谈有机与生化中酶化学的教学

车光兰

[摘 要]生物体的基本特征之一，是它不断地进行新陈代谢，而新陈代谢是由为数众多的各式各樣的生化反应组成的，这些生化反应都是由酶来催化完成的。酶是一类由活性细胞产生的具有催化作用和高度专一性的特殊蛋白质。简单地说，酶是一类由活性细胞产生的生物催化剂事实上，没有酶，就没有代谢，也就没有生命。

[关键词]生物体；酶；蛋白质

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.01.132

那么，怎样才能使学生学好这部分内容呢？在教学实践中，我体会到，教师必须把教学的侧重点放在充分调动学生学习的积极性和主动性上，让他们参与到教学活动中来。动手做，动脑想，动眼看，动口说，是上好课的关键。而教师针对不同的教学内容，采用灵活多变的教学形式，无疑是引导学生主动学习，积极思维的“催化剂”。在这一部分的教学中，我采用以下三种教学方法。

1 以旧导新法

一个新内容的引出，一般都离不开原有知识的基础。以旧导新法就是要找出新旧知识的内在联系，有目的、按层次地复习过去所学过的一些知识，适时地扩展成新内容，使学生在轻松的气氛中，接受了新知识，也巩固了已学过的内容。如在介绍酶的概念时，首先联系生活，演示一段介绍性文字：“酶——据统计，至今人们已发现2000多种酶，作为商品的也有120多种。”并配上相关图片（如加酶洗衣粉，加酶牙膏等），教师根据已学过的知识，涉及一系列的问题，层层深入，步步逼入主题：①实验室中是如何制取硝基苯的？②在制取硝基苯中硫酸的作用是什么？③还有哪些需要催化剂的反应？④什么是催化剂？⑤加酶洗衣粉的使用说明上为什么要标注低于70℃？设置了一些思考讨论，以任务驱动的方式，刺激了学生知识的内部转化和深入。例如结合学生已有的知识经验讨论促进过氧化氢分解的速率的途径。以化学实验中提高反应速率的方法，以及细胞内的环境作提示引出学生对于细胞内生物催化剂酶的认识。通过问题设置，使学生拓展对酶定义的理解。

最后根据学生的回答进行总结：自然界中有许许多多的化学反应都必须有催化剂参与，而这些催化剂绝大多数都是强酸或强碱；在生物体内，新陈代谢过程也是有许多化学反应构成的，这些反应同样需要催化剂，这些催化剂显然不可能是强酸和强碱，由此，很自然低引出酶的概念，同时也为下一步的教学打下了基础。

在介绍酶的化学本质时，可首先提问如何证明酶是蛋白质。学生可根据已学过的蛋白质知识，列举出许多种方法，然后让学生根据催化剂和蛋白质的性质，总结酶与非生物催化剂的异同，最后由教师加以整理和概括。

这样，通过对已学过知识的不断设问，紧紧吸引学生的注意力，使学生的思维始终处于“活化”状态。在思考的同时，培养了学生发散思维的能力。

2 实验推理法

传统的教学方法是先讲理论，后进行实验论证。使用这种方法，由于学生在实验前以大体知道了实验结果，故在试验中，往往漫不尽心，不够认真。实验推理法就是以试验为基础，通过实验设疑，然后引导学生去探索其因果关系。如在介绍影响酶促反应因素时，首先教师根据教学内容，精心设计几组测定酶活力的实验，要求学生边做边把实验结果记录下来。由于实验前胸中无数，激起学生对实验现象极大关注和好奇心，实验也格外仔细，一丝不苟，基本上都能得到正确结果。课上教师根据实验提出问题：①在实验中，有哪些因素是可以改变的？（试管大小、过氧化氢的浓度和使用量、反应的温度、反应的时间长短、加入的试剂、过氧化氢的分解速率……）我们称这些在实验过程中可以改变的因素为变量；在实验设计的四支试管中，有哪个因素是不一样的？（我们改变了反应条件，而保持其他变量一样。在实验中我们人为改变的变量称作自变量）②在什么情况下酶活力最强？③为什么在这种情况下酶有最大活力？由此引出最适温度、最适pH值、酶激活剂和抑制剂等概念，然后引导学生逐一分析每组实验中酶活力降低的因素和原因。以实验和问题讨论两个方面作为了活动的载体。围绕这两个方面进行学生活动，让同学大胆尝试，在原有实验基础上设计了新的实验，最后教师在“解疑”的基础上引导学生把知识系统化、条理化。

对实验加深思考，通过问题串驱动学生真正理解变量、自变量、因变量、无关变量、对照实验的真正含义，得出进行生物实验的原则；以问题形式带领学生从本实验实例中总结出实验设计的基本原则：单一变量原则和设计对照实验原则。探究活动有利于培养学生的创新精神和实践能力，有利于学生主动构建知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观。这一活动需要学生自己决定和判断很多因素，如设计探究的方向，设计实验的步骤，选择实验的材料，如何控制变量，如何检验结果……无疑，这对于学生来说是非常具有挑战性的。

阅读关于酶本质探索的资料分析过程，也是通过问题设置，使学生拓展对酶定义的理解，学生自己通过实验推理得到的知识，印象深刻，不易遗忘。同时在实验推理过程中也锻炼了学生的实验操作能力和逻辑思维能力。

3 形象思维法

生物大分子生物学功能的发挥依赖于分子结构的稳定，而一个分子的空间结构往往是教学中的难点。对于一个复杂的生物大分子，教师很难用语言清楚地说明一个分子中个原子或基团在空间的分布，学生也很难单凭想象就了解分子在空间的形状。形象思维法就是利用大量直观的教具，如模型、挂图、幻灯等，给学生创造一个直观的环境，让学生在对直观教具观察的基础上进行思考，并把学生的这种具体的形象思维引升到抽象的概括思维。

又如在介绍酶的结构时，教师首先向学生展示酶的结构模型。通过模型，学生可以直接观察到底物与酶的活性中心结合的情形以及活性中心结构改变后对酶活力的影响。然后结合挂图引导学生认识到酶的活性中心以及维持活性中心稳定的那些结构都是蛋白质分子中一些特定的化学基团，如果这些基团发生化学变化，就会影响活性中心与底物的结合，使酶的催化活性受到影响。

这样在观察的过程中，引导学生将感性认识上升到理性认识，在理解知识的同时，锻炼了学生的观察力、想象力和思维力。

总之，教师利用课本资源，加强学生实验能力的训练非常必要，基于个人理解，示范、规范领悟和尝试运用是程序性知识习得的有效途径。通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进，通过问题推进，诱导学生明白酶学习的主题。教学活动是以学生为主体，教师为主导的双边的积极活动，酶化学的教学是如此，以过氧化氢为例，联系初中有关过氧化氢知识（如反应与温度、MnO2的催化等），尝试与无机催化剂比较，激发学生探究细胞内过氧化氢受到酶作用的求知欲望。本节课教学中自认为可取之处有：①组织学生挑教师精心设计的实验的“不足”，创设情境让学生“卷入”到教师的实验中来，促进学生领悟实验规范。②展示研究历程，激发学生对生物化学研究方法思想的领悟，培养学生科学探究的意识和能力。在后面问题探究寻求解决过程中，发现学生巧妙地运用由现象到结构，再到物质的性质，最后对物质进行分离、提纯和鉴定的科学探究思想，而且尝试类比研究。教师只有根据学生情况和教学内容，精心设计每一个教学环节，最大限度地启迪学生的思维，就会使教学效果达到最佳状态。

参考文献：

[1]赵剑，冯俊华.企业DNA模型研究[J].中国市场，2010（Z1）.

[2]高琳.实时荧光定量PCR鉴别食品中猪源性成分的研究进展[J].中国市场，2010（52）.