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 一、 整體設(shè)計(jì)思路 1 第 5 章“ 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶” 是人教版一般高中課程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)教科書生物必修 第 1 節(jié)的內(nèi)容；關(guān)于酶的作用,教材支配了一個(gè)同學(xué)試驗(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)試驗(yàn),通過對(duì)本試驗(yàn)的分析,引導(dǎo)同學(xué) 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)同學(xué)學(xué)會(huì)確認(rèn)和把握變量,有助于培養(yǎng)同學(xué)的科學(xué)探究才能；二、 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,一般加上試驗(yàn)共

2、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；課本在同學(xué)學(xué)習(xí)過中同學(xué)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試驗(yàn),引導(dǎo)同學(xué)分析和爭(zhēng)辯,明確在這個(gè)試驗(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？教材支配了試驗(yàn)來比較過氧化氫在不同條件下分解速率快慢的 試驗(yàn),引導(dǎo)同學(xué)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,該試驗(yàn)仍介紹了生物試驗(yàn)的常用方法,所以要特殊留意懂得把握設(shè)計(jì)對(duì)比試驗(yàn)的原就單一變量原就（只有一個(gè)試驗(yàn)條件不同,其他的試驗(yàn)條件都相同）,從而確定試驗(yàn)結(jié)果的不同就是有該不同的條件造成的；在同學(xué)獲得感性學(xué)問的基礎(chǔ)上,教材

3、利用卡通式插圖、圖解和文字?jǐn)?述,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)同學(xué)學(xué)會(huì)確認(rèn)和控 制變量,有助于培養(yǎng)同學(xué)的科學(xué)探究才能；三、 教學(xué)三維目標(biāo)：1. 學(xué)問與技能（1）細(xì)胞代謝的概念；（2）酶的作用；（3）提高同學(xué)觀看、分析、判定的思維才能,提高同學(xué)的試驗(yàn)操作才能；2. 過程與方法（1）通過本節(jié)課教學(xué),讓同學(xué)進(jìn)行有關(guān)的試驗(yàn)和探究,學(xué)會(huì)把握自變量,觀看和檢測(cè)因 變量的變化,以及設(shè)置對(duì)比組和重復(fù)試驗(yàn)；（2）在試驗(yàn)才能提高的基礎(chǔ)上,提高同學(xué)運(yùn)用語言表達(dá)的才能和共享信息、共享試驗(yàn)成 果的才能；3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）勉勵(lì)同學(xué)學(xué)習(xí)科學(xué)家實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探究的科學(xué)精神；（

4、2）通過試驗(yàn)探究,培養(yǎng)同學(xué)的探究精神、創(chuàng)新精神和合作精神；四、 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：1. 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的試驗(yàn),并引導(dǎo)同學(xué)得出結(jié)論酶的高效催化作用（酶的作用） ；2. 教學(xué)難點(diǎn)：（1）酶的活化能降低的原理；（2）試驗(yàn)中把握變量的科學(xué)方法；五、教學(xué)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,才能保護(hù) 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?。┻@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) 家就開頭了對(duì)這

5、些問題的探究；【介紹】 1773 年意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼的試驗(yàn)【背景學(xué)問】在斯帕蘭札尼做此試驗(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；【爭(zhēng)辯】、這個(gè)試驗(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)使肉塊消逝了？（是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了）、怎樣才能證明你的估量？（收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì),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)【回憶】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(duì)于一個(gè)生物體來說,要進(jìn)行的生理活動(dòng)

6、特殊多,這些生理活動(dòng)的進(jìn)行依靠于細(xì) 胞內(nèi)發(fā)生的各種生物化學(xué)反應(yīng)；對(duì)細(xì)胞來說,能量的獲得和利用也必需通過化學(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；【過渡】現(xiàn)實(shí)中的化學(xué)反應(yīng)我們知道許多情形下,反應(yīng)的進(jìn)行都需要確定的條件,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存的,那么細(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,快速高效地進(jìn)行呢？存在,如酶）（細(xì)胞也有類似于催化劑的物質(zhì)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

7、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(duì)機(jī)體是有毒的；機(jī)體通過過氧化氫酶,能將過氧化氫快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試驗(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？（新穎肝臟中含有較多的過氧化氫酶,所以新穎肝臟研磨液 含有較多的過氧化氫酶）質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的新穎肝臟研磨液1 滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的氯化鐵溶液1 滴有效成分：過氧化氫酶有效成分： Fe3+ 萬所含酶的相對(duì)數(shù)量： 1 Fe3+的相對(duì)數(shù)量： 25按以下試驗(yàn)步驟來進(jìn)行試驗(yàn)第一步試管編號(hào)1 2

8、 3 4 試驗(yàn)原理H2O2 在高溫、 Fe 3、H2O2 酶的作用下都可分解成水和氧氣H2O2 濃度3% 3% 3% 3% 劑量2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 其次步反應(yīng)條件常溫90 FeCl 3 溶液肝臟研磨液劑量2 滴2 滴結(jié)果觀察觀看氣泡冒出和衛(wèi)生香復(fù)燃的情形,并記錄氣泡產(chǎn)生無少量較多大量衛(wèi)生香燃燒變亮復(fù)燃原因沒有生生成了少量生成了少量氧生成了大量氧成氧氣氧氣氣氣結(jié)論過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣,酶的催化效率比無機(jī)催化劑的催化作用更顯著【同學(xué)先推測(cè)試驗(yàn)結(jié)果；然后完成試驗(yàn)】【P79 爭(zhēng)辯】【問】第一組與號(hào)試管相比,號(hào)試管顯現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？（2 號(hào)試管放出

9、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)楹?jiǎn)潔發(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(hào)試管和 4 號(hào)試管未經(jīng)加熱,也有大量氣泡產(chǎn)生,這說明什么？（Fe 3+和 H2O2 酶 也能提高反應(yīng)速率）【問】那么為什么 Fe 3+和 H2O2 酶都提高反應(yīng)速率呢？對(duì)比活化能的圖,假如化學(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）假如想通過的話,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(hào)試管與號(hào)試管相比,哪只試管中的反應(yīng)速率快？這說明什么？（4 號(hào)管的

10、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）【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）在 20測(cè)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 75 用膠太鉑催化 54 用過氧化氫酶催化 29 【問】為什么說酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順當(dāng)進(jìn)行至關(guān)重要？（細(xì)胞代謝要在溫存的條 件下快速進(jìn)行,只有酶能中意這樣的要求,因此說酶對(duì)細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順當(dāng)進(jìn)行至關(guān)重 要；）【對(duì)上述試驗(yàn)進(jìn)行分析】 （看圖分析）【問】上述試驗(yàn)分成了 1、2、 3、4 號(hào)四支試管,哪些是四支試

11、管共同的條件？哪些是不同 的條件？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（共同點(diǎn)：試管中加入 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 分析本試驗(yàn)的自變量、因變量、無關(guān)變量對(duì)比試驗(yàn)、對(duì)比組、試驗(yàn)組的概念 對(duì)比試驗(yàn)除了一個(gè)因素以外,其余因素都保持不變；對(duì)比組,是不接受人為處理的對(duì)象組；反之就是試驗(yàn)組；【分析本試驗(yàn)的對(duì)比組和試驗(yàn)組】【課堂小結(jié) 1】把握變量： 把握自變量,形成對(duì)比或?qū)Ρ?；觀看分析因變量,得出結(jié)果或結(jié)論；無關(guān)變量保持一樣；【問】那么單一變量原就、等量原就中所說的量分別是什么呢？【問】本試驗(yàn)假如不

12、要號(hào)試管行不行呢？（不行）那表達(dá)了試驗(yàn)的什么原就？（對(duì)比原就）那幾組形成了對(duì)比呢？（和,和,和,仍有和）和或者和,行不行？（不行）【問】本試驗(yàn)最終究竟得出了什么結(jié)論？【試驗(yàn)結(jié)論】進(jìn)行該試驗(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(duì)比觀 察其對(duì)試驗(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 效率比無機(jī)催化劑高；【課堂小結(jié) 2】3 放的氧氣少, 4 放出氧氣多；說明酶的酶在細(xì)胞代謝中的作用通過降低化學(xué)反應(yīng)活化能來催化反應(yīng),且催化效率比無機(jī) 催化劑更高；【布置作業(yè)】、預(yù)習(xí) P81的資料分析,說出酶的爭(zhēng)辯過程；從