廣東省惠州市博羅縣華僑中學生物第五章第1節(jié) 降低化學反應活化能的酶 學案

5/5第5章細胞的能量供給和利用第1節(jié)降低化學反響活化能的酶第一課時酶的作用●教材分析：該節(jié)主要介紹了酶在細胞代謝中的作用、酶的本質(zhì)以及酶的3個特性,一般加上實驗共需要3個課時。本節(jié)是第一課時,主要說明酶的作用。課本在學生學習過初中生物學的根底上,創(chuàng)設了“問題探討〞的情境——200多年前科學家斯帕蘭札尼有關(guān)探究鷹消化食物原理的著名實驗,引導學生分析和討論,明確在這個實驗過程中酶起了重要作用。那么酶在細胞代謝中有何作用？教材安排了實驗來比擬過氧化氫在不同條件下分解速率快慢的實驗,引導學生自己得出結(jié)論,從而切身體會到酶具有很高的催化速率,該實驗還介紹了生物實驗的常用方法,所以要特別注意理解掌握設計對照實驗的原那么——單一變量原那么〔只有一個實驗條件不同,其他的實驗條件都相同〕,從而確定實驗結(jié)果的不同就是有該不同的條件造成的。在學生獲得感性知識的根底上,教材利用卡通式插圖、圖解和文字表達,指出酶能夠顯著降低化學反響所需的活化能。這種編排有助于引導學生學會確認和控制變量,有助于培養(yǎng)學生的科學探究能力?！裾n標要求：酶是活細胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機物,作為生物催化劑,它可顯著降低化學反響的活化能。作為第五章的開篇,本節(jié)重點要說明的是酶的作用和本質(zhì),酶的作用和細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)“細胞呼吸〞和“光合作用的原理和應用〞中涉及的一系列的酶促反響。具體內(nèi)容標準：說明酶在代謝中的作用?！窠虒W三維目標：1.知識與技能〔1〕細胞代謝的概念?！?〕酶的作用?！?〕提高學生觀察、分析、判斷的思維能力,提高學生的實驗操作能力。2.過程與方法〔1〕通過本節(jié)課教學,讓學生進行有關(guān)的實驗和探索,學會控制自變量,觀察和檢測因變量的變化,以及設置對照組和重復實驗。〔2〕在實驗能力提高的根底上,提高學生運用語言表達的能力和分享信息、分享實驗成果的能力。3.情感態(tài)度與價值觀〔1〕鼓勵學生學習科學家實事求是的科學態(tài)度和勇于探索的科學精神?！?〕通過實驗探究,培養(yǎng)學生的探索精神、創(chuàng)新精神和合作精神?！窠虒W重點和難點：教學重點：比擬過氧化氫酶在不同條件下分解速率快慢的實驗,并引導學生得出結(jié)論——酶的高效催化作用〔酶的作用〕。教學難點：1.酶的活化能降低的原理。2.實驗中控制變量的科學方法。●設計思路：“降低化學反響活化能的酶〞是人教版普通高中課程標準實驗教科書生物必修1第5章第1節(jié)的內(nèi)容。關(guān)于酶的作用,教材安排了一個學生實驗——比擬過氧化氫在不同條件下的分解。在進行教學設計時,教者充分利用了這個實驗,通過對本實驗的分析,引導學生自己得出結(jié)論,切身體會到酶的高效催化作用,繼而揭示酶具有高效催化性的原理。這種設計有助于引導學生學會確認和控制變量,有助于培養(yǎng)學生的科學探究能力。●活動設計：【情境創(chuàng)設】書P77本章封面：……細胞作為一個根本的生命系統(tǒng),只有不斷輸入能量,才能維持生命活動的有序性。人為什么要吃飯？〔獲得能量〕食物進入人體內(nèi)發(fā)生了怎樣的變化？〔消化和吸收〕這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,于是一些科學家就開始了對這些問題的探索?！窘榻B】1773年意大利科學家斯帕蘭札尼的實驗【背景知識】在斯帕蘭札尼做此實驗之前,人們認為鳥類的胃只能磨碎食物,不能分解有機物,也就是說鳥類的胃只有物理性消化,沒有化學性消化?！居懻摗浚?、這個實驗要解決什么問題？〔鳥類的胃是否只有物理性消化,沒有化學性消化〕２、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？〔是胃內(nèi)的化學物質(zhì)將肉塊分解了〕３、怎樣才能證明你的推測？〔收集胃內(nèi)的化學物質(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〔引入細胞代謝的概念〕細胞代謝:【小結(jié)】對于一個生物體來說,要進行的生理活動非常多,這些生理活動的進行依賴于細胞內(nèi)發(fā)生的各種生物化學反響。對細胞來說,能量的獲得和利用也必須通過化學反響。細胞中每時每刻都進行著許多化學反響,統(tǒng)稱為細胞代謝?！具^渡】現(xiàn)實中的化學反響我們知道很多情況下,反響的進行都需要一定的條件,比方高溫、高壓、強酸、強堿等等【問１】在化學反響中有沒有不通過高溫高壓等條件,來提高化學反響速率的方法呢？〔有,催化劑〕【問２】細胞生存的條件是很溫和的,那么細胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學反響如何在常溫、常壓、pH接近中性的條件下,迅速高效地進行呢？〔細胞也有類似于催化劑的物質(zhì)存在,如酶〕細胞代謝離不開酶。那么,細胞代謝為什么離不開酶呢？那我們就要看看酶在細胞代謝中究竟起著什么樣的作用。2、酶在細胞代謝中的作用【介紹】細胞在代謝中產(chǎn)生的過氧化氫,對機體是有毒的。機體通過過氧化氫酶,能將過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實驗：比擬過氧化氫在不同條件下的分解【問】如何獲得過氧化氫酶？〔新鮮肝臟中含有較多的過氧化氫酶,所以新鮮肝臟研磨液含有較多的過氧化氫酶〕質(zhì)量分數(shù)為20%的新鮮肝臟研磨液1滴質(zhì)量分數(shù)為3.5%的氯化鐵溶液1滴有效成分：過氧化氫酶所含酶的相對數(shù)量：1有效成分：Fe3+Fe3+的相對數(shù)量：25萬按以下實驗步驟來進行實驗試管編號1234實驗原理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)生香復燃的情況,并記錄結(jié)果氣泡產(chǎn)生無少量較多大量衛(wèi)生香燃燒變亮復燃原因沒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催化劑的催化作用更顯著【學生先預測實驗結(jié)果；然后完成實驗】【P79討論】【問１】第一組與１號試管相比,２號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？〔2號試管放出的氣泡多,說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)生化學反響的活潑狀態(tài)所需要的能量稱為活化能.【問２】在細胞內(nèi),能通過加熱來提高反響速率嗎？〔不能,加熱會使蛋白質(zhì)變性〕【問３】3號試管和4號試管未經(jīng)加熱,也有大量氣泡產(chǎn)生,這說明什么？〔Fe3+和H2O2酶也能提高反響速率〕【問】那么為什么Fe3+和H2O2酶都提高反響速率呢？對照活化能的圖,如果化學反響的進行比成一種運動的話,像那一種運動？〔跳高或跨欄〕如果想通過的話,怎么辦呢？②催化劑(酶)的作用原理是：降低化學反響的活化能【問４】３號試管與４號試管相比,哪只試管中的反響速率快？這說明什么？〔4號管的更快,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〕在20℃條件活化能(KJ/mol)沒有催化劑催化用膠太鉑催化用過氧化氫酶催化755429【問５】為什么酶的催化效率會比無機催化劑更高呢？〔舉例說明,圖示〕〔與無機催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,因而催化效率更高〕【問６】為什么說酶對于細胞內(nèi)化學反響的順利進行至關(guān)重要？〔細胞代謝要在溫和的條件下快速進行,只有酶能滿足這樣的要求,因此說酶對細胞內(nèi)化學反響的順利進行至關(guān)重要?！场緦ι鲜鰧嶒炦M行分析】〔看圖分析〕【問】上述實驗分成了1、2、3、4號四支試管,哪些是四支試管共同的條件？哪些是不同的條件？〔共同點：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：反響條件不同,結(jié)果也不同〕引出變量的概念?！究磿鳳79】③變量、自變量、因變量、無關(guān)變量的概念分析本實驗的自變量、因變量、無關(guān)變量④對照實驗、對照組、實驗組的概念對照實驗——除了一個因素以外,其余因素都保持不變。對照組,是不接受人為處理的對象組；反之就是實驗組。【分析本實驗的對照組和實驗組】【課堂小結(jié)1】⑤控制變量：控制自變量,形成對照或比照；觀察分析因變量,得出結(jié)果或結(jié)論；無關(guān)變量保持一致?！締枺薄磕敲磫我蛔兞吭敲?、等量原那么中所說的量分別是什么呢？【問２】本實驗如果不要１號試管行不行呢？〔不行〕那表達了實驗的什么原那么？〔對照原那么〕那幾組形成了對照呢？〔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３】本實驗最后到底得出了什么結(jié)論？【實驗結(jié)論】進行該實驗的其他因素相同,而只有反響條件這一個因素不同,通過對照觀察其對實驗結(jié)果的影響。就能得出相應的結(jié)論。Ａ：1和2,1和3,1和4,比擬,說明過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。說明酶的效率比無機催化劑高?！菊n堂小結(jié)2】酶在細胞代謝中的作用——通過降低化學反響活化能來催化反響,且催化效率比無機催化劑更高?！静贾米鳂I(yè)】預習P81的資料分析,說出酶的研究過程。從這些過程中你得到了什么啟示？完成探究影響酶活性的條件實驗中的實驗步驟的設計。第5章細胞的能量供給和利用第1節(jié)降低化學反響活化能的酶〔第一課時酶的作用學案〕●學習目標1.知識與技能〔1〕細胞代謝的概念?！?〕酶的作用和本質(zhì)。〔3〕提高觀察、分析、判斷的思維能力。2.過程與方法〔1〕進行有關(guān)的實驗和探索,學會控制自變量,觀察和檢測因變量的變化,以及設置對照組和重復實驗?！?〕提高運用語言表達的能力和分享信息能力。3.情感態(tài)度與價值觀〔1〕學習科學家實事求是的科學態(tài)度和勇于探索的科學精神?！?〕培養(yǎng)探索精神、創(chuàng)新精神和合作精神?！駥W習重點：比擬過氧化氫酶在不同條件下分解速率快慢的實驗,得出結(jié)論——酶的作用●學習難點：1.酶的活化能降低的原理。2.實驗中控制變量的科學方法?！緦W習過程：】【介紹】1773年意大利科學家斯帕蘭札尼的實驗【討論】１、這個實驗要解決什么問題？２、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？３、怎樣才能證明你的推測？一、酶的作用和本質(zhì)1、細胞代謝的概念:2、酶在細胞代謝中的作用：2H2O2△２H2O＋O22H2O2２H2O＋O2實驗：比擬過氧化氫在不同條件下的分解質(zhì)量分數(shù)為20%的新鮮肝臟研磨液1滴質(zhì)量分數(shù)為3.5%的氯化鐵溶液1滴有效成分：過氧化氫酶所含酶的相對數(shù)量：1有效成分：Fe3+Fe3+的相對數(shù)量：25萬實驗步驟：試管編號1234實驗原理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1】第一組與１號試管相比,２號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？活化能的概念：【問２】在細胞內(nèi),能通過加熱來提高反響速率嗎？【問３】3號試管和4號試管未經(jīng)加熱,也有大量氣泡產(chǎn)生,這說明什么？催化劑(酶)的作用原理是：【問４】３號試管與４號試管相比,哪只試管中的反響速率快？這說明什么？【問５】酶的催化效率和無機催化劑相比誰更高？為什么？【問６】為什么說酶對于細胞內(nèi)化學反響的順利進行至關(guān)重要？【對上述實驗