降低反應活化能的酶

.1降低反應活化能的酶第一課時“酶的作用和本質(zhì)”教學設計一、教材分析本課內(nèi)容屬于新課程教材生物必修一《分子與細胞（人教版）》中第五章第一節(jié)的內(nèi)容。酶作為生物催化劑，細胞內(nèi)部的物質(zhì)轉換和能量轉換都離不開它，只有真正理解了酶的作用，才能更好地理解后續(xù)章節(jié)“細胞呼吸”和“光合作用的原理和應用”中涉及的一系列酶促反應,所以引導學生掌握酶的概念和本質(zhì)，理解酶在代謝中的作用就顯得十分重要。二、學情分析高一學生通過初三、高一階段化學的學習，對于試管中的化學反應已很熟悉，但是對于細胞內(nèi)部的化學反應及生物催化劑──酶的認識非常有限。從《普通高中生物課程標準》的要求看，學生需要對酶的作用、本質(zhì)和特性達到理解水平，即能夠闡述并解釋酶的概念、說明酶在細胞代謝中的作用。因此，教學需要通過實驗讓學生體會到新陳代謝是生命活動的基礎，而新陳代謝都是在酶的催化下進行的。三．學習目標1、明確細胞代謝、活化能、自變量、因變量、無關變量等概念（生命觀念）。2、通過合作探究“比較過氧化氫酶在不同條件下的分解”實驗，學會如何控制自變量，觀察和分析因變量以及設置對照組和實驗組（科學探究、科學思維)。3、聯(lián)系酶在生活中的應用嘗試如何將所學知識應用于實際（社會責任）。四．重難點分析重點：1、酶的作用、本質(zhì)。難點：1、酶能夠降低化學反應活化能的原理；2、控制變量的科學方法。五．教法學法分析1.教法：實驗探究法、啟發(fā)式教學法、多媒體輔助教學法、講授法。2.學法：合作學習法、觀察法、實驗法、比較法。六．教學過程教學程序教師活動學生活動設計意圖一．情境導入，激趣設疑同學們聽說過投彈手甲蟲嗎？多媒體播放視頻《投彈手甲蟲》。投彈手甲蟲的體內(nèi)有兩個小囊，其中一個小囊存放著高濃度的過氧化氫。當它遇到危險時，小囊中的兩種物質(zhì)會混合，同時在他的囊壁細胞中會分泌一種特殊的物質(zhì)，促進過氧化氫快速分解，那么大家想一下這種特殊物質(zhì)是什么呢？今天，讓我們一起來走進酶，學習細胞中的酶。觀看視頻，思考并回答教師提出的問題，大多學生能猜出是酶。激發(fā)學生的學習興趣，快速進入本節(jié)學習。二．細胞代謝概念的提出過渡：過氧化氫的快速分解必然伴隨著化學反應。那么細胞中有無化學反應呢？你知道哪些？請試著舉例。（課件展示實例）大家提到的化學反應，發(fā)生在細胞內(nèi)還是細胞外？我們把細胞中每時每刻都在進行的許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝。提問.1.這些化學反應的共同點是什么？2.酶在細胞代謝中有什么作用呢？細胞中也有化學反應，例如有氧呼吸，光合作用，氨基酸脫水縮合等等。思考回答：細胞內(nèi)均有酶的參與通過教師提出的問題，預測酶會是催化劑，為下面學習埋下伏筆。通過問題的設置，啟發(fā)學生的思考，類比細胞中的化學反應和實驗室中的化學反應，比較學習，深刻認知。三．演示實驗探究——酶的作用過渡：酶在細胞中是不是加快了細胞內(nèi)的化學反應速率？讓我們通過實驗來尋找答案。教師講解實驗的流程實驗原理目的要求材料用具用15%酵母菌液代替20%的肝臟研磨液原因：①干酵母菌容易攜帶，加溫水活化就可以用，比研磨肝臟省時省力。②催化過氧化氫分解的效率基本一樣進行實驗實驗結論交流分析2.教師演示實驗：（1）取4支試管，分別標上試管號，加4ml體積分數(shù)為3％的過氧化氫溶液，把2.3.4號試管分別放入90℃水浴加熱、加入4滴FeCl3、4滴酵母菌液。（2）比較4支試管氣泡產(chǎn)生量多少，可用衛(wèi)生香復燃情況驗證。3.如果讓我們自己設計一個科學的實驗，該怎么設計？應該考慮哪些因素，遵循什么樣的原則呢？我們可以看出，在一個實驗中，會有很多可以變化的因素，例如過氧化氫濃度，滴加的是氯化鐵還是酶，溫度等，我們稱之為變量。但在設計實驗時，我們只能人為地改變一個變量，也就是我們要研究的因素，而必須控制其他的變量，為什么呢？（--這樣才能夠說明實驗結果是這個因素造成的）。我們把人為改變的這個變量稱為自變量。哪位同學可以告訴大家上述實驗中的自變量應該設置成什么呢？隨著自變量的變化而變化的變量成為因變量。在這個實驗中的因變量又是什么？通過什么指標來衡量因變量的變化？除自變量之外，實驗過程中還存在一些可變因素，可能會影響實驗結果，在實驗設計時，必須控制這些變量，使其不影響實驗結果，我們稱之為無關變量，實質(zhì)上是要“使其無關”！那么現(xiàn)在哪位同學可以總結一下在設計生物實驗時，應該注意什么問題？（控制變量）學生活動：看老師發(fā)的導學案，熟悉試驗流程：認真觀察實驗現(xiàn)象，描述實驗現(xiàn)象，分析實驗結果，思考導學案上的問題：①與1號試管相比，2號試管出現(xiàn)的現(xiàn)象說明什么？②在細胞內(nèi)能通過加熱來提高反應速率嗎？③3號試管和4號試管未經(jīng)加熱也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？④3號試管與4號試管相比，哪支試管中的反應速率快？這說明什么？⑤通過對該實驗結果的分析和討論，你能得出哪些結論：通過學生生分析得出結論：（1）酶具有催化作用；（2）酶的催化效率比無機催化劑更高。學生閱讀教材P79控制變量的內(nèi)容，了解相關變量的概念以及對照組、實驗組。在剛才的實驗中找到哪些是自變量，因變量，無關變量，哪一組是對照組實驗組？師生共同分析變量關系，從中體會控制變量的實驗方法，并進一步分析實驗中的自變量、因變量和無關變量。領悟實驗設計的原則：單一變量和對照實驗分析結果，得出結論——酶具有催化作用，而且比無機催化劑的催化效率高?。ò鍟┻M而思考酶作用的本質(zhì)，通過實驗探究，學會控制變量的實驗方法，理解并學會分析實驗中的自變量、因變量和無關變量。深刻體會科學實驗設計的基本原則控制變量！并通過實驗自主得出結論，酶的作用是催化，并且是一種高效催化劑。四．動畫模擬——酶的作用原理過渡：我們常說，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，為什么酶具有催化作用呢？我們知道，加熱能使過氧化氫分解速率加快，為什么？我們來看一個動畫。分子有兩種狀態(tài)，常態(tài)和活躍狀態(tài)，活躍狀態(tài)更易分解。播放加熱的動畫，加熱給常態(tài)分子提供了能量，讓其變?yōu)榛钴S狀態(tài)。分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量成為活化能。也就是說，加熱給過氧化氫提供了活化能，使其容易分解。設問：但是酶和三氯化鐵并沒有給反應提供能量，為什么也能促進過氧化氫分解呢？播放動畫，學生總結歸納。觀看動畫，深刻理解。思考，回答問題：降低了反應的活化能，酶降低活化能的效果更好。通過動畫模擬來理解抽象概念——活化能，自主總結酶作用的本質(zhì)原理。五．科學探索歷程——酶的本質(zhì)過渡：知道了酶的作用和原理，我不禁要問，酶是什么物質(zhì)？下面，請同學們利用課本上的資料分析，回答下列問題：①對糖類變成酒精這個問題有何爭論？代表人物是誰？觀點是什么？②巴斯德和李比希之間的爭論對后人進一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？③誰命名了釀酶？為什么沒有解開酶的秘密？④誰最終先鑒定了脲酶的本質(zhì)，多數(shù)酶是什么？⑤切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)了什么？⑥請給酶下一個完整的定義。思考，回答問題：1.巴斯德認為發(fā)酵與活細胞有關，李比希認為發(fā)酵是酵母細胞中的某些物質(zhì)，而這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。2.他們的爭論促使后人把對酶的研究集中在他們爭論的焦點上，使科學研究更加有的放矢3.畢希鈉，限于技術水平，無法提取純度較高的酶。4.美國科學家薩姆納，證明脲酶是蛋白質(zhì)。多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。5.少數(shù)RNA具有催化作用。6.酶是活細胞產(chǎn)生的有催化作用的有機物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA六．課堂小結回顧一下這節(jié)課，回答問題：1.細胞代謝為什么離不開酶？2.設計實驗時，應注意什么？3.“探究溫度對酶活性的影響”實驗中，自變量和因變量分別是？4.酶的作用原理什么？酶是什么物質(zhì)？鞏固本節(jié)所學知識：酶的作用催化分解；酶的催化具有高效性。鞏固總結，并為下節(jié)的學習做鋪墊。七．評價練習學以致用。學生根據(jù)所學知識，思考并完成導學案上的練習，以達到初步檢測、自評的一種方式；從中發(fā)現(xiàn)自己理解