高中生物《酶的特性》教學(xué)設(shè)計5

第5章細胞的能量供應(yīng)和利用第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶二酶的特性教學(xué)設(shè)計教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)1、闡述細胞代謝的概念。說明酶在細胞代謝中的作用和作用實質(zhì)。掌握酶的本質(zhì)。能力目標(biāo)1、通過自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生推理、比較、分析、歸納總結(jié)的能力。2、進行有關(guān)的實驗和探究，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)實驗。3、在有關(guān)實驗、資料分析、思考與討論、探究等的問題討論中，提高運用語言表達的能力以及分享信息的能力。情感態(tài)度和價值觀目標(biāo)1、通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生收集、處理信息的能力，并鼓勵學(xué)生養(yǎng)成一個積極思考，細致嚴謹?shù)靥幚硇畔⒌暮昧?xí)慣，幫助學(xué)生更好的適應(yīng)現(xiàn)在的信息社會。2、通過小組間的討論、合作與交流，培養(yǎng)學(xué)生的合作互助精神。3、通過學(xué)習(xí)生物學(xué)家研究酶的本質(zhì)的過程，激勵學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家實事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的科學(xué)精神。同時引導(dǎo)學(xué)生認同科學(xué)是在不斷的觀察、實驗、探索和爭論中前進的。4、通過討論酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，使學(xué)生認識到生物科學(xué)技術(shù)與社會生產(chǎn)、生活的關(guān)系。重點酶的作用、本質(zhì)難點1、酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理。2、控制變量的科學(xué)方法。知識點1、說明酶在細胞代謝中的作用、本質(zhì)。2、闡述細胞代謝的概念?？荚圏c說明酶在細胞代謝中的作用、本質(zhì)。能力點說明酶在細胞代謝中的作用、本質(zhì)。自主探究點控制變量的科學(xué)方法、對照實驗的設(shè)計原則。易錯易混點酶在細胞代謝中的作用、本質(zhì)。訓(xùn)練點酶在細胞代謝中的作用、本質(zhì)。拓展點說明酶在細胞代謝中的作用、本質(zhì)。教法與學(xué)法談話法、探究學(xué)習(xí)法、直觀教學(xué)法教學(xué)模式單元組教學(xué)模式、誘導(dǎo)探究教學(xué)模式教具多媒體課件教學(xué)內(nèi)容教師活動預(yù)設(shè)學(xué)生活動預(yù)設(shè)設(shè)計意圖一、導(dǎo)入新課將雕牌加酶洗衣粉的圖片展示給同學(xué)們，啟發(fā)他們思考：1、同樣的洗衣粉，一個加酶一個不加酶，哪種對衣物的去漬速度快，洗衣服省時又省力，為什么？2、酶的作用和本質(zhì)是什么呢？激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識與生活實際相結(jié)合。教師引導(dǎo)學(xué)生由無機化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)移到細胞中的有機化學(xué)反應(yīng)。同時思考，酶的作用和本質(zhì)是什么。二、探究新知1.細胞代謝【問題探討】早在1783年，科學(xué)家就進行了有關(guān)酶的研究，多媒體展示意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼的實驗。提出問題：1、這個實驗要解決什么問題？2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？3、怎樣才能證明你的推測？4、該實驗設(shè)計的巧妙之處在哪里？在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生概括出科學(xué)探究的一般方法：提出問題→作出假設(shè)→設(shè)計實驗→證明假設(shè)→得出結(jié)論教師提示：通過問題探討可以看出斯帕蘭札尼的實驗實質(zhì)上就是化學(xué)反應(yīng)。那么，細胞中每時每刻都進行著許多化學(xué)反應(yīng)統(tǒng)稱為細胞代謝。引發(fā)學(xué)生思考：細胞代謝能否釋放能量？生命活動是否需要能量供應(yīng)？引出細胞代謝與生命活動的關(guān)系：細胞代謝是生命活動的基礎(chǔ)。學(xué)生閱讀P78問題探討，思考、討論，解決問題。學(xué)生回答，學(xué)生評價，教師引導(dǎo)分析，答對的要肯定、鼓勵、贊揚；答錯的也要保護學(xué)生的積極性。教師引導(dǎo)分析問題探討，以科學(xué)家的實驗引起學(xué)生興趣，在積極思考的過程中體會科學(xué)研究的一般方法。2.酶在細胞代謝中的作用（1）設(shè)計實驗a.實驗思路b.進行實驗C.觀察結(jié)果d.展示結(jié)果e.實驗總結(jié)（2）活化能的概念（3）酶降低活化能細胞代謝是細胞生命活動的基礎(chǔ)，那么酶在細胞代謝中起什么作用呢？下面我們通過一個實驗來探討一下。實驗“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗前介紹：動植物在代謝中產(chǎn)生的過氧化氫，對機體是有毒的。機體通過過氧化氫酶，催化過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。鐵離子也可催化這一反應(yīng)。2H2O2H2O＋O2啟發(fā)引導(dǎo)，實施實驗。實驗可以分成幾組？要觀察過氧化氫的分解，每支試管中首先要加入什么？如何利用老師提供的實驗用品，使設(shè)置的反應(yīng)條件得以實現(xiàn)？通過什么現(xiàn)象判斷過氧化氫分解的速率？注意實驗中的細節(jié)問題：1、一定要選用新鮮的肝臟，為什么？2、將肝臟制成研磨液有什么意義？3、滴入FeCl3溶液和肝臟研磨液時，可否共用一個吸管？為什么？課件展示學(xué)生完成的實驗設(shè)計：試管號1234變量組別對照組加入物質(zhì)2mlH2O2溶液無關(guān)變量實驗處理不處理90℃2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液現(xiàn)象氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒同時，做出【溫馨提示】過氧化氫具有腐蝕性，實驗過程中注意安全，不要接觸皮膚。學(xué)生在完成實驗的基礎(chǔ)上，填寫課件展示的表格內(nèi)容。請兩個同學(xué)代表小組發(fā)言，描述實驗的過程和現(xiàn)象。回答“討論”的問題并總結(jié)“結(jié)論”，提出發(fā)現(xiàn)的問題或疑問。實驗中3號和4號管現(xiàn)象的比較，讓學(xué)生感悟酶作為催化劑的突出特點——高效。20%的新鮮肝臟研液1滴3.5%的FeCl3溶液1滴生物催化劑：過氧化氫酶所含酶的相對數(shù)量：1無機催化劑：Fe3+Fe3+的相對數(shù)量：25萬最后，教師歸納、總結(jié)、完善學(xué)生討論的成果。同時，引導(dǎo)學(xué)生對比分析自變量、因變量、無關(guān)變量、對照實驗、對照組、實驗組的概念，并結(jié)合實驗介紹對照實驗的三大原則：等量原則、單一變量原則、設(shè)置對照原則。將第1、2組實驗結(jié)果進行分析和比較，結(jié)合動畫，并通過利用手勢幫助學(xué)生理解，總結(jié)出活化能的概念?！窘處燑c撥】化學(xué)反應(yīng)是分子破裂后重新組合成新分子的過程。分子破裂需要能量，破裂后易發(fā)生化學(xué)反反應(yīng)，我們把易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的狀態(tài)成為活躍態(tài)，未破裂之前的狀態(tài)稱為常態(tài)。分子從常態(tài)變?yōu)榛钴S態(tài)所需的能量就稱為活化能。常溫下化學(xué)反應(yīng)速度較慢，原因就是由常態(tài)變成活躍態(tài)的獲能過程較長。2號試管加熱是為過氧化氫分子提供了能量?！窘處熗卣埂浚?）分子獲能的方法有哪些呢？（2）活化能與加熱溫度與加熱時間和反應(yīng)速度有什么關(guān)系？（1）加熱、加壓等。（2）活化能越高，所要加熱的溫度就越高，加熱時間就越長，反應(yīng)速度就越慢；活化能越低，所需加熱的溫度就越小，加熱時間就越短，反應(yīng)速度就越快。通過對第3、4組試驗結(jié)果的分析與比較：它們并未加熱加壓，也有大量氣泡產(chǎn)生，說明什么？課件展示表格：在20℃測得的H2O2條件活化能/kJ·mol-沒有催化劑催化75用膠態(tài)鉑催化54用過氧化氫酶催化29學(xué)生總結(jié)出：催化劑催化作用的機理是降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能。進一步發(fā)問：3、4號比3號氣泡更多，說明什么？從而總結(jié)酶的作用。酶的作用：在常溫、常壓下，顯著降低分子的活化能，加快反應(yīng)速度。在細胞溫和的條件下，使代謝活動快速、有條不紊的進行。學(xué)生首先自主學(xué)習(xí)課本P78-79相關(guān)內(nèi)容，嘗試設(shè)計實驗，并理解自變量、因變量、無關(guān)變量、對照實驗等概念。想到化學(xué)上制氧氣時所用的加熱、加催化劑的條件。學(xué)生通過討論，相互補充，完成實驗的設(shè)計過程。學(xué)生通過分組合作，共同完成實驗操作。仔細觀察實驗現(xiàn)象，及時記錄實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題，捕抓自己思維火花閃現(xiàn)的一剎那。以助后面環(huán)節(jié)的討論。小組代表發(fā)言，讓其他的同學(xué)嘗試著進行解釋。引導(dǎo)學(xué)生深入思考實驗，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。聯(lián)系數(shù)學(xué)中的變量，分析實驗中的各種變化因素。找出對照組和實驗組。閱讀課本，理解并說出什么是活化能。通過動畫與老師的手勢，直觀的理解活化能的概念以及酶的作用。學(xué)生思考、討論回答。學(xué)生結(jié)合表格數(shù)據(jù)思考分析。教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗的相關(guān)知識準備。培養(yǎng)學(xué)生閱讀、理解的能力。這是學(xué)生第一次正式接觸對照實驗，又是難點，所以必須詳講、講透。使各學(xué)科的知識相互滲透。充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。鍛煉學(xué)生分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。實驗過程用表格的形式表達出來，條理清晰。老師巡視，參加某些組的討論和實驗。。教師不必急于解釋，引導(dǎo)學(xué)生注意進行傾聽和分析。學(xué)生通過實驗來認識酶的作用和具有的高效性。使學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法，用于指導(dǎo)以后的實驗設(shè)計。將抽象的知識用直觀的方法展示，利于學(xué)生的理解。動畫與手勢豐富了課堂的內(nèi)容，同時也調(diào)動了學(xué)生的積極性。通過適當(dāng)?shù)耐卣辜由顚W(xué)生對活化能的理解。教師盡量創(chuàng)造條件，如給出相關(guān)背景資料，相關(guān)知識鏈接等，讓學(xué)生在自主探究的過程中獲得能力的提高，更加直白明了地理解并解決問題。至于酶為什么降低活化能的作用更顯著，超出課標(biāo)的要求，而且是一個非常深奧的問題，有些學(xué)者提出了一些假說。這可以作為一個興趣的目標(biāo)，留待有志于研究生物學(xué)的同學(xué)在未來的研究領(lǐng)域中去探討。3.酶的本質(zhì)關(guān)于酶本質(zhì)的探索酶的本質(zhì)[導(dǎo)言]我們學(xué)習(xí)了酶在細胞代謝中的作用以及酶作用的實質(zhì)，那么酶到到底是什么物質(zhì)呢？19世紀以前，人們還不知道為何物。19世紀以后，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”?！疽龑?dǎo)學(xué)生閱讀P81資料分析，注重提煉各位科學(xué)家的觀點。】巴斯德：爭論李比希：畢希納：薩姆納：切赫和奧特曼：在科學(xué)家探究歷程的基礎(chǔ)上，從來源、作用、化學(xué)本質(zhì)等方面嘗試給酶下一個較完整的定義。酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。補充：少數(shù)酶是RNA。課件展示圖片：多酶片、嫩肉粉、加酶洗衣粉、生物酶牙膏等，并請同學(xué)談?wù)勛约荷钪薪佑|過的酶還有哪些。學(xué)生帶著問題閱讀課本。學(xué)生體會幾位科學(xué)家觀點之間的邏輯關(guān)系，分析每位科學(xué)家的科學(xué)結(jié)論中可取之處與不足之處，歸納總結(jié)各位科學(xué)家的觀點。引導(dǎo)學(xué)生體會科學(xué)家科學(xué)研究的艱辛，培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、勇于探索的科學(xué)精神。學(xué)生注意從以下角度剖析酶的概念：來源功能作用化學(xué)本質(zhì)學(xué)生回想身邊有關(guān)酶的生活實例，感受生活中酶的作用。培養(yǎng)學(xué)生的歸納、概括能力。并能將前后知識聯(lián)系起來。形成知識鏈條，便于理解、識記。訓(xùn)練學(xué)生從材料中提煉有效信息的能力。引導(dǎo)學(xué)生分析巴斯德、李比希、畢希納的問題沖突，完成對“討論”問題的分析。教師全面闡釋酶的概念，引導(dǎo)學(xué)生標(biāo)記有關(guān)酶的幾個注意方面。讓學(xué)生感受到酶在工業(yè)、食品業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生和科研等方面發(fā)揮著巨大作用，酶與生活息息相關(guān)，從而體會生物科學(xué)與生活的緊密聯(lián)系。三、知識建構(gòu)，形成體系最后引導(dǎo)學(xué)生，回顧課堂知識，根據(jù)板書內(nèi)容，總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，構(gòu)建知識體系。找小組代表展示各小組建構(gòu)成果，引導(dǎo)全體學(xué)生進行點評，最終確定一個合理的知識體系框架圖?！局R體系建構(gòu)】細胞代謝——化學(xué)反應(yīng)酶的作用——實驗推出酶的本質(zhì)——酶本質(zhì)的探究歷程學(xué)生回顧本節(jié)內(nèi)容，總結(jié)構(gòu)建知識框架。并小組交流構(gòu)建成果?；仡櫿n堂知識，將本節(jié)課的主要內(nèi)容聯(lián)系起來，找出各知識點的內(nèi)在關(guān)系，構(gòu)建知識體系，使所學(xué)知識系統(tǒng)化。四、課堂小結(jié)【對本節(jié)內(nèi)容進行總結(jié)】本節(jié)內(nèi)容比較抽象，關(guān)鍵點是理解活化能的概念及酶的作用。在比較過氧化氫在不同條件下的分解的實驗，要注意區(qū)分什么是對照組，什么是實驗組，弄清不同的對照說明的問題不同，并理解設(shè)置對照實驗的目的是什么。學(xué)生進一步加深對本節(jié)內(nèi)容飛理解。強化重點知識，實現(xiàn)情感與價值觀提升。五、當(dāng)堂練習(xí)針對本節(jié)重難點，選取相應(yīng)的典型練習(xí)題作為本節(jié)課學(xué)習(xí)成果的反饋。學(xué)生積極完成題目，教師當(dāng)堂及時點評。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識解決實際問題的能力。板書設(shè)計：第5章細胞的能量供應(yīng)與利用第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一、酶的作用和本質(zhì)（一）細胞代謝──細胞中所有化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)稱（二）酶的作用：1、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2、酶的作用機理：酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來加快反應(yīng)速率3、酶具有高效性的原因：酶降低活化能的作用比無機催化劑更顯著（三）酶的本質(zhì)：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA（四）酶的概念：酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物來源作用化學(xué)本質(zhì)（絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是R教學(xué)反思：本節(jié)課以《生物課程標(biāo)準》的理念為指導(dǎo)，不僅使學(xué)生有效地學(xué)習(xí)掌握知識,而且更加注重幫助學(xué)生建立和掌握科學(xué)方法、培養(yǎng)科學(xué)研究的精神、形成科學(xué)信念的思想。在對本節(jié)內(nèi)容進行教學(xué)設(shè)計之前，不僅分析了學(xué)生的生物學(xué)科知識儲備的基礎(chǔ)上，還對其他學(xué)科（如數(shù)學(xué)、化學(xué)）基礎(chǔ)知識和理解能力進行了分析，做到了根據(jù)學(xué)生的生活經(jīng)驗優(yōu)化教學(xué)過程。教學(xué)過程層次分明、過度自然、流暢。注意突出重點和突破難點（如動畫和手勢幫助學(xué)生理解活化能概念）。多次組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究、小組代表發(fā)言，大量采用鼓勵性評價機制，發(fā)揮學(xué)生潛能，注意培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑，敢于創(chuàng)新，大膽猜想的科學(xué)精神和態(tài)度價值觀。最后，通過組織學(xué)生回顧本節(jié)內(nèi)容，建構(gòu)知識體系，有效地深化了學(xué)生對本節(jié)所學(xué)內(nèi)容的理解。今后改進的地方：在提問時給同學(xué)多一些思考的時間，并且提高教師語言的科學(xué)性，注重培養(yǎng)教師行為語言的藝術(shù)性；PPT中不宜展示過多的內(nèi)容，以框架為主，簡潔明了，抓住主干。鞏固練習(xí)：1．1783年，斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用時做了一個巧妙的實驗，這個實驗的巧妙之處在于（）。A．排除了鳥的胃中物理性消化的干擾B．證明了何種消化酶對食物起了消化作用C．證明了胃對于食物只有化學(xué)性消化D．證明了細胞代謝離不開消化酶2．下列有關(guān)對照實驗設(shè)置的敘述中，錯誤的是（）。A．要設(shè)置對照組和實驗組B．要遵循單因子變量原則C．無關(guān)變量要始終相同且適宜D．自變量要始終保持相同3．在下圖所示的實驗中，屬于自變量的是（）A．催化劑B．過氧化氫分解的速率C．產(chǎn)生氣泡量D．試管中的過氧化氫溶液的量4．同無機催化劑相比，酶具有更高的催化效率的原因是（）。A．能降低反應(yīng)的活化能B．能供給反應(yīng)物能量C．改變了反應(yīng)的途徑D．降低反應(yīng)活化能的作用更顯著5．20世紀80年代初，Cech和Altman分別發(fā)現(xiàn)了具有催化功能的核酶，打破了酶只是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)觀念，為此雙雙獲得了1989年的諾貝爾化學(xué)獎?！昂嗣浮笔侵改承ǎ?。A．DNAB．RNAC．染色體D．ATP6.下列有關(guān)對照實驗設(shè)置的敘述中，錯誤的是（）。A．要設(shè)置對照組和實驗組B．要遵循單因子變量原則C．無關(guān)變量要始終相同且適宜D．自變量要始終保持相同7.關(guān)于活化能，下列說法不正確的是（）。A．是反應(yīng)物分子從常態(tài)變?yōu)榛钴S狀態(tài)所需要的能量B．加熱、加壓通常能使反應(yīng)物分子獲得足夠的活化能C．無機催化劑使反應(yīng)物分子獲得的活化能的總量更多而加快反應(yīng)速率D．酶能降低反應(yīng)物分子發(fā)生反應(yīng)的活化能而使反應(yīng)更容易進行8.有關(guān)酶的敘述中，錯誤的是（）A.所有的酶都含有C、H、O、N四種元素B．酶不一定只在細胞內(nèi)起催化作用C．酶并非只在體內(nèi)合成，也可以從食物中獲得D.人體內(nèi)的酶也在不斷更新9.一種化學(xué)反應(yīng)P＋Q＝R，圖中所示的實線表示在沒有酶的時候此反應(yīng)的進程，在t1時將催化此反應(yīng)的酶加入反應(yīng)底物混合物中，圖中能表示加入酶以后此反應(yīng)進程的曲線是（）A．a(chǎn)B．bC．cD．d酶的作用與本質(zhì)【自學(xué)學(xué)案】（一）酶在細胞代謝中的作用1．細胞代謝是指。2．活化能是指。3．同無機催化劑相比，酶。（二）酶的本質(zhì)4、酶是活細胞產(chǎn)生的,其中絕大數(shù)是,少數(shù)是。（三）實驗5、實驗過程中因素稱為變量。其中人為變量稱做自變量，隨變化而變化的變量稱做因變量。實驗過程中可能還會存在一些因素，對實驗結(jié)果造成影響，這些變量稱為。1．酶具有極強催化功能的原因是（）A．增強了反應(yīng)物之間的接觸面B．降低了反應(yīng)物分子的活化能C．提高了反應(yīng)物分子的活化能D．酶提供使反應(yīng)開始所必須的活化能2．加酶洗衣粉能很好地去除衣物上和奶漬和血液，這種洗衣粉中的酶應(yīng)為 （）A．麥芽糖酶B．蛋白酶C．蔗糖酶D．脂肪酶3．活細胞中合成酶的主要場所是（）A．細胞核B．線粒體C．核糖體D．高爾基體4．向過氧化氫溶液中投入下列哪種豬肝能產(chǎn)生大量氣泡？ （）A．冰凍豬肝B．煮熟豬肝C．新鮮豬肝D．變質(zhì)豬肝5．下列關(guān)于酶的概念，最準確的敘述是（）A．酶是一種蛋白質(zhì)B．酶是一種具有催化能力的蛋白質(zhì)C．酶是活細胞產(chǎn)生的一種蛋白質(zhì)D．酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化能力的一種有機物6．在過氧化氫酶溶液中加入雙縮脲試劑，其（）A．產(chǎn)生氣泡B．溶液呈藍色C．溶液呈紫色D．產(chǎn)生磚紅色沉淀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．斯帕蘭札尼發(fā)現(xiàn)，放在鷹胃內(nèi)的肉塊經(jīng)過一段時間后消失了。這主要是由于鷹胃內(nèi)有塊起了作用的 （）A．胃蛋白酶D．胃淀粉酶C．鹽酸溶液D．物理性摩擦9．選用新鮮肝臟做酶的高效性實驗，是因為新鮮肝臟中（）A．含F(xiàn)e3+多B．過氧化氫酶易發(fā)揮作用C．含的酶的種類多D．過氧化氫酶多且活性強10．酶是活細胞產(chǎn)生的，下列關(guān)于酶的論述錯誤的是（）A．有些酶是核酸B．酶的數(shù)量因參與化學(xué)反應(yīng)而減少C．酶的活性與pH有關(guān)D．酶的催化效率很高11．在活細胞中參與各種化