《降低化学反应活化能的酶》教学设计 - 图文

《降低化学反应活化能的酶》教学设计

课标要求

酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，作为生物催化剂，它可以显著降低化学反应的活化能。具体内容标准：说明酶在代谢中的应用。学习要求：1、说出酶的本质和作用，尝试比较过氧化氢在不同条件下的分解效果。2、通过试验说明影响酶活性的因素，掌握控制变量的科学方法。 教材分析

作为第5章的开篇，本节重点要阐明的是酶的作用和本质，酶的作用和细胞的能量供应与利用有着密切的关系。只有真正理解了酶的作用，才能更好的理解后续章节“细胞呼吸”和“光合作用的原理和应用”中涉及的一系列的酶促反应。本节课主要是让学生认识酶，并通过实验的探究得出酶的高效性的结论、通过对实验的分析，帮助学生建立“唯一变量原则”的思想。通过对酶的介绍引起学生对细胞内化学反应的兴趣。 学情分析

通过前面的学习，学生已经掌握了有关蛋白质的结构、特点，功能等生物学知识，可以用来解释和分析本节内容中的有关问题。学生已经掌握了化学中的双氧水的分解反应和有关无机催化剂的知识，可以用来进行有关试验和生物催化剂酶的教学，将化学知识与生物学教学进行渗透。学生掌握的数学上函数的知识可以用来进行变量的有关教学，将教学知识和生物学知识进行渗透。学生在平时的生活学习中已经接触到了用双氧水消毒等事实，迫切的想了解进一步的知识，想用专业的科学的知识来解决有关问题，可以此为切入点充分激发学生的求知欲，能取得较好的效果。

经过前面一段时间的训练，学生都愿意参加小组学习活动，能发表自己的看法，倾听别人的意见，并掌握了一定的方法，能够积极地动手、动脑参与实际操作。并且乐意将自己的学习成果展示给大家，与大家分享，体会学习的快乐。 教学目标

1、 使学生了解细胞代谢的概念。

2、通过有关试验，引导学生分析酶的作用。并在此过程中学会在试验过程中控制自变量、观察和检测因变量，以及设置对照组和重复试验的基本方法。

3、通过让学生了解酶的发现过程，使学生体验试验在生物学研究中的重要作用，激励学生学习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。 教学重点、难点

教学重点：酶的作用和本质

教学难点：（1）酶能够降低化学反应的活化能的原理（2）控制变量的科学方法 设计理念

“降低化学反应活化能的酶”是人教版普通高中课程标准试验教科书生物必修1第5章第1节的内容。关于酶的作用，教材安排了一个学生试验——比较过氧化氢在不同条件下的分解；关于酶的本质，教材简要诉述了科学家对酶本质的探索。根据主体性教学目标，以“自主性、探究性、合作性”为学生的三个纬度，以培养学生的科学素养为指导，以侧重科学方法教育为归宿，本节课采用“教师引导、学生探究”的教学模式，融合讨论法、比较法、归纳法等多种教学方法。设疑导入---引导探究---归纳总结---拓展升华。 教学设计 教学进程 利用问题导入新课，通过讨论生成新问题 教师活动 同学们，早上大家吃过早点后，认真听课写笔记，那为什么到第三节、第四节课的时候就会觉得很饿？（学生气氛活跃回答问题）吃的早点中有能量，我们在学习过程中消耗能量，食物也被分解了。如果这时候你不补充能量会不会影响健康？（学生回答不会）为什么？你的身体需要能量，这时食物中的能量都被分解释放了，我们需要的能量从哪里来？（学生回答自身储存的能量）好，老师说完这句话，我已经不再是刚才的那个我了。（同学们面面相觑）从表面上看我们没有什么不同，但是从组成我们身体的物质角度看，每时每刻都有物质的合成和物质的分解。（学生恍然大悟）这些变化都是发生在细胞内的化学反应，生物学将他们称为细胞代谢。 现在我们深呼吸一下。好，现在教室的空气中什么气体减少了？什么气体增多了？（学生回答氧气减少了，而二氧化碳增多了）氧气在体内参与物质变化产物是二氧化碳，在体外进行这样的化学变化要在什么条件下呢？（学生讨论说燃烧时）那同学们思考一下，在生物体内进行的化学变化能不能用我们在化学实验室中进行这些变化时同样的条件？（学生思考） 学生活动 思考老师提出的问题，在老师的引导下围绕问题进行讨论： ① 反应条件温和，人体细胞内的环境很温和，既不是强酸性又不是强碱性。 ② 人体内的生物化学反应数量巨大 ③ 人体内的反应速度很块（一分钟内，人体细胞内就有几百万次的化学反应） 生成新问题：生物体内而大量的反应是如何在温和条件下快速进行的呢？ 有学生提出：生物细胞中的“酶”是使反应快速进行的关键，就好像是化学实验中用到的催化剂。 教学意图 通过提出问题引起学生的学习兴趣，继而通过引发学生思考生物体内反应的特点，使学生产生新的问题，启发求知的欲望。 根据学生的认知水平，鼓励学生资助探究。 进行探究实验，适时引导，完善实验设计 在化学反应中，我们要想加快化学反应速率，一般用的方法是加热和催化剂两种方法。 细胞里能不能加热？（学生讨论，得出结论不能）为了满足细胞代谢的要求，就需要有一种高效的催化剂。我们认为酶是一种高效的催化剂，但它真的能对生物体内的化学反应起催化作用么？如果能，催化作用有多强？让我们一起动手来做个实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解。 介绍有关过氧化氢酶的背景知识（略） 介绍三氯化铁溶液可以作为加速过氧化氢分解的催化剂。 提出问题，引导学生设计一个实验，探究酶时候具有催化作用。 针对学生的方案提出问题，以什么指标来判断过氧化氢分解的快慢？ 根据学生在化学试验中得到的经验，应用于生物学中。 设计实验方案： ①取4支试管，标号1、2、3、4。 ②4支试管内都加入等量的过氧化氢溶液。 ③1、2号试管加入2ML蒸馏水，2号试管放入90℃的水中。3号试管加入2ML三氯化铁溶液2滴，4号试管加入新鲜肝脏研磨液2滴。 ④观察对比4支试管中的现象 变教材中的验证性实验为探究实验，通过知道学生根据探究目的自行设计探究干干，培养学生的探究能力。 讨论回答，达成共识： ①由于过氧化氢分解时会产生氧气，而氧气微溶于水，因此可以根据试管中气泡的多少以及产生量来判断反应速度的快慢。 ②还可以用带火星的卫生香插入试管液面上方，观察火星的明暗现象 学生甲：试验中第二步，每支试管加入不同的物质，这是试验中的自变量。而因为自变量的不同而产生的差异的为因变量。实验第一步的操作为无关变量。 学生乙：实验组为2、3、4号试管，对照组为1号试管。 学生丙：为了客观性、科学性和说服力，实验中应将其他的量都保持一致，只在反应条件以及加入的物质进行区别。 按照设计好的方案，以小组为单位，实施实验，观察并记录实验现象。 通过实例培养学生分析解决问题的能力，拓展学生的思维。 引导学生对于实验中出现的相关变量做出正确的处理 在整个实验中，那些是自变量、因变量和无关变量？而对照组和实验组有是那几支试管？ 并且为了使实验具有客观性、科学性和说服力，试验中各支试管在处理上应该注意什么呢？ 引导学生思考试验中的变量应如何正确处理，明确对照实验的一般原则。 提高学生的动手能力，增强实验操作经验。 实施实验 巡回查看，给予必要的知道和帮助 交流科学探究的一般程序是“提出问题—试验情况，做出假设—设计实验—实施验证—得出分析实验结论”我们进行的探究酶的催化性的实验结果。 那位同学可以从这五个步骤尝试完整陈述我们的探究过程？ 学生丁： ①问题提出：酶是否具有催化作用？ ②做出假设：酶具有催化作用 ③实验方案：略 ④实验预期：2、3、4号试管都可以产生气泡，并使带火星的卫生香火星更亮。 ⑤实验结果：1号试管中只有很少量的气泡，2号试管中产生较多的气泡，3、4号试管产生大量气泡，但4号试管产生的更多，并且使卫生香复燃。 ⑥结论：过氧化氢酶具有很强的催化作用。（酶的高效性） 回顾实验现象，理解反应活化能的概念，并理解酶使反应活化能降低加快反应速度的原理。 利用整个实验，增强学生科学思想，培养学生逐步具备科学探究的能力。 由实验现象入手，进行深化拓展 催化剂并不能改变反应。只是改变了反应的速率。相当于将运动项目的难度系数降低了。正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。 通过动画的形式形象的展示酶使反应活化能降低的原理。使用生动的形式、丰富的表达让刻板的知识更容易被学生接受理解。 由实验现象升华到反应原理，对本质的理解可以加深对知识的应用。 1、酶在细胞代谢中的作用——降低 反应活化能。同无机催化剂相比，催化效 率更高。 课堂小结 2、控制自变量，以形成对照或对比。观察根系因变量，以得出实验结果或结论。无关变量保持一致。 3、对照实验——除了一个因素以外，其余因素都保持不变。 4、练习评价。

通过小结回忆、练习反馈，加深理解，检验学生学习的效果。