5/5第5章細(xì)胞的能量供給和利用第1節(jié)降低化學(xué)反響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(shuō)明酶的作用。課本在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)初中生物學(xué)的根底上,創(chuàng)設(shè)了“問(wèn)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(guò)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(lái)比擬過(guò)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(duì)照實(shí)驗(yàn)的原那么——單一變量原那么〔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(shí)的根底上,教材利用卡通式插圖、圖解和文字表達(dá),指出酶能夠顯著降低化學(xué)反響所需的活化能。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?！裾n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)反響的活化能。作為第五章的開(kāi)篇,本節(jié)重點(diǎn)要說(shuō)明的是酶的作用和本質(zhì),酶的作用和細(xì)胞的能量供給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響。具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)：說(shuō)明酶在代謝中的作用?！窠虒W(xué)三維目標(biāo)：1.知識(shí)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(guò)程與方法〔1〕通過(guò)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(cè)因變量的變化,以及設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)?！?〕在實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岣叩母咨?提高學(xué)生運(yùn)用語(yǔ)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〕鼓勵(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?！?〕通過(guò)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?！窠虒W(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：比擬過(guò)氧化氫酶在不同條件下分解速率快慢的實(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)反響活化能的酶〞是人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)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)——比擬過(guò)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(guò)對(duì)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?！窕顒?dòng)設(shè)計(jì)：【情境創(chuàng)設(shè)】書(shū)P77本章封面：……細(xì)胞作為一個(gè)根本的生命系統(tǒng),只有不斷輸入能量,才能維持生命活動(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(guò)程在其他生物中有沒(méi)有呢？〔有〕【師】這些問(wèn)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(kāi)始了對(duì)這些問(wèn)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(shí)】在斯帕蘭札尼做此實(shí)驗(yàn)之前,人們認(rèn)為鳥(niǎo)類的胃只能磨碎食物,不能分解有機(jī)物,也就是說(shuō)鳥(niǎo)類的胃只有物理性消化,沒(méi)有化學(xué)性消化?！居懻摗浚?、這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問(wèn)題？〔鳥(niǎo)類的胃是否只有物理性消化,沒(méi)有化學(xué)性消化〕２、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〕３、怎樣才能證明你的推測(cè)？〔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?！骋?、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〕細(xì)胞代謝:【小結(jié)】對(duì)于一個(gè)生物體來(lái)說(shuō),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)反響。對(duì)細(xì)胞來(lái)說(shuō),能量的獲得和利用也必須通過(guò)化學(xué)反響。細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反響,統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝?！具^(guò)渡】現(xiàn)實(shí)中的化學(xué)反響我們知道很多情況下,反響的進(jìn)行都需要一定的條件,比方高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等等【問(wèn)１】在化學(xué)反響中有沒(méi)有不通過(guò)高溫高壓等條件,來(lái)提高化學(xué)反響速率的方法呢？〔有,催化劑〕【問(wèn)２】細(xì)胞生存的條件是很溫和的,那么細(xì)胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學(xué)反響如何在常溫、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(kāi)酶。那么,細(xì)胞代謝為什么離不開(kāi)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(guò)氧化氫,對(duì)機(jī)體是有毒的。機(jī)體通過(guò)過(guò)氧化氫酶,能將過(guò)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響。2H2O2△２H2O＋O22H2O2２H2O＋O2實(shí)驗(yàn)：比擬過(guò)氧化氫在不同條件下的分解【問(wèn)】如何獲得過(guò)氧化氫酶？〔新鮮肝臟中含有較多的過(guò)氧化氫酶,所以新鮮肝臟研磨液含有較多的過(guò)氧化氫酶〕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(guò)氧化氫酶所含酶的相對(duì)數(shù)量：1有效成分：Fe3+Fe3+的相對(duì)數(shù)量：25萬(wàn)按以下實(shí)驗(yàn)步驟來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)試管編號(hào)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2mL2mL2mL2mL第二步反響條件常溫90FeCl3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(wú)少量較多大量衛(wèi)生香燃燒變亮復(fù)燃原因沒(méi)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(guò)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(wú)機(jī)催化劑的催化作用更顯著【學(xué)生先預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果；然后完成實(shí)驗(yàn)】【P79討論】【問(wèn)１】第一組與１號(hào)試管相比,２號(hào)試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說(shuō)明什么？〔2號(hào)試管放出的氣泡多,說(shuō)明加熱能提高反響速率〕①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)反響的活潑狀態(tài)所需要的能量稱為活化能.【問(wèn)２】在細(xì)胞內(nèi),能通過(guò)加熱來(lái)提高反響速率嗎？〔不能,加熱會(huì)使蛋白質(zhì)變性〕【問(wèn)３】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(shuō)明什么？〔Fe3+和H2O2酶也能提高反響速率〕【問(wèn)】那么為什么Fe3+和H2O2酶都提高反響速率呢？對(duì)照活化能的圖,如果化學(xué)反響的進(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(guò)的話,怎么辦呢？②催化劑(酶)的作用原理是：降低化學(xué)反響的活化能【問(wèn)４】３號(hào)試管與４號(hào)試管相比,哪只試管中的反響速率快？這說(shuō)明什么？〔4號(hào)管的更快,說(shuō)明過(guò)氧化氫酶比鐵離子的催化速率高的多〕為什么說(shuō)高的多呢？〔回憶含量〕在20℃條件活化能(KJ/mol)沒(méi)有催化劑催化用膠太鉑催化用過(guò)氧化氫酶催化755429【問(wèn)５】為什么酶的催化效率會(huì)比無(wú)機(jī)催化劑更高呢？〔舉例說(shuō)明,圖示〕〔與無(wú)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(wèn)６】為什么說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反響的順利進(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(shuō)酶對(duì)細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反響的順利進(jìn)行至關(guān)重要?！场緦?duì)上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析】〔看圖分析〕【問(wèn)】上述實(shí)驗(yàn)分成了1、2、3、4號(hào)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)：試管中參加H2O2溶液的濃度、劑量相同,參加氯化鐵和肝臟研磨液的劑量相同。不同點(diǎn)：反響條件不同,結(jié)果也不同〕引出變量的概念?！究磿?shū)P79】③變量、自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量的概念分析本實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量④對(duì)照實(shí)驗(yàn)、對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組的概念對(duì)照實(shí)驗(yàn)——除了一個(gè)因素以外,其余因素都保持不變。對(duì)照組,是不接受人為處理的對(duì)象組；反之就是實(shí)驗(yàn)組?！痉治霰緦?shí)驗(yàn)的對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組】【課堂小結(jié)1】⑤控制變量：控制自變量,形成對(duì)照或比照；觀察分析因變量,得出結(jié)果或結(jié)論；無(wú)關(guān)變量保持一致。【問(wèn)１】那么單一變量原那么、等量原那么中所說(shuō)的量分別是什么呢？【問(wèn)２】本實(shí)驗(yàn)如果不要１號(hào)試管行不行呢？〔不行〕那表達(dá)了實(shí)驗(yàn)的什么原那么？〔對(duì)照原那么〕那幾組形成了對(duì)照呢？〔１和２,１和３,１和４,還有３和４〕２和３或者２和４,行不行？〔不行〕【問(wèn)３】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,而只有反響條件這一個(gè)因素不同,通過(guò)對(duì)照觀察其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。就能得出相應(yīng)的結(jié)論。Ａ：1和2,1和3,1和4,比擬,說(shuō)明過(guò)氧化氫在不同的條件下分解的速率不同。Ｂ：3試管和4試管只有參加的催化劑不同,結(jié)果3放的氧氣少,4放出氧氣多。說(shuō)明酶的效率比無(wú)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(guò)降低化學(xué)反響活化能來(lái)催化反響,且催化效率比無(wú)機(jī)催化劑更高?！静贾米鳂I(yè)】預(yù)習(xí)P81的資料分析,說(shuō)出酶的研究過(guò)程。從這些過(guò)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)胞的能量供給和利用第1節(jié)降低化學(xué)反響活化能的酶〔第一課時(shí)酶的作用學(xué)案〕●學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知識(shí)與技能〔1〕細(xì)胞代謝的概念?！?〕酶的作用和本質(zhì)?！?〕提高觀察、分析、判斷的思維能力。2.過(guò)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(cè)因變量的變化,以及設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)?！?〕提高運(yùn)用語(yǔ)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?！?〕培養(yǎng)探索精神、創(chuàng)新精神和合作精神?！駥W(xué)習(xí)重點(diǎn)：比擬過(guò)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(guò)程：】【介紹】1773年意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼的實(shí)驗(yàn)【討論】１、這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問(wèn)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(cè)？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：2H2O2△２H2O＋O22H2O2２H2O＋O2實(shí)驗(yàn)：比擬過(guò)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(guò)氧化氫酶所含酶的相對(duì)數(shù)量：1有效成分：Fe3+Fe3+的相對(duì)數(shù)量：25萬(wàn)實(shí)驗(yàn)步驟：試管編號(hào)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2mL2mL2mL2mL第二步反響條件常溫90FeCl3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(wèn)1】第一組與１號(hào)試管相比,２號(hào)試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說(shuō)明什么？活化能的概念：【問(wèn)２】在細(xì)胞內(nèi),能通過(guò)加熱來(lái)提高反響速率嗎？【問(wèn)３】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(shuō)明什么？催化劑(酶)的作用原理是：【問(wèn)４】３號(hào)試管與４號(hào)試管相比,哪只試管中的反響速率快？這說(shuō)明什么？【問(wèn)５】酶的催化效率和無(wú)機(jī)催化劑相比誰(shuí)更高？為什么？【問(wèn)６】為什么說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反響的順利進(jìn)行至關(guān)重要？【對(duì)上述實(shí)驗(yàn)