高中生物 降低化学反应活化能的酶（第1课时）教学设计 新人教版必修1

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1、高中生物降低化学反应活化能的酶（第1课时）教学设计一、设计理念在新课程实施中，应注重培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物科学素养。本节课按照课标要求，倡导探究性教学，鼓励学生主动参与、合作学习、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。教师通过图示引入、引导学生阅读教材、提出问题实现知识的呈现和情景创设等，激发学生的求知欲，进而引发学生对问题的自主协作式的探究学习，有利于学生科学素养、协作精神的培养，有利于培养学生的创新精神和实践能力，有利于学生主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观。教学过程中不仅重视知识

2、的获取，而且更加重视学生获取知识的过程及方法，更加突出地培养学生的学习能力，体现了“教为主导，学为主体”的思想。 二、教材分析新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础，而新陈代谢的进行又离不开酶的催化作用，因此，了解酶的作用和本质，为理解细胞中复杂的生命活动的顺利进行奠定了基础。本节内容还与选修模块的相关内容有着内在联系。例如，选修模块中有关酶的应用等，都是以“酶与代谢”部分的相关内容为基础的。此外，学生通过有关酶的的探究性学习活动获得的技能，对进一步学习生物技术实践等知识起到保证作用。本节内容在高中课标中要求：说明酶在代谢中的作用。但对学生潜在的知识和能力要求比较高。对照实验规范、变量分析能力

3、和生物学研究思想的领悟是本节关键。这些都是新课程中探究性学习必须具备的素质。教师利用课本资源，加强学生实验能力的训练非常必要。三、学情分析学生通过初三、高一阶段化学的学习，对于纯化学反应已比较熟悉，但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂酶的认识有限。工业制氨的化学反应是在高温高压并且催化剂作用下进行的，细胞内部却是常温常压的温和状态，而细胞代谢包括一系列的化学反应，这些化学反应的进行应该有生物催化剂酶的参与，才能使其高效有序的进行，由此从学生熟悉的知识引入对酶相关知识的学习。四、资源分析充分利用课本中的资料和插图，突破“酶降低活化能”的难点；制作多媒体课件辅助教学，深化和扩展知识，呈现动态变化

4、、实验过程、数据、表格、问题等，帮助学生理解；充分调动学生的学习积极性，对实验内容、科学发现史进行预习，并收集相关资料。五、教学目标知识目标1、说明酶在细胞代谢中的作用、本质。2、阐述细胞代谢的概念能力目标1、通过自主学习，培养学生推理、比较、分析、归纳总结的能力。2、通过有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。3、在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中，提高运用语言表达的能力以及分享信息的能力。情感态度与价值观目标1、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的，。认同科学家不仅要继承前人的

5、科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神和态度。2、通过小组间的讨论、合作与交流，培养学生的合作互助精神。3、通过让学生了解酶的发现过程，使学生体会实验在生物学研究中的作用和地位；通过讨论酶在生产、生活中的应用，使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系。六、教学重点和难点1、教学重点酶的作用、本质 2、教学难点酶降低化学反应活化能的原理控制变量的科学方法七、教学用具多媒体课件、实验器具八、教学方法实验演示法、讲授法、探究法、问题导学法、小组讨论法、比较法、归纳法等九、课前准备实验材料用具的准备、课件制作、学生预习有关内容十、教学过程教学内容教师

6、活动预设学生活动预设设计意图导入新课多媒体展示图片：多酶片、嫩肉粉、加酶洗衣粉、生物酶牙膏等，并请同学谈谈自己生活中接触过的酶还有哪些，谈谈对酶的了解。早在1783年，科学家就进行了有关酶的研究，多媒体展示意大利科学家斯帕兰札尼的实验。提出问题：1、这个实验要解决什么问题？2、是什么物质使肉块消失了？3、怎样才能证明你的推测？4、该实验设计的巧妙之处在哪里？在学生回答的基础上，引导学生概括出科学探究的一般方法：提出问题作出假设设计实验证明假设得出结论学生观察图片，并发表各自的见解学生阅读相关实验内容，利用初中学过的消化酶的知识去解答相关问题。让学生感受到酶在工业、食品业、医药卫生和科研等方面发

7、挥着巨大作用，酶与生活息息相关，从而激发学生学习酶的兴趣。以科学家的实验引起学生兴趣，在积极思考的过程中体会科学研究的一般方法细胞代谢在初中化学学习中，同学们都学过催化剂，那无机物催化剂和生物体内的催化剂的反应条件有什么不同呢？生物体的活细胞每时每刻都在进行各种化学反应，始终处于自我更新的状态，我们就把细胞内所有化学反应统称为细胞代谢。酶在细胞代谢中起什么作用？其作用原理到底是怎么样的呢？学生依据已有知识很容易想到无机催化剂需要高温高压，而细胞内的环境是一个常温常压的状态，由此推出酶的作用条件较温和。学生理解细胞代谢的概念学生对酶的认识有限，但对催化剂的作用比较熟悉，教学中可以利用学生对无机催

8、化剂的知识基础作为切入点，引导学生进入新课学习。酶在细胞代谢中的作用控制变量教师进行演示实验：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”，故意在操作步骤中设置几处错误（如3号和4号管中滴的FeCl3和肝脏研磨液不等量，共用一个吸管等），请同学们找错。讨论问题：1、2号管现象与1号管不同，说明了什么？2、3号和4号管并未加热，也有大量气泡产生，说明什么？3、4号比3号气泡更多，说明什么？体现了酶的什么特点？在学生回答的基础上，指导学生阅读课本P79相关内容，填写课件展示的表格内容：试管号1234变量组别对照组加入物质2ml H2O2 溶液无关变量实验处理不处理90水浴加热2滴FeCl3溶液2滴肝脏研磨液

9、现象气泡产生卫生香燃烧教师归纳自变量、因变量、无关变量、对照实验、对照组、实验组的概念，并介绍对照实验的三大原则：等量原则、单一变量原则、设置对照原则。提出问题：如实验改为“探究温度对酶活性的影响”，则自变量、因变量、无关变量分别为什么？思考：本实验有没有严格遵循三大原则，有没有不严谨之处，怎么改？教师总结本实验注意点：1、一定要选用新鲜的肝脏，为什么？2、将肝脏制成研磨液有什么意义？3、滴入FeCl3溶液和肝脏研磨液时，可否共用一个吸管？为什么？学生事先做好预习工作，熟悉书上实验的原理和步骤学生分组讨论，并回答问题在演示实验基础上填写出相关步骤及现象。阅读课文相关内容，理解自变量、因变量、无

10、关变量、对照实验等概念。 学生相互讨论后尝试回答问题。学生思考培养学生自学能力，设置错误步骤可引起学生的兴趣，增强学生的参与性。培养小组合作与交流能力。实验过程用表格的形式表达出来，条理清晰。学生通过实验来认识酶的作用和具有的高效性。培养学生阅读、理解的能力。这是学生第一次正式接触对照实验，又是难点，所以必须详讲、讲透。强化对照实验的知识。培养学生灵活运用新知识的能力。引导学生深入思考实验，培养学生发现问题、解决问题的能力。酶降低活化能通过刚才的实验中3号和4号管现象的比较，我们已经知道了酶的催化效率比无机催化剂更高，为什么呢？解释：常温下反应速率较慢，这是因为反应物分子的能量较低，温度升高后

11、，部分分子获得了能量，所以较易发生反应。2号管就是因为加热使H2O2分子获得了能量，所以容易分解产生氧气。由此引出活化能的概念：分子从常态变为易发生化学反应的活跃状态所需的能量。提问：3号和4号并未加热，为什么反应速率也会提高呢？课件展示表格：在20测得的H2O2分解的活化能条 件活化能/kJmol-没有催化剂催化75用胶态铂催化54用过氧化氢酶催化29提问：1、从表格所示数据能否推测出催化剂的作用原理？2、为什么酶比无机催化剂催化效率更高？利用课本中的插图51、52和多媒体课件播放动态过程，进一步帮助学生理解酶降低活化能的作用。小结：正是因为酶的催化作用，才使得细胞内反应能在温和条件下快速进

12、行。学生阅读P80相关内容，并结合实验理解活化能的概念。学生思考并得出结论：催化剂降低了化学反应的活化能，而酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著。活化能的概念是本节课另一难点。把化学反应比作爬高山，把有酶途径比作走穿山隧道，通过图片和动画直观的对比，使学生能够更容易掌握教材中的“酶降低活化能”这一难点。通过图表的分析，锻炼了学生转换图表信息的能力。教师尽量创造条件，如给出相关背景资料，相关知识链接等，让学生在自主探究的过程中获得能力的提高。关于酶本质的探索刚才我们通过学习，了解了酶的作用及其原理，那酶的本质到底是什么呢？指导学生阅读P81关于酶本质的探索，每组派一个代表模仿科学家陈述自己的主要

13、观点。思考问题：1、巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义和局限性？2、毕希纳是怎样结束这场争论的？他的结论是什么？3、萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原因是什么？归纳小结：巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德： 争论李比希： 毕希纳： 萨姆纳： 切赫和奥特曼： 学生在课前做好充分的预习工作，发挥团队合作精神，带着问题阅读课本。学生体会几位科学家的观点之间的逻辑关系，分析每位科学家的科学结论中可取之处与不足之处。学生归纳充分发挥学生自主学习的能力，培养学生比较、归纳的能力，训练学生从材料中提炼有效信息的能力。利用教材所给资料，合理设置问题

14、，使学生体验酶本质的探索历程。引导学生体会科学家科学研究的艰辛，培养学生敢于质疑、勇于探索的科学精神。酶的定义在科学家探究历程的基础上，从来源、作用、化学本质等方面尝试给酶下一个较完整的定义。 思考问题：1、酶主要在活细胞的哪里合成？2、酶的合成原料？3、如何来验证酶的化学本质？学生讨论总结出酶的概念。根据已学知识回忆出蛋白质的合成场所是核糖体，蛋白质和RNA的合成原料为氨基酸和核糖核苷酸，鉴定试剂分别为双缩脲试剂和吡罗红染液培养学生归纳总结的能力，复习已有知识，进一步巩固新知识，使学生真正理解酶的本质。课堂小结以师生问答的形式进行小结：酶为什么可以提高化学反应速率？为什么酶比无机催化剂的催化

15、效率更高？什么是酶？酶的本质是什么？学生反馈回顾课堂知识，构建知识体系，使所学知识系统化，强化重点知识，实现情感与价值观提升。反馈练习见后学生完成习题培养学生应用知识解决实际问题的能力。十一、板书设计第4节 降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质（一）细胞代谢细胞中所有化学反应的统称（二）酶的作用：1、活化能分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量2、酶的作用机理：酶通过降低化学反应的活化能来加快反应速率3、酶具有高效性的原因：酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著（三）酶的本质：绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA（四）酶的定义：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 来源 作用 化

16、学本质（绝大多数是蛋白质，少数是RNA）十二、习题1下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是（ ）。A要设置对照组和实验组 B要遵循单因子变量原则C无关变量要始终相同且适宜 D自变量要始终保持相同2关于活化能，下列说法不正确的是（ ）。A是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量B加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能C无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更多而加快反应速率D酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易进行3有关酶的叙述中，错误的是（ ）A. 所有的酶都含有C、H、O、N四种元素 B酶不一定只在细胞内起催化作用C酶并非只在体内合成，也可以从食物中获得 D. 人体内的

17、酶也在不断更新4一种化学反应PQR，图中所示的实线表示在没有酶的时候此反应的进程，在t1时将催化此反应的酶加入反应底物混合物中，图中能表示加入酶以后此反应进程的曲线是（ ）。Aa Bb Cc Dd5请根据下图回答下面的问题：（1）图中甲表示 ，判断的理由是 ；（2）若图中的乙表示人类食物中的二糖，则丙、丁可能为 ，甲可能为 ；（3）某些特制的洗衣粉能够除去衣物上的奶渍、血迹，该过程中相当于图中甲的是（ ）。A 蛋白质 B蛋白酶 C脂肪或脂肪酶 D蛋白质氧化酶6下图是测量过氧化氢酶与过氧化氢反应放出氧气的实验装置，水槽内注有清水，倒置的量筒内也充满了清水。提前制作大小相同的圆形小滤纸片若干。实验

18、过程如下：实验一制备新鲜动物肝脏的研磨液；将4片圆形小滤纸片在肝脏研磨液浸泡后取出，并贴在反应小室上侧的内壁上（如图A所示）；向反应小室内加入10 mL H2O2溶液（如图A所示）；将反应小室旋转180度，成图B所示状态；每隔30 s读取并记录量筒中水面的刻度一次，共进行5 min。实验二除了将圆形小滤纸片的数量改成2片，其他均与实验一相同。请回答：（1）上述两实验探究的问题是 与酶促反应速率的关系。（2）请你设计一个用于记录观察结果的表格，记录的单位是mLO2/30 s。7对照实验一般要设置对照组和实验组。下图是验证酶的催化特性的几组对比实验，15号试管内装有等量的H2O2溶液，14号试管控

19、制温度与加入不同的物质，请回答下面问题。（1）1号和2号试管均能放出比3号试管更多的气泡，这说明了什么？（2）2号放出的气泡比1号又多又快，说明了什么？这组对照实验中自变量是什么？ （3）若2、3、4号试管是为了验证酶的某一项特性而设置的对照，则 号试管设 置得不科学，改进的方法是 ，改进的这一条件在该组实验中属于 变量，在对照实验中对这种变量的控制要求是 。（4）若要证明酶的活性是否受pH的影响，而再增设5号试管，请补充：5号试管应加入 ；5号试管的温度应控制在 ； 你设置的5号试管与 号试管可作为一组对照实验。用带有余烬的火柴去分别试探这两只试管口，根据出现的现象将得出相应的结论。十三、教学反思教学过程的设计注重提问的艺术，层层相扣；一系列的探究实验引导着学生去积极思索，演示实验中的故意出错，激发学生探究的兴趣；引导学生大胆交流表达，使学生逻辑思维和表达能力得到提升；从酶的发现史中认识酶的本质，更有助于学生的理解，体会科学研究的艰辛，培养顽强的拼搏精神；大量采用鼓励性评价机制，发挥学生潜能，注意培养学生敢于质疑，敢于创新，大胆猜想的科学精神和态度价值观。本节课不足之处：由于时间较紧，一部分实验留待课后操作，使得部分基础较差的学生对于对照实验的知识无法全部接受。