1、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)活化能的酶第一課時(shí) 酶的作用教材分析：該節(jié)主要介紹了酶在細(xì)胞代謝中的作用、酶的本質(zhì)以及酶的3個(gè)特性，一般加上實(shí)驗(yàn)共需要3個(gè)課時(shí)。本節(jié)是第一課時(shí)，主要說明酶的作用。課本在學(xué)生學(xué)習(xí)過初中生物學(xué)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)設(shè)了“問題探討”的情境200多年前科學(xué)家斯帕蘭札尼有關(guān)探究鷹消化食物原理的著名實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生分析和討論，明確在這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中酶起了重要作用。那么酶在細(xì)胞代謝中有何作用？教材安排了實(shí)驗(yàn)來比較過氧化氫在不同條件下分解速率快慢的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生自己得出結(jié)論，從而切身體會(huì)到酶具有很高的催化速率，該實(shí)驗(yàn)還介紹了生物實(shí)驗(yàn)的常用方法，所以要特別注意理解掌握設(shè)計(jì)對照實(shí)

2、驗(yàn)的原則單一變量原則（只有一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件不同，其他的實(shí)驗(yàn)條件都相同），從而確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不同就是有該不同的條件造成的。在學(xué)生獲得感性知識的基礎(chǔ)上，教材利用卡通式插圖、圖解和文字?jǐn)⑹?，指出酶能夠顯著降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。這種編排有助于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)確認(rèn)和控制變量，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。課標(biāo)要求：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機(jī)物，作為生物催化劑，它可顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。作為第五章的開篇，本節(jié)重點(diǎn)要闡明的是酶的作用和本質(zhì)，酶的作用和細(xì)胞的能量供應(yīng)與利用有著密切的關(guān)系。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(xì)胞呼吸”和“光合作用的原理和應(yīng)用”中涉及的一系列的酶促反應(yīng)

3、。具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)：說明酶在代謝中的作用。教學(xué)三維目標(biāo)： 1.知識與技能（1）細(xì)胞代謝的概念。（2）酶的作用。（3）提高學(xué)生觀察、分析、判斷的思維能力，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。2.過程與方法（1）通過本節(jié)課教學(xué)，讓學(xué)生進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探索，學(xué)會(huì)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)。（2）在實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岣叩幕A(chǔ)上，提高學(xué)生運(yùn)用語言表達(dá)的能力和分享信息、分享實(shí)驗(yàn)成果的能力。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的科學(xué)精神。（2）通過實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新精神和合作精神。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)： 比較過氧化氫酶在不同條件下分解速率快慢

4、的實(shí)驗(yàn)，并引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論酶的高效催化作用（酶的作用）。教學(xué)難點(diǎn)：1.酶的活化能降低的原理。2.實(shí)驗(yàn)中控制變量的科學(xué)方法。設(shè)計(jì)思路：“降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶”是人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書生物必修1 第5章第1節(jié)的內(nèi)容。關(guān)于酶的作用，教材安排了一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)比較過氧化氫在不同條件下的分解。在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教者充分利用了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，通過對本實(shí)驗(yàn)的分析，引導(dǎo)學(xué)生自己得出結(jié)論，切身體會(huì)到酶的高效催化作用，繼而揭示酶具有高效催化性的原理。這種設(shè)計(jì)有助于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)確認(rèn)和控制變量，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力?；顒?dòng)設(shè)計(jì)：【情境創(chuàng)設(shè)】書P77本章封面：細(xì)胞作為一個(gè)基本的生命系統(tǒng)，只有不斷輸入能量，才能維

5、持生命活動(dòng)的有序性。人為什么要吃飯？（獲得能量）食物進(jìn)入人體內(nèi)發(fā)生了怎樣的變化？（消化和吸收）這些變化過程在其他生物中有沒有呢？（有）【師】這些問題現(xiàn)在我們都知道答案了，但在二百多年前的人們并不知道，于是一些科學(xué)家就開始了對這些問題的探索?！窘榻B】1773年意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼的實(shí)驗(yàn)【背景知識】在斯帕蘭札尼做此實(shí)驗(yàn)之前，人們認(rèn)為鳥類的胃只能磨碎食物，不能分解有機(jī)物，也就是說鳥類的胃只有物理性消化，沒有化學(xué)性消化?！居懻摗?、這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問題？（鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學(xué)性消化）、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？（是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了）、怎樣才能證明你的推測？（收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)

6、，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解了。我們現(xiàn)在知道這種物質(zhì)就是胃蛋白酶。）一、酶的作用和本質(zhì)【回顧】葉綠體，線粒體，核糖體的功能（引入細(xì)胞代謝的概念）1、 細(xì)胞代謝:【小結(jié)】對于一個(gè)生物體來說，要進(jìn)行的生理活動(dòng)非常多，這些生理活動(dòng)的進(jìn)行依賴于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的各種生物化學(xué)反應(yīng)。對細(xì)胞來說，能量的獲得和利用也必須通過化學(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?！具^渡】現(xiàn)實(shí)中的化學(xué)反應(yīng)我們知道很多情況下，反應(yīng)的進(jìn)行都需要一定的條件，比如高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等等【問】在化學(xué)反應(yīng)中有沒有不通過高溫高壓等條件，來提高化學(xué)反應(yīng)速率的方法呢？（有，催化劑）【問】細(xì)胞生存的條件是很溫和的，那

7、么細(xì)胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學(xué)反應(yīng)如何在常溫、常壓、pH接近中性的條件下，迅速高效地進(jìn)行呢？ （細(xì)胞也有類似于催化劑的物質(zhì)存在，如酶）細(xì)胞代謝離不開酶。那么，細(xì)胞代謝為什么離不開酶呢？那我們就要看看酶在細(xì)胞代謝中究竟起著什么樣的作用。2、酶在細(xì)胞代謝中的作用【介紹】細(xì)胞在代謝中產(chǎn)生的過氧化氫，對機(jī)體是有毒的。機(jī)體通過過氧化氫酶，能將過氧化氫迅速分解成水和氧氣而排出。加熱也能使H2O2分解，鐵離子也可催化這一反應(yīng)。2H2O2H2OO22H2O2H2OO2實(shí)驗(yàn)：比較過氧化氫在不同條件下的分解【問】如何獲得過氧化氫酶？（新鮮肝臟中含有較多的過氧化氫酶，所以新鮮肝臟研磨液含有較多的過氧化氫酶）質(zhì)量分?jǐn)?shù)

8、為20%的新鮮肝臟研磨液1滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的氯化鐵溶液1滴有效成分： 過氧化氫酶所含酶的相對數(shù)量： 1 有效成分： Fe3+Fe3+的相對數(shù)量： 25萬按以下實(shí)驗(yàn)步驟來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)試管編號1234實(shí)驗(yàn)原理H2O2在高溫、Fe3、H2O2酶的作用下都可分解成水和氧氣第一步H2O2濃度3% 3%3%3%劑量2 mL2 mL2 mL2 mL第二步反應(yīng)條件常溫90 FeCl3溶液肝臟研磨液劑量2滴2滴觀 察觀察氣泡冒出和衛(wèi)生香復(fù)燃的情況，并記錄結(jié)果氣泡產(chǎn)生無少量較多大量衛(wèi)生香燃燒變亮復(fù)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(jié) 論過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣，酶的催化效率

9、比無機(jī)催化劑的催化作用更顯著【學(xué)生先預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果；然后完成實(shí)驗(yàn)】【P79討論】【問】第一組與號試管相比，號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？（2號試管放出的氣泡多，說明加熱能提高反應(yīng)速率）活化能的概念：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.【問】在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？（不能，加熱會(huì)使蛋白質(zhì)變性）【問】3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？（Fe3+和H2O2酶也能提高反應(yīng)速率）【問】那么為什么Fe3+和H2O2酶都提高反應(yīng)速率呢？對照活化能的圖，如果化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行比成一種運(yùn)動(dòng)的話，像那一種運(yùn)動(dòng)？（跳高或跨欄）如果想通過的話

10、，怎么辦呢？催化劑(酶)的作用原理是：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能【問】號試管與號試管相比，哪只試管中的反應(yīng)速率快？這說明什么？（4號管的更快，說明過氧化氫酶比鐵離子的催化速率高的多）為什么說高的多呢？（回憶含量）在20測得的過氧化氫分解的活化能條件活化能(KJ/mol)沒有催化劑催化用膠太鉑催化用過氧化氫酶催化755429【問】為什么酶的催化效率會(huì)比無機(jī)催化劑更高呢？（舉例說明，圖示）（與無機(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）【問】為什么說酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？（細(xì)胞代謝要在溫和的條件下快速進(jìn)行，只有酶能滿足這樣的要求，因此說酶對細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重

11、要。）【對上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析】（看圖分析）【問】上述實(shí)驗(yàn)分成了1、2、3、4號四支試管，哪些是四支試管共同的條件？哪些是不同的條件？（共同點(diǎn)：試管中加入H2O2溶液的濃度、劑量相同，加入氯化鐵和肝臟研磨液的劑量相同。不同點(diǎn)：反應(yīng)條件不同，結(jié)果也不同）引出變量的概念。【看書P79】變量、自變量、因變量、無關(guān)變量的概念分析本實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量、無關(guān)變量對照實(shí)驗(yàn)、對照組、實(shí)驗(yàn)組的概念對照實(shí)驗(yàn)除了一個(gè)因素以外，其余因素都保持不變。對照組，是不接受人為處理的對象組；反之就是實(shí)驗(yàn)組。【分析本實(shí)驗(yàn)的對照組和實(shí)驗(yàn)組】【課堂小結(jié)1】控制變量：控制自變量，形成對照或?qū)Ρ?；觀察分析因變量，得出結(jié)果或結(jié)論；無關(guān)變量保

12、持一致?！締枴磕敲磫我蛔兞吭瓌t、等量原則中所說的量分別是什么呢？【問】本實(shí)驗(yàn)如果不要號試管行不行呢？（不行）那體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的什么原則？（對照原則）那幾組形成了對照呢？（和，和，和，還有和）和或者和，行不行？（不行）【問】本實(shí)驗(yàn)最后到底得出了什么結(jié)論？【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的其他因素相同，而只有反應(yīng)條件這一個(gè)因素不同，通過對照觀察其對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。就能得出相應(yīng)的結(jié)論。：1和2,1和3,1和4，比較，說明過氧化氫在不同的條件下分解的速率不同。：3試管和4試管只有加入的催化劑不同，結(jié)果3放的氧氣少，4放出氧氣多。說明酶的效率比無機(jī)催化劑高?！菊n堂小結(jié)2】酶在細(xì)胞代謝中的作用通過降低化學(xué)反應(yīng)活化能來催

13、化反應(yīng)，且催化效率比無機(jī)催化劑更高?！静贾米鳂I(yè)】、 預(yù)習(xí)P81的資料分析，說出酶的研究過程。從這些過程中你得到了什么啟示？、 完成探究影響酶活性的條件實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)步驟的設(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（第一課時(shí)酶的作用學(xué)案）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知識與技能（1）細(xì)胞代謝的概念。（2）酶的作用和本質(zhì)。（3）提高觀察、分析、判斷的思維能力。2.過程與方法（1）進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探索，學(xué)會(huì)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)。（2）提高運(yùn)用語言表達(dá)的能力和分享信息能力。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）學(xué)習(xí)科學(xué)家實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的科學(xué)精神。（2）培養(yǎng)探

14、索精神、創(chuàng)新精神和合作精神。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：比較過氧化氫酶在不同條件下分解速率快慢的實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論酶的作用學(xué)習(xí)難點(diǎn)：1.酶的活化能降低的原理。2.實(shí)驗(yàn)中控制變量的科學(xué)方法?！緦W(xué)習(xí)過程：】【介紹】1773年意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼的實(shí)驗(yàn)【討論】、這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問題？ 、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？、怎樣才能證明你的推測？ 一、酶的作用和本質(zhì)1、細(xì)胞代謝的概念:2、酶在細(xì)胞代謝中的作用：2H2O2H2OO22H2O2H2OO2實(shí)驗(yàn)：比較過氧化氫在不同條件下的分解質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的新鮮肝臟研磨液1滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的氯化鐵溶液1滴有效成分： 過氧化氫酶所含酶的相對數(shù)量： 1 有效成分： Fe3+Fe3+的

15、相對數(shù)量： 25萬實(shí)驗(yàn)步驟：試管編號1234實(shí)驗(yàn)原理H2O2在高溫、Fe3、H2O2酶的作用下都可分解成水和氧氣第一步H2O2濃度3% 3%3%3%劑量2 mL2 mL2 mL2 mL第二步反應(yīng)條件常溫90 FeCl3溶液肝臟研磨液劑量2滴2滴觀 察觀察氣泡冒出和衛(wèi)生香復(fù)燃的情況，并記錄結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒原 因結(jié) 論【P79討論】【問1】第一組與號試管相比，號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？活化能的概念：【問】在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？【問】3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？催化劑(酶)的作用原理是： 【問】號試管與號試管相比，哪只試管中的反應(yīng)速率快？這說明什么？ 【問】酶的催化效率和無機(jī)催化劑相比誰更高？為什么？【問】為什么說酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至