高二生物教案：降低化學反應活化能的酶

高二生物教案：降低化學反應活化能的酶【】鑒于大家對查字典生物網特別關注，小編在此為大家搜集整理了此文高二生物教案：降低化學反應活化能的酶，供大家參考!本文題目：高二生物教案：降低化學反應活化能的酶第1節(jié)降低化學反應活化能的酶●從容說課該節(jié)主要介紹了酶在細胞代謝中的作用、酶的本質以及酶的3個特性。本節(jié)在學生學習過初中生物學的基礎上，創(chuàng)設了問題探討的情境200多年前科學家斯帕蘭札尼有關探究鷹消化食物原理的聞名試驗，引導學生分析和探討，明確在這個試驗過程中酶起了重要作用。那么酶在細胞代謝中有何作用?教材支配了試驗來比較過氧化氫在不同條件下分解速率快慢的試驗，引導學生自己得出結論，從而切身體會到酶具有很高的催化速率，該試驗還介紹了生物試驗的常用方法，所以要特殊留意理解駕馭設計比照試驗的原則單一變量原則(只有一個試驗條件不同，其他的試驗條件都相同)，從而確定試驗結果的不同就是有該不同的條件造成的。在學生獲得感性學問的基礎上，教材利用卡通式插圖、圖解和文字敘述，指出酶能夠顯著降低化學反應所需的活化能。這種編排有助于引導學生學會確認和限制變量，有助于培育學生的科學探究實力。關于酶的化學本質，教材沒有平鋪直敘地講解并描述，而是引導學生對有關資料進行分析。須要指出的是，巴斯德和李比希等科學家的觀點都有正確的成分，但限于各種緣由又都不夠全面、精確。隨著科學技術的不斷進步，后來的科學家對酶的本質不斷獲得新的探討成果。教材引導學生分析這些資料，這在培育學生繼承、創(chuàng)新、實事求是和大膽實踐等科學精神和看法方面，都具有重要的教化價值。至于酶的定義，教材要求學生在分析資料后自己進行歸納、總結和完善。這體現出教材在促進學生主動變更學習方式，力求培育學生主動建構學問的編寫意圖。本節(jié)資料分析后面的一段短文，同樣是意在結合本節(jié)的有關學問，培育學生具備正確的科學精神和看法。關于酶具有高效性，教材是引導學生回憶上一節(jié)的試驗現象以及聯系自己的生活閱歷后得出的。關于酶具有專一性，教材是通過舉實例和打比方得出的。關于酶的第三個特性，教材設計了一個探究哪些因素影響酶活性的試驗，讓學生在探究后得出結論。本探究的試驗指導供應了相關的背景學問，目的是便于學生提出所需探究的問題。在學生探究的基礎上，教材協(xié)作兩個曲線圖，概括出酶的作用條件較溫柔的結論。本節(jié)的科學技術社會，通過多個側面，體現出酶與人類生活的親密關系，從而進一步開闊學生的眼界?！袢S目標1.學問與技能(1)細胞代謝的概念。(2)酶的作用和本質。(3)酶的特性。(4)提高學生視察、分析、推斷的思維實力，提高學生的試驗操作實力。2.過程與方法(1)通過本節(jié)課教學，讓學生進行有關的試驗和探究，學會限制自變量，視察和檢測因變量的變更，以及設置比照組和重復試驗。(2)通過讓學生了解酶的發(fā)覺過程，使學生體會試驗在生物學探討中的作用地位;通過探討酶在生產、生活中的應用，使學生相識到生物科學技術與社會生產、生活的關系;體會科學、技術、社會之間相互促進的關系，進而體會探討生命科學價值。(3)在試驗實力提高的基礎上，提高學生運用語言表達的實力和共享信息、共享試驗成果的實力。3.情感看法與價值觀(1)通過學習生物學家探討酶的本質的過程，激勵學生學習科學家實事求是的科學看法和勇于探究的科學精神。(2)通過試驗探究影響酶活性的條件，培育學生的探究精神、創(chuàng)新精神和合作精神?！窠虒W重點1.比較過氧化氫酶在不同條件下分解速率快慢的試驗，并引導學生得出結論酶的高效催化作用(酶的作用)。2.酶的本質。3.酶的特性。●教學難點1.酶的活化能降低的原理。2.試驗中限制變量的科學方法?！窠叹叽蛩忝富钚允軠囟取H影響的示意圖。●課時支配3課時第一課時酶的作用●教學過程[課前打算]老師打算試驗器材，并設計好視察記錄表;學生預習試驗，駕馭試驗的原理并設計好試驗的過程。[情境創(chuàng)設]人不吃飯行嗎?食物進入人體內發(fā)生了怎樣的變更?這些問題在現在來說都已經特別清晰了。這些變更過程在其他生物中有沒有呢?早在二百多年前科學家就對此進行了探究。試驗介紹：1783年意大利科學家斯帕蘭札尼將肉塊放在小巧的金屬籠中，然后讓鷹吞下，過了一段時間，將籠子取出，肉塊不見了。[師生互動]問：(1)為何要將肉塊放在籠子中?答：解除了胃對肉塊的物理性消化。問：(2)對肉起消化作用的是什么物質?答：肯定是某些物質進入到金屬籠中，使肉分解。現在已經知道這個能讓肉分解的物質就是酶。問：(3)進行肉類消化的過程的條件是怎樣的?答：進行分解肉的反應是在一種極溫柔的條件下進行的。問：(4)在試驗室中能否也能讓肉分解?能的話須要怎樣的條件?答：試驗室也能進行肉的分解，但是比起在生物體中來說，須要高溫、高壓、強酸、強堿等猛烈的條件才能進行?？偨Y：對于一個生物體來說要進行的生理活動特別之多，構成生物體的每一個細胞內的物質須要不斷地合成與分解，不斷地處于自我更新的狀態(tài)，而這種自我更新的過程完全依靠于細胞內發(fā)生的生物化學反應，每一個化學反應都伴隨著能量的變更。細胞中全部有序的化學變更的總稱就叫細胞代謝。細胞生存的條件是很溫柔的，那么細胞內數量如此巨大的生物化學反應如何在常溫、常壓、水溶液環(huán)境、pH接近中性的條件下，快速高效地進行呢?在化學反應中有沒有提高化學反應的方法呢?過氧化氫在不同條件下的分解試驗前介紹：動植物在代謝中產生的過氧化氫，對機體是有毒的。機體通過過氧化氫酶，催化過氧化氫快速分解成水和氧氣而解毒。鐵離子也可催化這一反應。2H2O2H2O+O2問：如何獲得過氧化氫酶?答：簇新肝臟中含有較多的過氧化氫酶，所以簇新肝臟研磨液含有較多的過氧化氫酶。按以下試驗步驟來進行試驗：試管編號1234試驗原理過氧化氫在高溫或Fe3+或過氧化氫酶的作用下都可分解成水和氧氣第一步每支試管各加入2mL3%的H2O2溶液其次步90℃熱水浴用滴管加2滴3.5%FeCl3溶液用滴管加2滴質量分數為20%肝臟研磨液觀察視察氣泡冒出狀況，并記錄現象無較多較多很多將點燃的衛(wèi)生香放在液面上沒變更火頭變亮火頭變亮復燃原因沒有生成氧氣生成了少量氧氣生成了少量氧氣生成了大量氧氣結論酶的催化效率比無機催化劑的催化作用更顯著對上述試驗進行分析，比照試驗的特點。問：上述試驗分成了1、2、3、4號四支試管，哪些是四支試管共同的條件?兩兩比較不同的條件有幾個?答：共同點：都在試管中加入2mLH2O2溶液，都在相同的壓力下進行。不同點：1和2：只有溫度不同;1和3：3多了2滴FeCl3溶液;1和4：4多了2滴肝臟研磨液;3和4：加入的催化劑不同。問：1號試管沒有加任何試劑，它起的作用是什么?答：它起的是比照的作用。結論：進行該試驗的其他因素相同，而只有其中某一因素不同，視察其對試驗結果的影響。假如結果不同，那么影響該結果的就是這一不同的因素。在上述試驗3試管和4試管只有加入的催化劑不同，那么該試驗的結果3放的氧氣少，4放出氧氣多就是因為加入到4號催化劑的催化效率比加入到3號的高。即酶具有高效性。問：2和4試管現象基本相同，能否在生物體中也利用2的方法來解毒?答：不能。加熱到這樣的溫度會造成生物的細胞死亡。問：能否用同一滴管給3和4試管加FeCl3溶液和肝臟研磨液?答：不能。共用滴管會讓肝臟研磨液(或FeCl3溶液)殘留在滴管內，難以推斷出過氧化氫的分解是哪種滴加液的作用，影響試驗結果的精確。問：為何酶的催化效率會比無機催化劑更高呢?答：酶降低了活化能?；罨芫褪欠肿訌某B(tài)轉化變?yōu)楹唵伟l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所須要的能量。活化能越大，反應就越不簡單進行，反之就簡單進行。[老師精講]在生物體中，生物體內的化學反應每時每刻進行著。以人為例：據估計人體細胞內每分鐘大約要發(fā)生幾百萬次的化學反應，這么多的化學反應能在人體中順當而快速地完成，完全是靠酶的催化作用。它和無機催化劑相比，具有更高的催化效率。酶在細胞內的物質變更過程中起著重要作用，這個作用是其他物質無法代替的。它降低了化學反應中的活化能，而自身卻沒有發(fā)生變更，所以是一種催化劑。它是細胞內產生的，所以它也是細胞中具有高效催化效率的生物催化劑。它的作用就是降低活化能。[評價反饋]1.選用簇新肝臟來比較過氧化氫在不同的條件下分解的試驗，是因為簇新的肝臟中A.含Fe離子多B.含酶的種類多C.溫度高D.過氧化氫酶多且活性高2.在醫(yī)院常用雙氧水作為身體出現小傷口的消毒用藥，能視察到什么現象嗎?試說明該現象。參考答案：1.D2.能看到傷口有氣泡產生。緣由是人體細胞中產生的酶將雙氧水分解成了水和氧氣。[課堂小結][布置作業(yè)]1.查資料：催化劑之所以能加快化學反應，它的作用原理是什么?2.預習P81的資料分析，說出酶的探討過程。從這些過程中你得到了什么啟示?[課后拓展]1.酶底物復合物的形成及誘導契合假說酶與底物相互接近時，其結構相互誘導、相互變形和相互適應，進而相互結合。這一過程為酶-底物結合的誘導契合假說。2.酶促反應的機制(1)鄰近效應與定向排列：兩種或數種底物分子在酶活性中心聚集、特異結合，使活性中心的底物濃度增加;底物受催化攻擊部位對準活性中心的催化基團，可增加催化效率。(2)多元催化：一種酶常兼有酸、堿雙重催化作用，發(fā)生多個功能基團的協(xié)同作用，提高酶的催化效率。(3)表面效應：酶的活性中心供應的疏水環(huán)境可解除水分子對各功能基團的干擾性吸引或排斥，防止底物與酶之間形成水化膜，利于酶與底物結合。●板書設計第5章細胞的能量供應和利用第1節(jié)降低化學反應活化能的酶第一課時酶的作用細胞代謝：細胞內全部的化學反應。酶的作用：降低活化能更顯著，催化效率更高?！窳曨}詳解一、問題探討(課本P78)1.這個試驗要解決的問題是：鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學性消化。2.是胃內的化學物質酶將肉塊分解了。3.收集胃內的化學物質，將肉塊放入這些物質中，看看這些物質在體外是否也能將肉塊分解。二、本節(jié)聚焦(課本P78)1.因為細胞內每時每刻都進行著大量的生化反應，而這些反應都須要在相對溫柔的條件下進行，只有酶才能滿意這樣的要求。2.絕大多數酶都是蛋白質，它是活細胞產生的具有催化作用的有機物。3.通過試驗來進行探討。其中有重要貢獻的科學家有巴斯德、李比希、畢希那、切赫等。三、試驗(課本P79)1.2號試管放出的氣泡多。這一現象說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。2.不能。3.說明FeCl3中的Fe3+和簇新肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。4.4號試管的反應速率比3號試管快得多。說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。細胞內每時每刻都在進行著成千上萬種化學反應，這些化學反應須要在常溫、常壓下高效率地進行，只有酶能夠滿意這樣的要求，所以說酶對于細胞內化學反應的順當進行至關重要?！駛湔n資料1.活化能非活化分子轉變?yōu)榛罨肿铀杓橙〉哪芰?。溫度對反應速率有顯著影響。在多數狀況下，其定量規(guī)律可由阿倫尼烏斯公式來描述：=Ae-E/RT(1)式中為反應的速率系(常)數;E和A分別稱為活化能和指前因子，是化學動力學中極重要的兩個參數;R為摩爾氣體常數;T為熱力學溫度。對于更為困難的描述與T的關系式中，活化能E定義為：E=RT2(dln/dT)(2)在元反應中，并不是反應物分子的每一次碰撞都能發(fā)生反應。S.A.阿倫尼烏斯認為，只有活化分子之間的碰撞才能發(fā)生反應，而活化分子的平均能量與反應物分子平均能量的差值即為活化能。近代反應速率理論進一步指出，兩個分子發(fā)生反應時必需經過一個過渡態(tài)活化絡合物，過渡態(tài)具有比反應物分子和產物分子都要高的勢能，互撞的反應物分子必需具有較高的能量足以克服反應勢能壘，才能形成過渡態(tài)而發(fā)生反應，此即活化能的本質。2.降低反應的活化能(activationenergy)原理的假說(1)中間產物學說在酶催化的反應中，第一步是酶與底物形成酶-底物中間復合物。當底物分子在酶作用下發(fā)生化學變更后，中間復合物再分解成產物和酶。E+SE-SP+E很多試驗事實證明白E-S復合物的存在。E-S復合物形成的速率與酶和底物的性質有關。電子顯微鏡的視察結果、X射線晶體結構分析、酶與底物反應前后光譜特性分析、酶的溶解度變更、酶與底物的共沉降，獲得E-S復合物結晶都可證明中間產物的存在。(2)鄰近效應(proximityeffect)和定向效應(orientationeffect)鄰近效應在酶促反應中，由于酶和底物分子之間的親和性，底物分子有向酶的活性中心靠近的趨勢，最終結合到酶的活性中心，使底物在酶活性中心的有效濃度大大增加的效應。定向效應：當專一性底物向酶活性中心靠近時，會誘導酶分子構象發(fā)生變更，使酶活性中心的相關基團和底物的反應基團正確定向排列，同時使反應基團之間的分子軌道以正確方向嚴格定位，使酶促反應易于進行。以上兩種效應使酶具有高效率和專一性特點。(3)酶使底物分子中的敏感鍵發(fā)生變形(distort