資源簡介

第五章第一節 降低化學反應活化能的酶——酶的作用和本質
教材 課時
人教版高中生物學必修一《分子與細胞》 1課時
設計思路 本節課以小組合作探究為中心，注重學生自學與合作探究，通過問題引導、實驗操作、動畫演示等方式來探究酶的作用與本質，并學習生物研究的科學方法，利用科學史培養學生科學探究精神。本節課設計主要有： （1）注重“問題診斷”的層次性，設計了一系列問題，由淺人深，由易入難。 （2）課堂上通過實驗操作激發學生的學習熱情。 （3）通過學生的動手操作、動畫演示等多種策略，更加直觀地幫助學生理解酶的作用。
教學內容分析 《酶的作用和本質》是人教版高中生物學必修一《分子與細胞》第五章第一節第一部分內容，本節是在學完細胞對物質的輸入輸出內容后，繼續引導學生學習能量如何輸入細胞，以及細胞如何利用這些能量的知識。通過對酶的學習，充分讓學生理解了酶的作用效果，并通過實驗對比，說明了各個實驗變量的特點與作用。
學情分析 通過前一階段的學習，學生掌握了一定的生物學基礎知識，且在初中的化學知識中，學生已了解無機催化劑的相關內容，為本節“酶的作用”的學習做了基礎。
教學條件 1.有多媒體的中學教室 2.資源準備 教師準備：課件、動畫、試管、雞肝研磨液、過氧化氫溶液、清水、酒精燈、衛生香
重點與難點 重點 酶降低化學反應活化能的原理
難點 1.控制變量的科學方法 2.酶降低化學反應活化能的原理
教學目標 知識目標 1.說出細胞代謝的概念 2.概述酶的本質 3.舉例說明酶在細胞代謝中的作用
能力目標 1.以小組形式展開討論，提高學生合作學習、交流溝通的能力 2.通過對酶本質的探究，提高學生推理探究的能力 3.能獨立完成實驗變量控制與操作
情感態度價值觀 1.通過觀看動畫、操作實驗和小組討論，使學生體會學習的快樂和分享的喜悅 2.通過實驗與科學史學習，使學生認同科學是在不斷探索和爭論中前進，養成良好的實驗習慣和科學精神
教學策略與方法 演示法；講授法；討論法；實驗法
教學環節 教學內容 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 創設問題情境 1.提問：我們每天都要吃飯，那么食物進入我們的體內后發生了怎樣的變化？ 2.講述兩百多年前人們認為食物的消化只有物理消化沒有化學消化的猜測，讓學生猜測是否存在化學消化。 3.PPT展示斯帕蘭札尼的實驗動畫，請學生討論以下問題： （1）這個實驗要解決什么問題？ （2）肉塊放入金屬籠的目的是什么？ （3）肉塊是怎么消失的？ （4）怎樣證明你的猜測呢？ 4.教師評價學生的回答，說出結論：后續科學家繼續實驗，證明胃液具有消化作用 1.學生回答實食物進入體內后消化了。 2.學生進行討論猜測。 3.學生觀看實驗視頻，小組討論回答問題： （1）鷹的胃里是否有化學消化。 （2）排除鷹胃對肉塊的物理消化的影響。 （3）肉和胃里的某種物質反應后消失了。 （4）收集胃內的物質，看其在體外是否也可以將肉塊消化。 1.由生活中的問題引入，集中學生學習注意力，引出本節課要解決的問題。 2.利用問題，激發學生的探究精神 3.學生通過對實驗的思考分析，提高學生科學思維和科學探究能力 4.使學生對鷹胃內的消化肉塊的物質產生興趣，引出新課。
細胞代謝概念的學習 講述細胞代謝 1.解釋“消化”是生物體內的一種化學反應。 2.請學生閱讀課本P76第一段，回答：什么是細胞代謝。 3.總結：在生物體內不只“消化”是生命活動的化學反應，其實各種生命活動都離不開化學反應，我們把細胞中每時每刻都進行的化學反應統稱為細胞代謝 1.學生思考生物體內的化學反應。 2.學生閱讀課本，總結細胞代謝概念。 3.學生再次理解細胞代謝 1.引出細胞代謝 2.提高學生閱讀理解能力。 3.加強學生對細胞代謝概念的掌握
實驗操作，分析討論酶在細胞代謝中的應用 實驗操作 1.向學生展示過氧化氫溶液，提問：用過氧化氫溶液處理傷口時，破潰的皮膚會有氣泡產生，這是什么原因？ 2.解釋過氧化氫分解產生氧氣，展示過氧化氫分解化學式。 3.介紹細胞中有過氧化氫酶可以分解過氧化氫。展示事先準備好的雞肝研磨液、過氧化氫溶液、清水、酒精燈、衛生香等實驗器材，請學生們依據教材上的步驟，小組合作開展實驗。教師巡視指導。 4.收集個各小組的實驗結果，整理成記錄表展示，提出問題： （1）與一號試管相比，2號試管出現什么現象，說明什么問題？ （2）3號和4號試管未經加熱也有大量氣泡產生，這說明什么問題？ （3）3號試管和4號試管相比，哪支試管反應速率更快，這說明什么問題？ （4）通過實驗你得出什么結論？ 5.總結：細胞內化學反應需要在常溫、常壓下高效率地進行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對于細胞內化學反應的順利進行至關重要。 1.學生回答：過氧化氫可以分解產生氧氣。 2.理解過氧化氫的分解，明確過氧化氫分解產生大量氧氣。 3.小組開始進行實驗。 4. （1）2號衛生香復燃，加熱能促進過氧化氫的分解。 （2）Fe3+和肝臟研磨液的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。 （3）4號試管更快，說明酶催化分解的效率比 Fe3+強。 （4）過氧化氫在不同條件下的分解速率不同，在過氧化氫酶的作用下分解最快。 1、2使學生結合化學知識理解實驗原理。 3．鍛煉學生的實驗操作能力和小組合作能力。 4.鍛煉學生的分析能力和科學思維能力。 5.使學生理解酶在細胞內化學反應的重要性。
閱讀學習控制變量和設計對照實驗 自變量、因變量和無關變量 請學生閱讀課本P78“科學方法”，根據對自變量、因變量和無關變量的理解，分析上述實驗哪些是自變量、因變量和無關變量。 學生閱讀課本，討論回答：過氧化氫反應的條件是自變量；氣泡數的多少是因變量；試劑的用量、反應的時間是無關變量；無關變量應當始終保持相同。 學會生物實驗中變量分析和變量控制。
提出疑問，探索酶的作用機理 酶的作用機理 1.提問：為什么酶可以使過氧化氫分解加快？請同學閱讀課本P78第一、二段文字?；卮鹨韵?個問題： （1）什么是活化能 （2）酶的作用機理是什么？ 2.播放酶降低反應活化能的動畫。 3.小組討論實驗中各種條件使反應加快的本質是什么？ 4.提問：酶與無機催化劑相比有什么特點？ 5.教師總結：正是由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和條件下快速進行。 1.學生帶著疑問閱讀課本，得出答案。 （1）分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量稱為活化能。 （2）降低了反應的活化能。 2.學生觀看動畫 3.學生回答 加熱：提高能量 Fe3+和酶：降低反應活化能。 4.學生回答：酶降低活化能的作用更明顯。 1.引起學生探究興趣，鍛煉學生閱讀資料提取信息的能力。 2.使學生理解酶的作用機理。 3.加強學生對各反應條件的理解。 4.學生自己得出酶催化效率高結論。 5.加深酶在細胞內化學反應的重要性的理解。
小組討論，探究酶的本質 酶的本質 1.酶到底是什么物質？請大家閱讀課本P79資料分析“關于酶本質的探索”。思考并小組討論以下問題： （1）請從酶的產生、酶的作用、酶的化學本質三方面給酶下個較為完整的定義。 （2）酶在細胞內還是細胞外發生作用？ （3）怎么設計實驗鑒定某種酶的化學本質？ 1.學生閱讀課本，小組討論回答： （1）酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質，少數是RNA。 （2）酶在細胞內外都能發揮作用。 （3）取兩支潔凈的試管編號1、2，1號試管加人2mL的雞蛋清稀釋液，2號試管加入酶溶液。分別向兩支試管加入1mL雙縮脲試劑A液，再加B液4滴，搖勻，觀察顏色變化。若兩支試管均變為紫色，說明該酶的化學本質是蛋白質，反之，則可能是RNA。需同樣設計對照實驗，用吡羅紅檢測即可。 1.培養小組合作交流處理信息的能力，通過科學史的學習，使學生認同科學是在不斷探索和爭論中前進的。并且應用了蛋白質相關知識，增強學生對蛋白質相關知識的鞏固。此外，讓學生自己設計實驗，培養學生的科學思維和探究能力。
板書設計 第一節 降低化學反應活化能的酶 一、酶的本質及作用 一、酶的作用 1.細胞代謝：細胞中所有的化學反應 2.酶的作用：催化作用 ①活化能 ②催化劑可以降低化學反應的活化能 ③酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高 二、酶的本質 三、酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質，少數是RNA
教學反思 本節課的教學設計以小組合作探究為中心，注重學生的自學與合作探究。在課堂上教師采用了問題引導、實驗引領的方式展開教學。在整個教學過程中，充分發揮學生學習的主動性，鼓勵他們大膽去探究、主動地獲取知識，打造高效課堂。反思整堂課，也有一些不足之處：自變量、因變量、無關變量這些名詞比較抽象，再加上學生初次接觸實驗的變量分析，分析起來有難度，需要在不斷地實踐和糾錯中逐漸掌握這項技能。要是多找些實例強化學生對變量的分析，學生會握得會更好。

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