5.1.1降低化学反应活化能的酶

第一节 降低化学反应活化能的酶

●教学目标

1、知识目标：

①说出细胞代谢的概念。 ②说明酶在细胞代谢中的作用。 ③说出酶能降低化学反应活化能。

2、能力目标：进行有关的实验和探索，按所设计的实验方案和步骤，正确完成相关的实验操作。学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验

3、情感目标： ①评价自己的实验结果

②参与交流，听取别人的正确意见，维护或修改自己的方案和意见。 ●教学重点和难点

教学重点：酶的作用。

教学难点：①酶降低化学反应活化能的原理。

②控制变量的科学方法。

●学情分析

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，可以用来进行有关实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。学生的分析、推理和抽象思维能力不强；在学习方法和认识水平方面还不够熟练；对本节知识有亲身体验，求知欲强，积极性高，学习潜力很大。

学生在初中学习了有关消化酶的知识，做了相关的实验，并根据生活经验，通过报刊、电视、互联网等媒体，获得许多与酶有关的信息，对酶有了一定的认识，但认识有限。在实验操作方面，学生已经能够正确使用一般的实验器具，对探究实验有较高的兴趣，但对探究的程序还不熟练。 ● 教学方法与手段：

实验探究教学法和直观教学法：引导学生主动探究，培养合作学习和科学探究精神。并始终围绕实验展开教学。利用FLASH动画，化抽象为具体，突破难

点。

学习方法：合作学习、探究实验、分组讨论 ●教学过程

【导入】

出示PPT，复习叶绿体、线粒体、核糖体三种细胞器的功能。（叶绿体是光合作用的场所；线粒体是有氧呼吸的主要场所；核糖体是合成蛋白质的场所。）可以看出在细胞这个最基本的生命系统中，能量的获得和利用都必须通过化学反应。细胞中每时每刻都进行着许许多多的化学反应，我们称之为细胞代谢。（板书：细胞代谢）细胞代谢为什么能在温和的条件下顺利而有效地进行呢？带着这个问题我们共同学习第五章的（板书：第一节 降低化学反应活化能的酶。)

【探究新知】

是谁发现的酶？怎样发现的？酶的本质是什么？请同学们带着这些问题阅读教材81页的资料分析—关于酶本质的探索，并回答有关问题。

（出示PPT） 科学家 相 关 结 论 发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的物质在起作用。 引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物 质只在酵母细胞死亡并裂解后才能起作用。 酵母细胞中某些物质能够在酵母细胞裂解后 起催化作用，称为酿酶，但未分离出。 提取脲酶并确定其为蛋白质。 巴斯德 李比希 毕希纳 萨姆纳 切赫 奥特曼 少数RNA也是酶。 引导学生归纳并分析酶的定义。同时板书： 酶的产生场所：活细胞 酶的作用：催化作用

酶的本质：有机物，多数酶是蛋白质，少数酶是RNA

细胞代谢会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。下面我们通过教材中比较过氧化氢在不同条件下的分解实验来共同探讨酶作为生物催化剂，在细胞代谢中有什么作用？（板书）

学生阅读教材78页实验，完成实验设计表格。展示PPT：出示视频实验，学生回答实验现象。

步骤 H2O2 浓度 一 二 剂 量 试管编号 1 3% 2ml 2 3% 2ml 90℃ 3 3% 2ml 4 3% 2ml 反应条件 常温 FeCl3 肝脏研磨液 2滴 2滴 剂 量 2滴清水 2滴清水 结果 气泡产生 卫生香燃烧 结论 过氧化氢在不同条件下的分解速率不同。我们刚才进行的实验，有些因素是可以变化的，如过氧化氢溶液的浓度可以变为5%，剂量可以为3mL，肝脏研磨液也可以换成生的土豆屑。像这样在实验过程中可以变化的因素称为变量。请大家阅读课本第79页控制变量的内容，变量包括哪几种类型？如何区别？

PPT展示：

变量 分类 讨论“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中自变量、因变量、无关变量、对照组、实验组。

从1、2号实验的对比中，我们可以看出：常温常压下，H2O2不容易分解 为什么2号管加热会使它分解呢？（因为加热提供了能量。）加热使过氧化氢分子获得了能量，从能量较低的状态进入容易进行化学反应的活跃状态，分子从不容易进行反应的常态到容易进行反应的活跃的激发状态所需要的能量称为活化能。

那么，为什么3、4号试管也是在常温下，没有加热，反应却这么激烈呢？（因为加了催化剂。）催化剂起到什么作用？提供能量吗？ 催化剂在化学反应

自变量 因变量 无关变量 对照组 实验组 2号：90℃水浴加H2O2分解速度加入试剂的1号试2、3、4热 3用产生气泡的量；实验室的管 号：加入数目多少或卫温度；FeCl3生香燃烧程度和肝脏研磨液的新鲜程度。 号试管 3.5tCl32滴 4号：加入20%肝表示 脏研磨液2滴 中，并不是给反应物提供能量，而是能够降低其活化能，使反应物更快的达到活跃状态，从而提高反应的速率。

如果把化学反应比作驾车翻越一座高山，加热加压相当于给汽车加大油门，用催化剂则相当于帮司机找到一条穿山隧道。走隧道需要的能量少。

PPT展示：

4号比3号更激烈，那是因为生物催化剂（前面实验里的猪肝研磨液里的过氧化氢酶）比无机催化剂Fe3+更能高效的降低反应的活化能。你能不能用一个体育项目来形象地描述一下吗？（跳高）催化剂并不能改变化学反应。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。如教材78页问题探讨，意大利科学家斯帕兰札尼所做的实验，金属小笼内的肉块消失的原因不是物理性消化，而是鹰的胃内有胃蛋白酶进行化学性消化的结果。

【课堂练习】 【课堂小结】

1．酶在细胞代谢中的作用——降低化学反应活化能。同无机催化剂相比，催化效率更高。

2．控制自变量，以形成对照或对比。观察分析因变量，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。 【布置作业】 附：板书设计：

第1节 降低化学反应活化能的酶 一、酶的定义：

产生场所：活细胞 酶 作用：催化作用

本质：有机物，多数酶是蛋白质，少数酶是RNA 二、酶在细胞代谢中的作用 1、活化能的概念

2、酶的作用：酶能显著降低活化能