1、第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用5.1 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一、教材分析“降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶” 第1課時(shí)酶的作用，主要探討酶在細(xì)胞代謝中的作用。該內(nèi)容以第4章第3節(jié)物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸方式中的主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗能量以及初中生物學(xué)“消化”為基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)本節(jié)利于“細(xì)胞呼吸”、“光與光合作用”的學(xué)習(xí)；利于選修模塊中有關(guān)酶的應(yīng)用、微生物發(fā)酵、蛋白質(zhì)提取和分離等知識(shí)的學(xué)習(xí)。在學(xué)生學(xué)習(xí)了細(xì)胞的化學(xué)組成、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能的知識(shí)后，學(xué)習(xí)酶在細(xì)胞代謝中的作用，進(jìn)一步密切了前后知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系。本節(jié)內(nèi)容在結(jié)構(gòu)體系上體現(xiàn)了人們對(duì)科學(xué)理論的認(rèn)識(shí)過(guò)程和方法，是進(jìn)行探究式教學(xué)的極佳素材。在教學(xué)中，通過(guò)發(fā)揮學(xué)生的主體作用，優(yōu)化課堂結(jié)

2、構(gòu)，妙用探究實(shí)驗(yàn)，把知識(shí)的傳授過(guò)程優(yōu)化成一個(gè)科學(xué)的探究過(guò)程，讓學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法，從而滲透科學(xué)方法教育。第2課時(shí)酶的本質(zhì)，主要探討酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程和其化學(xué)本質(zhì)。新陳代謝是生物體內(nèi)全部化學(xué)反應(yīng)的總稱(chēng)，是生物體進(jìn)行一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。這些生物化學(xué)反應(yīng)之所以能在常溫常壓下進(jìn)行，就是因?yàn)橛辛嗣高@種生物催化劑的作用。因此酶是新陳代謝必不可少的物質(zhì)。了解酶的本質(zhì)，不僅有助于學(xué)生延伸對(duì)蛋白質(zhì)功能、性質(zhì)的理解，對(duì)理解細(xì)胞中復(fù)雜的代謝過(guò)程能井然有序地進(jìn)行、理解細(xì)胞呼吸和光合作用等重要生理活動(dòng)的正常進(jìn)行有重要作用。故本節(jié)內(nèi)容在分子與細(xì)胞模塊的知識(shí)體系中占有較重要的地位。酶的特性，主要探討酶的專(zhuān)一性、高效性

3、、溫和性。新陳代謝之所以能在常溫、常壓、大多近中性環(huán)境下進(jìn)行，就是因?yàn)槊傅淖饔茫傅奶匦杂兄趯W(xué)生延伸對(duì)蛋白質(zhì)功能和性質(zhì)的理解，對(duì)理解細(xì)胞中復(fù)雜的代謝過(guò)程能井然有序地進(jìn)行、理解細(xì)胞呼吸和光合作用、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)等重要生理活動(dòng)有重要作用，同時(shí)在基因工程等現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題模塊和生物技術(shù)實(shí)踐模塊（發(fā)酵技術(shù)、酶的研究與應(yīng)用等）的知識(shí)體系中的學(xué)習(xí)有重要作用。二、教學(xué)目標(biāo)1、說(shuō)明酶在細(xì)胞代謝中的作用、本質(zhì)和特性。2、通過(guò)閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷地探索和爭(zhēng)論中前進(jìn)的。3、進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究，學(xué)會(huì)控制自變量，觀察和檢測(cè)因變量變化，及設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)。三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法

4、1、教學(xué)重點(diǎn)及解決方法教學(xué)重點(diǎn)酶的作用、本質(zhì)和特性。解決方法利用學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)催化劑的知識(shí)基礎(chǔ)切入，引入酶的學(xué)習(xí)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)、資料分析得出酶的本質(zhì)和三大特性。2、教學(xué)難點(diǎn)及解決方法教學(xué)難點(diǎn)酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理。 控制變量的科學(xué)方法。解決方法通過(guò)比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)，感悟酶作為催化劑特點(diǎn)，及控制變量的方法。利用教材上形象，直觀的圖解和文學(xué)說(shuō)明，讓學(xué)生明確催化劑可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。四、課時(shí)安排3課時(shí)五、教學(xué)方法直觀教學(xué)、講解、啟發(fā)、實(shí)驗(yàn)法。 教具準(zhǔn)備：課件、繪圖等。六、學(xué)生活動(dòng)指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，找出需了解的知識(shí)點(diǎn)，細(xì)胞代謝的定義，酶的本質(zhì)，酶的特性等。完成教材中的實(shí)驗(yàn)。七、教學(xué)程

5、序第1課時(shí)問(wèn)題探討介紹教材P78斯帕蘭扎尼的實(shí)驗(yàn)，討論下列問(wèn)題：這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問(wèn)題？ 是什么物質(zhì)使肉塊消失了？對(duì)細(xì)胞來(lái)說(shuō)，能量的獲得和利用都必須通過(guò)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(chēng)為細(xì)胞代謝。細(xì)胞中代謝過(guò)程離不開(kāi)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶。學(xué)生回憶：化學(xué)反應(yīng)中無(wú)機(jī)催化劑的概念？無(wú)機(jī)催化劑的作用、特點(diǎn)和條件是什么？學(xué)生思考：細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境是一個(gè)常溫常壓下的狀態(tài)，在這種環(huán)境下化學(xué)反應(yīng)卻能高效有序地發(fā)生，應(yīng)該有適合的生物催化劑酶。一、酶在細(xì)胞代謝中的作用。實(shí)驗(yàn)比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解。1、實(shí)驗(yàn)原理：2H2O22H2OO2 2H2O22H2OO22、實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象試管號(hào)3%的過(guò)氧

6、化氫溶液控制變量點(diǎn)燃的衛(wèi)生香檢測(cè)實(shí)驗(yàn)處理氣泡多少12mL22 mL90左右水浴加熱很少32 mL滴加3.5%FeCl3溶液2滴較多燃燒但不猛烈42 mL滴加20%肝臟研磨液2滴很多燃燒猛烈3、討論見(jiàn)教材P79。這個(gè)實(shí)驗(yàn)為什么要選用新鮮的肝臟？為什么要將肝臟制成研磨液？滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時(shí)，可否共用一個(gè)吸管？為什么？4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論5、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的理論分析在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)讓學(xué)生感悟酶作為催化劑的突出特點(diǎn)高效。20%的新鮮肝臟研磨液1滴3.5%的FeCl3溶液1滴生物催化劑：過(guò)氧化氫酶所含酶的相對(duì)數(shù)量：1無(wú)機(jī)催化劑：Fe3+Fe3+的相對(duì)數(shù)量：25萬(wàn)控制變量：講解教材P79相關(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)設(shè)

7、計(jì)的原則。自變量因變量無(wú)關(guān)變量對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組2號(hào)：90水浴加熱3號(hào)：加入3.5% FeCl32滴4號(hào)：加入20%肝臟研磨液2滴H2O2分解速度用產(chǎn)生氣泡的數(shù)目多少表示加入試劑的量；實(shí)驗(yàn)室的溫度；FeCl3和肝臟研磨液的新鮮程度。1號(hào)試管2、3、4號(hào)試管活化能分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱(chēng)為活化能。用無(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。如H2O2的分解，20無(wú)催化劑時(shí)需活化能75kJ/mol ；用鉑作催化劑時(shí)，只需活化能54kJ/mol；用H2O2酶時(shí)，活化能下降到29 kJ/mol以下。（結(jié)合教材P80圖講解）正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在

8、溫和條件下快速進(jìn)行。二、總結(jié)細(xì)胞代謝離不開(kāi)酶的原因。三、作業(yè)布置預(yù)習(xí)下節(jié)課所講內(nèi)容。四、析書(shū)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)活化能的酶一、酶在細(xì)胞代謝中的作用1、細(xì)胞代謝：細(xì)胞內(nèi)的全部化學(xué)反應(yīng)。2、酶的作用：降低活化能更顯著、催化效率更高。第2課時(shí)導(dǎo)言酶到到底是什么物質(zhì)呢？19世紀(jì)以前，人們還不知道為何物。19世紀(jì)以后，隨著對(duì)釀酒中發(fā)酵過(guò)程的深入研究，才逐漸揭開(kāi)了酶的“面紗”。二、酶的本質(zhì)資料分析教師設(shè)置下列問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去閱讀教材P8182相關(guān)內(nèi)容。1、巴斯德和李比希的觀點(diǎn)分別是什么？2、巴斯德和李比希的觀點(diǎn)各有什么積極意義？各有什么局限性？3、科學(xué)發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)爭(zhēng)

9、論是正常的。試分析巴斯德和李比希之間出現(xiàn)爭(zhēng)論的原因是什么，這一爭(zhēng)論對(duì)后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？4、巴斯德和李比希之間的爭(zhēng)論被哪位科學(xué)家的研究成果平息了？5、簡(jiǎn)述畢希納實(shí)驗(yàn)的過(guò)程？6、從畢希納的實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？7、要證明酵母細(xì)胞的提取液和活酵母細(xì)胞的作用一樣還需要對(duì)實(shí)驗(yàn)如何改進(jìn)？8、薩姆納提取到了脲酶，他是如何證明它的化學(xué)成分的？9、薩姆納歷時(shí)9年才證明脲酶是蛋白質(zhì)，并因此榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。你認(rèn)為他成功的主要原因是什么？10、請(qǐng)給酶下一個(gè)較完整的定義？11、結(jié)合酶本質(zhì)的探索歷程談?wù)勀銓?duì)馬克思說(shuō)的：“在科學(xué)上沒(méi)有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達(dá)到光輝的頂點(diǎn)

10、”這句話的理解。學(xué)生討論回答：二、總結(jié) 酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。三、作業(yè)布置 教材P82練習(xí)四、板書(shū)設(shè)計(jì)二、酶的本質(zhì)1、 酶本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程：巴斯德 李比希 畢希納 薩姆納 切赫奧特曼2、酶的本質(zhì)：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。第3課時(shí)導(dǎo)言：酶作為催化劑，與無(wú)機(jī)催化劑相比有什么不同呢？通過(guò)教材P78實(shí)驗(yàn)，我們已經(jīng)知道加肝臟研磨液的4號(hào)試管放出的O2遠(yuǎn)多于加FeCl3溶液的3號(hào)試管。從而說(shuō)明了酶具有高效性。一、酶具有高效性酶的催化效率大約是無(wú)機(jī)催化劑的10171013倍（思考：這對(duì)細(xì)胞有什么意義？）二、酶具有專(zhuān)一性補(bǔ)充“探索淀粉

11、酶對(duì)淀粉和蔗糖水解的作用”實(shí)驗(yàn)。1、實(shí)驗(yàn)原理a.淀粉麥芽糖（非還原性糖）蔗糖葡萄糖果糖 還原性糖（非還原性糖）b.還原性糖斐林試劑磚紅色氧化亞銅沉淀c.用淀粉酶分別催化淀粉和蔗糖后，再用斐林試劑鑒定，根據(jù)是否有磚紅色沉淀來(lái)判斷淀粉酶是否對(duì)二者都有催化作用，從而探索酶的專(zhuān)一性。2、實(shí)驗(yàn)步驟序號(hào)實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容試管1試管21注入可溶性淀粉溶液2ml2注入蔗糖溶液2ml3注入淀粉酶溶液2ml2ml4將試管放在60水中5分鐘5分鐘5加入斐林試劑2ml2ml6放熱水于大燒杯中加熱煮沸1分鐘1分鐘7觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象3、實(shí)驗(yàn)結(jié)論4、酶的專(zhuān)一性，每一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)。三、酶的作用條件較溫和探究影響酶活性

12、的條件。1、實(shí)驗(yàn)原理淀粉麥芽糖和葡萄糖磚紅色沉淀碘液 碘液紫藍(lán)色復(fù)合物 不形成紫藍(lán)色復(fù)合物2、 實(shí)驗(yàn)步驟序號(hào)實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容試管1試管2試管3試管1試管2試管31注入可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml2注入新鮮淀粉酶溶液1ml1ml1ml3放置溫度6010006010004保溫時(shí)間5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5混合試管1試管2試管36保溫時(shí)間5分鐘5分鐘5分鐘7滴碘液1滴1滴1滴8觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象序號(hào)實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容試管1試管2試管31注入等量的新鮮淀粉溶液1mL1 mL1 mL2注入等量的不同PH的溶液1 mL蒸餾水1 mL NaOH1 mL HCl3注入等量的可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL4放60熱水中相等時(shí)間5分鐘5分鐘5分鐘5加等量斐林試劑并搖勻2 mL2 mL2 mL6放熱水中用酒精燈加熱煮沸1分鐘1分鐘1分鐘7觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象3、實(shí)驗(yàn)結(jié)論4、分析教材組織學(xué)生討論完成教材P84相關(guān)問(wèn)題。教師結(jié)合教材P85相關(guān)圖講解。在一定溫度范圍內(nèi)，酶活性隨溫度升高而增強(qiáng)，其中酶的活性最高時(shí)的溫度，即為該種酶的最適溫度。若超過(guò)最適溫