高中生物《酶的特性》教学设计5

第5章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶二酶的特性教学设计教学目标知识目标1、阐述细胞代谢的概念。说明酶在细胞代谢中的作用和作用实质。掌握酶的本质。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、进行有关的实验和探究，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。情感态度和价值观目标1、通过学生自主学习，培养学生收集、处理信息的能力，并鼓励学生养成一个积极思考，细致严谨地处理信息的好习惯，帮助学生更好的适应现在的信息社会。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、通过学习生物学家研究酶的本质的过程，激励学生学习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。同时引导学生认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的。4、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。重点酶的作用、本质难点1、酶降低化学反应活化能的原理。2、控制变量的科学方法。知识点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。考试点说明酶在细胞代谢中的作用、本质。能力点说明酶在细胞代谢中的作用、本质。自主探究点控制变量的科学方法、对照实验的设计原则。易错易混点酶在细胞代谢中的作用、本质。训练点酶在细胞代谢中的作用、本质。拓展点说明酶在细胞代谢中的作用、本质。教法与学法谈话法、探究学习法、直观教学法教学模式单元组教学模式、诱导探究教学模式教具多媒体课件教学内容教师活动预设学生活动预设设计意图一、导入新课将雕牌加酶洗衣粉的图片展示给同学们，启发他们思考：1、同样的洗衣粉，一个加酶一个不加酶，哪种对衣物的去渍速度快，洗衣服省时又省力，为什么？2、酶的作用和本质是什么呢？激发学生的学习兴趣，引导学生将所学知识与生活实际相结合。教师引导学生由无机化学反应转移到细胞中的有机化学反应。同时思考，酶的作用和本质是什么。二、探究新知1.细胞代谢【问题探讨】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→得出结论教师提示：通过问题探讨可以看出斯帕兰札尼的实验实质上就是化学反应。那么，细胞中每时每刻都进行着许多化学反应统称为细胞代谢。引发学生思考：细胞代谢能否释放能量？生命活动是否需要能量供应？引出细胞代谢与生命活动的关系：细胞代谢是生命活动的基础。学生阅读P78问题探讨，思考、讨论，解决问题。学生回答，学生评价，教师引导分析，答对的要肯定、鼓励、赞扬；答错的也要保护学生的积极性。教师引导分析问题探讨，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。2.酶在细胞代谢中的作用（1）设计实验a.实验思路b.进行实验C.观察结果d.展示结果e.实验总结（2）活化能的概念（3）酶降低活化能细胞代谢是细胞生命活动的基础，那么酶在细胞代谢中起什么作用呢？下面我们通过一个实验来探讨一下。实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验前介绍：动植物在代谢中产生的过氧化氢，对机体是有毒的。机体通过过氧化氢酶，催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。铁离子也可催化这一反应。2H2O2H2O＋O2启发引导，实施实验。实验可以分成几组？要观察过氧化氢的分解，每支试管中首先要加入什么？如何利用老师提供的实验用品，使设置的反应条件得以实现？通过什么现象判断过氧化氢分解的速率？注意实验中的细节问题：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？课件展示学生完成的实验设计：试管号1234变量组别对照组加入物质2mlH2O2溶液无关变量实验处理不处理90℃2滴FeCl3溶液2滴肝脏研磨液现象气泡产生卫生香燃烧同时，做出【温馨提示】过氧化氢具有腐蚀性，实验过程中注意安全，不要接触皮肤。学生在完成实验的基础上，填写课件展示的表格内容。请两个同学代表小组发言，描述实验的过程和现象。回答“讨论”的问题并总结“结论”，提出发现的问题或疑问。实验中3号和4号管现象的比较，让学生感悟酶作为催化剂的突出特点——高效。20%的新鲜肝脏研液1滴3.5%的FeCl3溶液1滴生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1无机催化剂：Fe3+Fe3+的相对数量：25万最后，教师归纳、总结、完善学生讨论的成果。同时，引导学生对比分析自变量、因变量、无关变量、对照实验、对照组、实验组的概念，并结合实验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。将第1、2组实验结果进行分析和比较，结合动画，并通过利用手势帮助学生理解，总结出活化能的概念。【教师点拨】化学反应是分子破裂后重新组合成新分子的过程。分子破裂需要能量，破裂后易发生化学反反应，我们把易发生化学反应的状态成为活跃态，未破裂之前的状态称为常态。分子从常态变为活跃态所需的能量就称为活化能。常温下化学反应速度较慢，原因就是由常态变成活跃态的获能过程较长。2号试管加热是为过氧化氢分子提供了能量。【教师拓展】（1）分子获能的方法有哪些呢？（2）活化能与加热温度与加热时间和反应速度有什么关系？（1）加热、加压等。（2）活化能越高，所要加热的温度就越高，加热时间就越长，反应速度就越慢；活化能越低，所需加热的温度就越小，加热时间就越短，反应速度就越快。通过对第3、4组试验结果的分析与比较：它们并未加热加压，也有大量气泡产生，说明什么？课件展示表格：在20℃测得的H2O2条件活化能/kJ·mol-没有催化剂催化75用胶态铂催化54用过氧化氢酶催化29学生总结出：催化剂催化作用的机理是降低了化学反应的活化能。进一步发问：3、4号比3号气泡更多，说明什么？从而总结酶的作用。酶的作用：在常温、常压下，显著降低分子的活化能，加快反应速度。在细胞温和的条件下，使代谢活动快速、有条不紊的进行。学生首先自主学习课本P78-79相关内容，尝试设计实验，并理解自变量、因变量、无关变量、对照实验等概念。想到化学上制氧气时所用的加热、加催化剂的条件。学生通过讨论，相互补充，完成实验的设计过程。学生通过分组合作，共同完成实验操作。仔细观察实验现象，及时记录实验过程中发现的问题，捕抓自己思维火花闪现的一刹那。以助后面环节的讨论。小组代表发言，让其他的同学尝试着进行解释。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。联系数学中的变量，分析实验中的各种变化因素。找出对照组和实验组。阅读课本，理解并说出什么是活化能。通过动画与老师的手势，直观的理解活化能的概念以及酶的作用。学生思考、讨论回答。学生结合表格数据思考分析。教师引导学生学习“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的相关知识准备。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。使各学科的知识相互渗透。充分发挥学生的主体作用。锻炼学生分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。实验过程用表格的形式表达出来，条理清晰。老师巡视，参加某些组的讨论和实验。。教师不必急于解释，引导学生注意进行倾听和分析。学生通过实验来认识酶的作用和具有的高效性。使学生掌握科学的研究方法，用于指导以后的实验设计。将抽象的知识用直观的方法展示，利于学生的理解。动画与手势丰富了课堂的内容，同时也调动了学生的积极性。通过适当的拓展加深学生对活化能的理解。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，更加直白明了地理解并解决问题。至于酶为什么降低活化能的作用更显著，超出课标的要求，而且是一个非常深奥的问题，有些学者提出了一些假说。这可以作为一个兴趣的目标，留待有志于研究生物学的同学在未来的研究领域中去探讨。3.酶的本质关于酶本质的探索酶的本质[导言]我们学习了酶在细胞代谢中的作用以及酶作用的实质，那么酶到到底是什么物质呢？19世纪以前，人们还不知道为何物。19世纪以后，随着对酿酒中发酵过程的深入研究，才逐渐揭开了酶的“面纱”。【引导学生阅读P81资料分析，注重提炼各位科学家的观点。】巴斯德：争论李比希：毕希纳：萨姆纳：切赫和奥特曼：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。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。补充：少数酶是RNA。课件展示图片：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。学生带着问题阅读课本。学生体会几位科学家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，归纳总结各位科学家的观点。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。学生注意从以下角度剖析酶的概念：来源功能作用化学本质学生回想身边有关酶的生活实例，感受生活中酶的作用。培养学生的归纳、概括能力。并能将前后知识联系起来。形成知识链条，便于理解、识记。训练学生从材料中提炼有效信息的能力。引导学生分析巴斯德、李比希、毕希纳的问题冲突，完成对“讨论”问题的分析。教师全面阐释酶的概念，引导学生标记有关酶的几个注意方面。让学生感受到酶在工业、食品业、医药卫生和科研等方面发挥着巨大作用，酶与生活息息相关，从而体会生物科学与生活的紧密联系。三、知识建构，形成体系最后引导学生，回顾课堂知识，根据板书内容，总结本节课的主要内容，构建知识体系。找小组代表展示各小组建构成果，引导全体学生进行点评，最终确定一个合理的知识体系框架图。【知识体系建构】细胞代谢——化学反应酶的作用——实验推出酶的本质——酶本质的探究历程学生回顾本节内容，总结构建知识框架。并小组交流构建成果。回顾课堂知识，将本节课的主要内容联系起来，找出各知识点的内在关系，构建知识体系，使所学知识系统化。四、课堂小结【对本节内容进行总结】本节内容比较抽象，关键点是理解活化能的概念及酶的作用。在比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验，要注意区分什么是对照组，什么是实验组，弄清不同的对照说明的问题不同，并理解设置对照实验的目的是什么。学生进一步加深对本节内容飞理解。强化重点知识，实现情感与价值观提升。五、当堂练习针对本节重难点，选取相应的典型练习题作为本节课学习成果的反馈。学生积极完成题目，教师当堂及时点评。培养学生应用知识解决实际问题的能力。板书设计：第5章细胞的能量供应与利用第1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）酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物来源作用化学本质（绝大多数是蛋白质，少数是R教学反思：本节课以《生物课程标准》的理念为指导，不仅使学生有效地学习掌握知识,而且更加注重帮助学生建立和掌握科学方法、培养科学研究的精神、形成科学信念的思想。在对本节内容进行教学设计之前，不仅分析了学生的生物学科知识储备的基础上，还对其他学科（如数学、化学）基础知识和理解能力进行了分析，做到了根据学生的生活经验优化教学过程。教学过程层次分明、过度自然、流畅。注意突出重点和突破难点（如动画和手势帮助学生理解活化能概念）。多次组织学生自主学习、合作探究、小组代表发言，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。最后，通过组织学生回顾本节内容，建构知识体系，有效地深化了学生对本节所学内容的理解。今后改进的地方：在提问时给同学多一些思考的时间，并且提高教师语言的科学性，注重培养教师行为语言的艺术性；PPT中不宜展示过多的内容，以框架为主，简洁明了，抓住主干。巩固练习：1．1783年，斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用时做了一个巧妙的实验，这个实验的巧妙之处在于（）。A．排除了鸟的胃中物理性消化的干扰B．证明了何种消化酶对食物起了消化作用C．证明了胃对于食物只有化学性消化D．证明了细胞代谢离不开消化酶2．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3．在下图所示的实验中，属于自变量的是（）A．催化剂B．过氧化氢分解的速率C．产生气泡量D．试管中的过氧化氢溶液的量4．同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因是（）。A．能降低反应的活化能B．能供给反应物能量C．改变了反应的途径D．降低反应活化能的作用更显著5．20世纪80年代初，Cech和Altman分别发现了具有催化功能的核酶，打破了酶只是蛋白质的传统观念，为此双双获得了1989年的诺贝尔化学奖。“核酶”是指某些（）。A．DNAB．RNAC．染色体D．ATP6.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7.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8.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.人体内的酶也在不断更新9.一种化学反应P＋Q＝R，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（）A．aB．bC．cD．d酶的作用与本质【自学学案】（一）酶在细胞代谢中的作用1．细胞代谢是指。2．活化能是指。3．同无机催化剂相比，酶。（二）酶的本质4、酶是活细胞产生的,其中绝大数是,少数是。（三）实验5、实验过程中因素称为变量。其中人为变量称做自变量，随变化而变化的变量称做因变量。实验过程中可能还会存在一些因素，对实验结果造成影响，这些变量称为。1．酶具有极强催化功能的原因是（）A．增强了反应物之间的接触面B．降低了反应物分子的活化能C．提高了反应物分子的活化能D．酶提供使反应开始所必须的活化能2．加酶洗衣粉能很好地去除衣物上和奶渍和血液，这种洗衣粉中的酶应为 （）A．麦芽糖酶B．蛋白酶C．蔗糖酶D．脂肪酶3．活细胞中合成酶的主要场所是（）A．细胞核B．线粒体C．核糖体D．高尔基体4．向过氧化氢溶液中投入下列哪种猪肝能产生大量气泡？ （）A．冰冻猪肝B．煮熟猪肝C．新鲜猪肝D．变质猪肝5．下列关于酶的概念，最准确的叙述是（）A．酶是一种蛋白质B．酶是一种具有催化能力的蛋白质C．酶是活细胞产生的一种蛋白质D．酶是活细胞产生的具有催化能力的一种有机物6．在过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂，其（）A．产生气泡B．溶液呈蓝色C．溶液呈紫色D．产生砖红色沉淀7．催化脂肪酶水解的酶是（）A．肽酶B．蛋白酶C．脂肪酶D．淀粉酶8．斯帕兰札尼发现，放在鹰胃内的肉块经过一段时间后消失了。这主要是由于鹰胃内有块起了作用的 （）A．胃蛋白酶D．胃淀粉酶C．盐酸溶液D．物理性摩擦9．选用新鲜肝脏做酶的高效性实验，是因为新鲜肝脏中（）A．含Fe3+多B．过氧化氢酶易发挥作用C．含的酶的种类多D．过氧化氢酶多且活性强10．酶是活细胞产生的，下列关于酶的论述错误的是（）A．有些酶是核酸B．酶的数量因参与化学反应而减少C．酶的活性与pH有关D．酶的催化效率很高11．在活细胞中参与各种化