2019-2020年高中生物5.1《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》教案新人教版必修1

1、2019-2020 年高中生物 5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教案新人教版必修 1一、教學(xué)目標(biāo)知識方面：說明酶在細(xì)胞代謝中的作用、本質(zhì)和特性。能力方面：進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究，學(xué)會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設(shè)置對照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)。情感態(tài)度價(jià)值觀：通過閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷地探索和爭論中前進(jìn)的。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法1、 教學(xué)重點(diǎn)：酶的作用、本質(zhì)和特性。解決方法：利用學(xué)生對無機(jī)催化劑的知識基礎(chǔ)切入，引入酶的學(xué)習(xí)。通過實(shí)驗(yàn)、資料分析得出酶的本質(zhì)和三大特性。2、 教學(xué)難點(diǎn)：酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理?？刂谱兞康目茖W(xué)方法。解決方法：通過比較過氧化氫在不同條件

2、下的分解實(shí)驗(yàn)，感悟酶作為催化劑特點(diǎn)，及控制變量的方法。利用教材上形象，直觀的圖解和文學(xué)說明， 讓學(xué)生明確催化劑可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。三、課時(shí)安排：3課時(shí)四、教學(xué)方法：直觀教學(xué)、講解、啟發(fā)、實(shí)驗(yàn)法。五、教具準(zhǔn)備：課件六、學(xué)生活動1、 導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，找出需了解的知識點(diǎn)，細(xì)胞代謝的定義，酶的本質(zhì)，酶的特性等。2、 完成教材中的實(shí)驗(yàn)。七、教學(xué)程序第1課時(shí)問題探討介紹教材P78斯帕蘭扎尼的實(shí)驗(yàn)，討論下列問題：這個實(shí)驗(yàn)要解決什么問題？是什么物質(zhì)使肉塊消失了？對細(xì)胞來說，能量的獲得和利用都必須通過化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化 學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。細(xì)胞中代謝過程離不開降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶。

3、學(xué)生回憶：化學(xué)反應(yīng)中無機(jī)催化劑的概念？無機(jī)催化劑的作用、特點(diǎn)和條件是什么?學(xué)生思考：細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境是一個常溫常壓下的狀態(tài)，在這種環(huán)境下化學(xué)反應(yīng)卻能高效有序地發(fā)生，應(yīng)該有適合的生物催化劑一一酶。一、酶在細(xì)胞代謝中的作用。實(shí)驗(yàn)比較過氧化氫在不同條件下的分解。1、 實(shí)驗(yàn)原理：2H2O22H2O+O2H2O22H2O+022、實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象試管號3%的過氧化氫溶液控制變量點(diǎn)燃的衛(wèi)生香檢測實(shí)驗(yàn)處理氣泡多少12mL22 mL90C左右水浴加熱很少32 mL滴加3.5%FeC3溶液2滴較多燃燒但不猛烈42 mL滴加20%肝臟研磨液2滴很多燃燒猛烈3、討論一一見教材P79。這個實(shí)驗(yàn)為什么要選用新鮮的肝臟？為什么

4、要將肝臟制成研磨液?滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時(shí)，可否共用一個吸管？為什么？4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論5、實(shí)驗(yàn)過程的理論分析在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)讓學(xué)生感悟酶作為催化劑的突出特點(diǎn)一一高效。20%的新鮮肝臟研磨液1滴3.5%的FeC3溶液1滴生物催化劑：過氧化氫酶所含酶的相對數(shù)量：1無機(jī)催化劑：Fe3+Fe3+W相對數(shù)量：25萬控制變量：講解教材P79相關(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：自變量因變量無關(guān)變量對照組實(shí)驗(yàn)組2號：90C水浴加熱3號：加入3.5% FeC32滴4號：加入20%肝臟研磨液2滴H2O2分解速度用產(chǎn)生氣泡的數(shù)目多少表示加入試劑的量；實(shí)驗(yàn)室 的溫度；FeC3和肝臟 研磨液的新鮮程度。1號試管

5、2、3、4號試管活化能分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。用無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。如H2O2的分解，20C無催化劑時(shí)需活化能75kJ/mol;用鉑作催化劑時(shí)，只需活化能54kJ/mol;用H2O2酶時(shí),活化能下降到29 kJ/mol以下。（結(jié)合教材P80圖講解）正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速進(jìn)行。、總結(jié)細(xì)胞代謝離不開酶的原因。三、作業(yè)布置 預(yù)習(xí)下節(jié)課所講內(nèi)容。四、板書設(shè)計(jì)第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 一、酶在細(xì)胞代謝中的作用1、細(xì)胞代謝：細(xì)胞內(nèi)的全部化學(xué)反應(yīng)。2、酶的作用：降

6、低活化能更顯著、催化效率更高。第2課時(shí)導(dǎo)言酶到到底是什么物質(zhì)呢？19世紀(jì)以前，人們還不知道為何物。19世紀(jì)以后，隨著對釀 酒中發(fā)酵過程的深入研究，才逐漸揭開了酶的“面紗” 。一、酶的本質(zhì)資料分析教師設(shè)置下列問題，讓學(xué)生帶著問題去閱讀教材P8182相關(guān)內(nèi)容。1、巴斯德和李比希的觀點(diǎn)分別是什么？2、巴斯德和李比希的觀點(diǎn)各有什么積極意義？各有什么局限性？3、科學(xué)發(fā)展過程中出現(xiàn)爭論是正常的。試分析巴斯德和李比希之間出現(xiàn)爭論的原因是什么， 這一爭論對后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？4、巴斯德和李比希之間的爭論被哪位科學(xué)家的研究成果平息了？5、簡述畢希納實(shí)驗(yàn)的過程？6、從畢希納的實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論

7、？7、要證明酵母細(xì)胞的提取液和活酵母細(xì)胞的作用一樣還需要對實(shí)驗(yàn)如何改進(jìn)？8、薩姆納提取到了脲酶，他是如何證明它的化學(xué)成分的？9、薩姆納歷時(shí)9年才證明脲酶是蛋白質(zhì)，并因此榮獲諾貝爾化學(xué)獎。你認(rèn)為他成功的主要原 因是什么？10、 請給酶下一個較完整的定義？11、 結(jié)合酶本質(zhì)的探索歷程談?wù)勀銓︸R克思說的：“在科學(xué)上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦 沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達(dá)到光輝的頂點(diǎn)”這句話的理解。學(xué)生討論回答：二、總結(jié)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。三、作業(yè)布置教材P82練習(xí)四、板書設(shè)計(jì)二、酶的本質(zhì)1、酶本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過程：巴斯德李比希畢希納I薩姆納I切赫奧特曼2、酶

8、的本質(zhì)：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。第3課時(shí)導(dǎo)言：酶作為催化劑，與無機(jī)催化劑相比有什么不同呢？通過教材P78實(shí)驗(yàn)，我們已經(jīng)知道加肝臟研磨液的4號試管放出的。2遠(yuǎn)多于加FeC3溶液的3號試管。從而說明了酶具有高效性。一、酶具有高效性酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的10171013倍（思考：這對細(xì)胞有什么意義？）二、酶具有專一性補(bǔ)充“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用”實(shí)驗(yàn)。1、 實(shí)驗(yàn)原理a淀粉f麥芽糖（非還原性糖）卜蔗糖f葡萄糖+果糖還原性糖（非還原性糖）b.還原性糖+斐林試劑f磚紅色氧化亞銅沉淀c.用淀粉酶分別催化淀粉和蔗糖后，再用斐林試劑鑒定，根據(jù)是否有磚紅色沉

9、淀來判斷淀 粉酶是否對二者都有催化作用，從而探索酶的專一性。2、 實(shí)驗(yàn)步驟序號實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容試管1試管21注入可溶性淀粉溶液2ml2注入蔗糖溶液2ml3注入淀粉酶溶液2ml2ml4將試管放在60C水中5分鐘5分鐘5加入斐林試劑2ml2ml6放熱水于大燒杯中加熱煮沸1分鐘1分鐘7觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象3、 實(shí)驗(yàn)結(jié)論4、 酶的專一性，每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。二、酶的作用條件較溫和探究影響酶活性的條件。1、實(shí)驗(yàn)原理淀粉f麥芽糖和葡萄糖f磚紅色沉淀J碘液J碘液紫藍(lán)色復(fù)合物 不形成紫藍(lán)色復(fù)合物2、步驟序號實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容試管1試管2試管3試管1試管2試管31注入可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml2注入新鮮淀粉

10、酶溶液1ml1ml1ml3放置溫度60C100C0C60C100C0C4保溫時(shí)間5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5混合試管T試管2試管36保溫時(shí)間5分鐘5分鐘5分鐘7滴碘液1滴1滴1滴8觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象序號實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容試管1試管2試管31注入等量的新鮮淀粉溶液1mL1 mL1 mL2注入等量的不冋PH的溶液1 mL蒸餾水1 mL NaOH1 mL HCl3注入等量的可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL4放60C熱水中相等時(shí)間5分鐘5分鐘5分鐘5加等量斐林試劑并搖勻2 mL2 mL2 mL6放熱水中用酒精燈加熱煮沸1分鐘1分鐘1分鐘7觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象3、 實(shí)驗(yàn)結(jié)論4、 分析教材組織學(xué)生討論完成教材

11、P84相關(guān)問題。教師結(jié)合教材P85相關(guān)圖講解。1在一定溫度范圍內(nèi)，酶活性隨溫度升高而增強(qiáng)，其中酶的活性最高時(shí)的溫度，即為該種酶的最適溫度。若超過最適溫度，酶的活性逐漸下降，甚至喪失。（低溫使酶的活性明顯降低，但酶的空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性可以恢復(fù)。）2每種酶只能在一定限度的PH范圍內(nèi)表現(xiàn)出活性，其中酶活性最強(qiáng)的PH即為該酶的最適PH。（過酸、過堿會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活）四、總結(jié)酶具有高效性、專一性，并且需要適宜的條件。五、作業(yè)布置教材P86練習(xí)六、板書設(shè)計(jì)廣酶具有高效性酶的特性酶具有專一性酶的作用條件溫和2019-2020 年高中生物 5.2多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增

12、DNA 片段教案 新人教版選修 1教學(xué)目標(biāo)：（一） 知識與技能1、了解PCR技術(shù)的基本操作2、理解PCR的原理3、討論P(yáng)CR的應(yīng)用（二） 過程與方法在多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段的實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)避免外源DNA虧染，嚴(yán)格控制溫度等反應(yīng)條件（三） 情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過對PCR實(shí)驗(yàn)的操作及結(jié)果分析，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的科研精神教學(xué)重點(diǎn)：PCR的原理和PCR的基本操作教學(xué)難點(diǎn)：PCR的原理教學(xué)過程：（一）引入新課在現(xiàn)代生物技術(shù)中，DNA技術(shù)可謂是尖端技術(shù)。人類基因組計(jì)劃、基因工程、基因診斷、基因檢測、古生物鑒定等都離不開對DNA分子堿基序列的分析。而分析DNA堿基序列，就需要一定量的D

13、NA片段。怎樣迅速獲得足夠量的DNA片段呢？今天我們來研究學(xué)習(xí)DNA分子的擴(kuò)增技術(shù)一一PCR技術(shù)。（二）進(jìn)行新課1.基礎(chǔ)知識PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA的過程，與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制過程類似：1.1細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制條件分析：條件組分作用模板DNA的兩條單鏈提供復(fù)制的模板原料四種脫氧核苷酸合成DNA子鏈的原料酶解旋酶DNA聚合酶打開DNA雙螺旋催化合成DNA子鏈能量ATP為解螺旋和合成子鏈供能引物RNA為DNA聚合酶提供合成的3端起點(diǎn)1.2細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制過程（1）DNA的反向平行結(jié)構(gòu)：（結(jié)合投影圖）核苷酸分子的結(jié)構(gòu)與方向性：（分子結(jié)構(gòu)模式圖）由核苷酸通過3,5-磷酸二酯鍵連接形成核苷酸長鏈：（模式圖，體現(xiàn)

14、方向性）。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的反向平行結(jié)構(gòu)：（2）DNA的復(fù)制過程：解旋：解旋酶、ATP, DNA兩條鏈打開，形成兩條DNA單鏈。引物結(jié)合：在DNA單鏈3端與DNA反向配對結(jié)合，確保引物3端與DNA單鏈準(zhǔn)確配對。DNA聚合酶結(jié)合：子鏈合成：DNA聚合酶從引物3端開始，將配對的脫氧核苷酸連接起來。后續(xù)加工：DNA聚合酶I將引物切去，并合成空缺處的DNA單鏈，再由DNA連接酶將不連續(xù)的DNA子鏈連接起來（半不連續(xù)合成。先導(dǎo)鏈，滯后鏈）子鏈合成特點(diǎn)：不能從頭合成；合成方向?yàn)?宀3合成”。感悟生命的神秘：DNA聚合酶不但能夠催化磷酸二酯鍵的形成，還具有校對功能。它在每 引入一個核苷酸后都要復(fù)查一次，只有

15、堿基配對無誤后才能繼續(xù)往下聚合，它不能從頭合成。RNA聚合酶沒有校對功能，因此RNA的合成不需要引物，而是從頭合成的，它的錯配可能性較大，在RNA引物完成功能后即被DNA聚合酶I刪去，代之以高保真的DNA鏈。思考DNA分子能準(zhǔn)確復(fù)制的原因有哪些？DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)提供模板；堿基互補(bǔ)配對；DNA聚合酶的復(fù)查功能。思考細(xì)胞內(nèi)哪些物質(zhì)是從頭合成的？RNA合成、蛋白質(zhì)合成。1.3DNA分子復(fù)制的人工控制解開螺旋：在80100C時(shí)，DNA雙螺旋打開，形成兩條DNA單鏈，稱為變性。恢復(fù)螺旋：在50C左右時(shí)，兩條DNA單鏈重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，稱為復(fù)性。復(fù)制條件：緩沖液，DNA模板，四種脫氧核苷酸，熱穩(wěn)定DNA

16、聚合酶，兩種引物。反應(yīng)場所：PCF儀(自動溫度周期性調(diào)節(jié))。思考緩沖液相當(dāng)細(xì)胞內(nèi)的什么成分？(核基質(zhì))1.4PCR勺反應(yīng)過程變性復(fù)性延伸變性：在95C時(shí)DNA解旋復(fù)性：在50C時(shí)引物與DNA單鏈結(jié)合延伸：在72C時(shí)合成DNA子鏈(兩個引物間的序列)2實(shí)驗(yàn)操作2.1 PCR反應(yīng)體系：緩沖液、DNA模板，四種脫氧核苷酸原料、熱穩(wěn)定DNA聚合酶、兩種RNA引物，水2.2實(shí)驗(yàn)操作步驟2.3按照PCR反應(yīng)體系配方配制反應(yīng)液；(2) 將PCR反應(yīng)體系50卩L用微量移液器轉(zhuǎn)移到微量離心管(0.5mL)中；(3) 將微量離心管放到PCF儀中；(4) 設(shè)置PCR儀的工作參數(shù)。(5)DNA在PCF儀中大量擴(kuò)增。2

17、 . 4水浴法：將微型離心管依次在95C、55C、72C的恒溫水浴鍋中循環(huán)處理相應(yīng)時(shí)間。3.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)3. 1避免外源DNA污染：所用儀器、緩沖液、蒸餾水等使用前高壓滅菌。3. 2緩沖液和酶分裝成小份，20C低溫保存。3. 3每添加一種反應(yīng)成分，更換一個移液器的槍頭。3. 4混勻后離心處理，使反應(yīng)液集中在離心管底部。4.結(jié)果分析與評價(jià)4.1反應(yīng)液稀釋：取2卩LPC反應(yīng)液，添加98 X蒸餾水；2.分光光度計(jì)調(diào)零：將100譏蒸餾水添加到比色杯中，在260nm處將分光光度計(jì)調(diào)整讀數(shù)為零。4.2將100L反應(yīng)稀釋液倒入比色杯中，測定在260nm處的光吸收值。4.3計(jì)算：DNA含量=50X光吸收值X稀

18、釋倍數(shù)（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評（四）實(shí)例探究例1在（）的溫度范圍內(nèi)，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)解開A. 1020CB. 80100CC. 2030CD. 4060C解析：蛋白質(zhì)大多不能忍受6080C的高溫，而DNA在80C以上才會變性。答案：B例2關(guān)于DNA的復(fù)制，下列敘述正確的是（）A. DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA只能從5端延伸DNA鏈B. DNA復(fù)制不需要引物移入離心管DNA的復(fù)制需要酶、原料、能量、引物DNA的變性和復(fù)性受溫度影響變性一復(fù)性* 延伸多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DrC.引物與DNA母鏈通過堿基互補(bǔ)配對進(jìn)行結(jié)合D. DNA的合成方向總是從子鏈的3端向5端延伸解析： 由于DNA聚合酶不能從頭

19、開始合成DNA只能從引物的3端即復(fù)制方向由3端向5端延伸； 由于DNA分子是反向平行的，子鏈?zhǔn)且罁?jù)堿基互補(bǔ)配對原則，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是從子鏈5端向3端延伸。答案：C綜合應(yīng)用例3下列有關(guān)PCR描述，不正確的是（）A.是-應(yīng)B.引物決定了擴(kuò)增的特異性C.擴(kuò)增產(chǎn)量按y=(1+X)nD.擴(kuò)增對象是氨基酸序列E.擴(kuò)增對象是DNA序列解析：PCR是 一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)，它以極少量的DNA為模板，以四種脫氧核苷酸為原理，在引物的作用下使DNA聚合酶從引物的3端連接脫氧核苷酸，短時(shí)間內(nèi)迅速復(fù)制上百萬份的DNA拷貝，其擴(kuò)增產(chǎn)量為y=(1+X)n,y代表DNA片段擴(kuò)增后的拷貝數(shù)