1、“酶”相关概念的解析赵锦程1孟昭来2(1 内蒙古北方重工业集团有限公司第三中学包头014030;2 黑龙江省大庆市大庆中学大庆163712)摘要本文对“酶活性”“酶促反应速率”“酶活力单位”等概念进行了详细说明和易错点解析，旨在帮助教师和学生深层次理解概念。关键词酶活力酶促反应速率酶活力单位酶的比活力“酶”是高中生物学的重要内容，在必修和选修内容中均有涉及，在这部分内容的学习过程中，有很多含义相近的概念一直困扰着教师和学生，如“酶活性”“酶活力”“酶促反应速率”“酶活力单位”等。1酶活力(酶活性)与酶促反应速率酶活力又称酶活性，是指酶催化一定化学反应的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所
2、催化的某一化学反应的反应速度来表示。酶促反应速率就是指酶催化某一反应的速度。一般用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。虽然“酶活力”用“酶促反应速率”来表示，但是这也是两个不同的概念。酶促反应速率受到诸多因素的影响，如温度、pH、酶浓度、底物浓度、产物浓度等。而酶活力是指酶催化一定化学反应的能力，这种能力指的是特定条件下的酶促反应速率，这里的特定条件是指底物足量(底物浓度足够大)、pH 和温度保持恒定且最适(温度一般是 25)、产物对反应速率无影响(产物浓度极小)。所以在实践中，测定酶活力时，必须使用酶促反应初始阶段的速度，这是因为在反应的开始阶段，反应速率基本维持不变，
3、随着反应时间的延长，反应速率逐渐下降。反应开始阶段，可以认为底物的量充足，产物的量极少，产物不会抑制反应;随着反应时间延长，底物逐渐消耗，产物逐渐增多，从而抑制了反应的进行，反应速率下降。2酶活力单位2 1酶活力单位是衡量酶活力大小的单位人教版高中生物学教材选修 1生物技术实践 中提到“酶活力单位”一词，并定义为“1 个酶活力单位是指在温度为 25，其他反应条件，如 pH 等均为最适的情况下，在 1 min 内转化 1 mmol 的底物所需要的酶量1。”部分教师和学生按照定义认为:“酶活力单位越小，1 min 转化 1 mmol 的底物所需要的酶量就越少，酶活力就越高”。出现这种错误理解的原因
4、是，将“酶活力单位”一词错误理解为一个描述酶的特征的概念，而事实上这个词的重点在“单位”二字上，“酶活力单位”是酶活力大小的单位，就像“米”是长度大小的单位一样。单位是衡量某个量大小的统一标准，生活中一般不会有“某个量的单位越大，这个量就越大或越小”的表述方式。2 2酶活力单位有多种定义下面简单介绍几种酶活力单位的定义。国际单位(IU)，在规定条件下(25、pH 和底物浓度等最适)，1 min 内催化 1 mol 底物转化的酶量为一个酶活力单位2，即 1 IU=1 mol/min。Katal 单位(简称 Kat)，在规定条件下(25、pH 和底物浓度等最适)，1 s 内催化 1 mol 底物转
5、化的酶量为一个酶活力单位2，即 1Kat=1mol/s。Kat 单位与国际单位之间的转化关系为，1 Kat=1 mol/s=60 mol/min=60106mol/min=6107IU。习惯单位(U)，在生活中，人们往往根据实际需要自定义酶活力的单位，如蛋白酶的酶活力单位可以定义为，在规定条件下(25、pH 和底物浓度等最适)，1 min 内蛋白酶催化酪蛋白产生 1 g 酪氨酸的酶量，即1 U=1 g/min。所以在使用“酶活力单位”一词时，首先应该说明，建与应用”，No 2022JSY003;2023 年度陕西省哲学社会科学研究专项课题“陕西省青少年科学素质的测评与提升策略研究”，No 20
6、23QN0057)主要参考文献1 郭华 深度学习及其意义 J 课程教材教法，2016，36(11):25322 康淑敏 基于学科素养培育的深度学习研究J 教育研究，2016，37(7):1111183 吴举宏 促进深度学习的中学生物学教学策略J 生物学教学，2017，42(10):18204 张登华 促进学生深度学习的学案问题设计策略J 生物学教学，2017，42(7):20225 俞丽萍 深度学习视野下课堂互动的优化策略J 生物学教学，2016，41(2):22236 徐汛峰，付雷 基于深度学习的高中生物学单元学习目标及评价设计 以“生物的进化”为例J 生物学教学，2020，45(8):12
7、167 田海 运用教具促进初中学生的深度学习J 生物学教学，2020，45(10):2930 49生物学教学2023 年(第 48 卷)第 5 期人教版新教材中“拓展应用”题的教学实践思考王艳宏(贵州省仁怀市第五中学遵义564500)摘要通过分析归纳人教版高中生物学教材 分子与细胞(2019 版)各节内容后的“拓展应用”题目，结合该栏目的教育价值和教学现状，经过教学实践和总结，提出了新教材拓展应用题在教学中的使用方法，旨在更合理地利用好教材资源，提高教学效益。关键词新教材拓展应用栏目普通高中生物学课程标准(2017 年版 2020 年修订)中提到“教材应成为落实课程目标的基本教学资源”1，人教
8、版新教材“拓展应用”题是对学生进行评价的重要教学资源，相比之前的版本，其阅读量和信息量都较大，题目增多，完善或新增了很多应用情境，涉及的内容包罗万象。任务类型也多种多样，有热点辨析评价类、比较分析类、解释原因类、练习作答类、实践研究类等，评价目标更加清晰。经调查，教学中“拓展应用”题开发利用情况不尽如人意，对题目进行简单解释是常有的教学方式，该栏目的教育教学价值没有得到较好的体现。充分研究新教材才能利用好其中的资源，关于对新教材“拓展应用”题的使用方法，结合必修 1 的教学实践提出了几点思考。1作为课堂练习题，强化必备知识必备知识是能力形成的基础和支撑，将练习作答和推理分析类的“拓展应用”题改
9、编成课堂练习使用很有必要。例如第 1 章第 2 节拓展应用第 2 题:该题以肺炎支原体为材料，设置了 3 个问题。此题可以在辨析原核细胞和真核细胞时使用，建议使用三张图片，分别为支原体、动物细胞和植物细胞模式图，学生结合相关问题，对比分析图片后回答，培养科学思维。再如第 2 章第 2 节的拓展应用第 2 题:用具有镇痛作用的药物脑啡肽为材料，并呈现了该分子的结构式，设置了3 个问题。该题含基础填空，也有推理分析，在进行脱水缩合形成蛋白质的教学时可以当练习使用，以增强学生对基本概念的理解。除此之外，“光合作用的原理和应用”一节后的拓展应用第 1 题，可以作为考查影响光合作用的环境因素的练习题使用
10、，检测学生对重要概念的理解和应用。2利用题目提供的素材，引入新课有的“拓展应用”题包含的信息引人遐想，容易激起学生的探索兴趣，将其改编作为课堂导入素材也是如何定义“酶活力单位”。如上所述，人教版教材中给出的酶活力单位，就是一种自定义单位。3酶的比活力生产中常用“酶的比活力”来表示酶的纯度。“酶的比活力”是指每毫克蛋白质所含有的酶活力单位数，即比活力(U/mg)=酶活力(U/mL)蛋白质浓度(mg/mL)。在教学中，教师往往关心如何比较两种酶的活性大小，下面举一个简单的例子说明。假设有两种酶，蛋白酶 A 和蛋白酶 B;定义一个酶活力单位为 25、pH 和底物浓度等适宜条件下，1min 内蛋白酶催
11、化酪蛋白产生 1g 酪氨酸的酶量，即1U=1g/min;称取20mg蛋白酶 A配置成 20mL 酶液，从其中取出 0 1mL，以酪蛋白为底物，结果表明 10min 产生200g 酪氨酸;称取40mg 蛋白酶 B 配置成20mL 酶液，从其中取出0 1mL，以酪蛋白为底物，结果表明 10 min 产生 400 g 酪氨酸。蛋白酶 A 溶液的酶活力为 200 g10 min0 1 mL=200U/mL;蛋白酶 B 溶液的酶活力为 400g10min0 1 mL=400 U/mL。蛋白酶 A 溶液的浓度为 20 mg20mL=1mg/mL;蛋白酶 B 溶液的浓度为 40 mg20 mL=2mg/mL
12、。蛋白酶 A 试剂的比活力为 200 U/mL1 mg/mL=200 U/mg;蛋白酶 B 制剂的比活力为 400 U/mL2 mg/mL=200 U/mg。所以如果从两种酶溶液角度来看，酶活力不同;但由于两种酶溶液的浓度不同，最终计算出的酶制剂比活力相同。另外有教师习惯讨论一个酶分子的活性，但在生产实践中，很少讨论这一问题。从上面的例子也可以看出，在讨论酶活性时，并不是单独讨论一个酶分子的活性，而是讨论整体酶溶液或者酶制剂的活力。如果要研究一个酶的催化能力，可以使用“酶的转换数”这一概念，酶的转换数是指酶被底物饱和时，每分子酶在单位时间内转换底物的分子数2。(基金项目:内蒙古包头市“十四五”教育科研规划课题“基于大概念的高中生物学大单元教学设计的实践研究”，No BTJKYGHP202157)主要参考文献1 朱正威，孙万儒，赵占良 生物选修 1生物技术实践M北京:人民教育出版社，2007:272 郑集，陈钧辉 普通生物化学 4 版M 北京:高等教育出版社，2012:218219 59生物学教学2023 年(第 48 卷)第 5 期
