要意義。

（2）礦質元素離子的利用

教材介紹了礦質元素離子在植物體內的存在形式與其能否被重復利用之間的關系。

老師可引導學生進行列表比較，如

礦質元素的利用取決于礦質元素在植物體內的存在形式

存在形式
離子
不穩(wěn)定的化合物
穩(wěn)定的化合物
移動情況
容易移動
可以轉移
不能轉移
利用情況
反復
多次
一次
集中部位
大多分布于分生區(qū)和幼葉等代謝旺盛的部位
大多分布于分生區(qū)和幼葉等代謝旺盛的部位
往往在越老的器官中含量越多
缺乏時受害部位
老
老
幼嫩
舉例
K
K、P、Mg
Ca、Fe