高中生物必修1《酶的特性》教案

第 1 页 共 5 页 酶 的 特 性 教 案 设 计1 课前分析1.1 教材分析本节教材内容包括“酶具有高效性” 、 “酶具有专一性” 、 “影响酶活性条件的探究与分析”三大内容。其中“酶具有高效性”的内容，在前一课的“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中学生已自我构建。有关“酶具有专一性”的内容，隐含着同一种酶对不同底物的作用和不同的酶对同一种底物的作用的内容，对于这一内容，只要引导学生对前一节所学实验就底物和酶进行改变，通过亲自实验及分析，很容易突破。因此， “影响酶活性的条件”的探究实验是本节课的重心所在，而这一内容所包含的实验方案设计、实验操作过程及实验结果分析，既是前面所学的“酶的作用与本质”知识的延续和进一步理解，又是学生以后学习影响光合作用和呼吸作用因素知识与技能的基础，同时又是培养学生生物科学研究素养非常好的内容，对学生学习与研究生命科学的兴趣将产生较大的影响。1.2 学情分析本节课之前，学生已具备了以下与本节学习相关的知识和技能：科学探究的一般程序“提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果，得出结论表达和交流进一步探究” 。探究 H2O2 酶对 H2O2 分解的实验技能，即对照实验的设计与操作方法、自变量和无关变量的分析与控制方法。然而，有关影响酶条件的实验方案设计，对学生而言，要求较高，存在相当大的困难，加上课时限制，因此课堂只要求引导学生形成设计思路，然后自主完成实验。1.3 课时分配：1 课时。2 教学设计思路新课前先对学生所熟悉的实验进行更改探究，用以在复杂的实验设计与活动之前，给学生一个思考与设计的启示，以便循序渐进，逐层深入。在“pH、温度对酶活性影响”的实验设计与探究的过程中，利用预设的一些思考性问题辅助学生建立实验思路，对学生的活动过程予以引导与控制。同时，学生实验过程中，还可能会因诸如试剂的用量、量筒与试管的洗涤、滴管的混用等许多原因，导致实验出现误差，对此，教师课前一定要进行充分的预设，以便在教师巡查学生实验过程中针对性的发现问题并及时帮助学生更正或者当实验结果出现误差时能迅速合理地找出原因。在“温度对酶活性影响”实验实施过程中，有长达十多分钟的保温时间，为了充分利用课堂时间，教师提前先做一组实验做为准备。在学生自主提出问题时，可能会提出许多合理的问题，由于课时的限制，不可能一一进行课堂探第 2 页 共 5 页究，但又不能扼制学生的质疑精神，为此，应鼓励学生进行课后探究。3 教学目标知识目标：概述酶的特性和影响酶活性条件的知识体系。能力目标：进行酶的特性、影响酶活性的条件、控制变量的实验探究活动。情感目标：养成勇于质疑、自主探究、合作学习的科学探究精神。4 教学重点和难点重点：建构酶的特性知识体系，探究影响酶活性的条件。难点：影响酶活性条件的实验设计与实施。5 课前准备学生分组实验材料用具：唾液淀粉酶溶液【浓度不详】 ，新鲜的质量分数为20%的猪肝研磨液，质量分数为 3%的可溶性淀粉溶液，体积分数为 3%的过氧化氢溶液，体积分数为 5%的盐酸溶液，体积分数为 5%的氢氧化钠溶液，热水，蒸馏水，冰块，碘液，试管，量筒，小烧杯，大烧杯，滴管，试管夹，酒精灯，三脚架，石棉网，温度计，火柴。实验小问题、知识应用题及教学流程的演示文稿（PPT） 。6 教学流程6.1 建构：酶具高效性教师活动 提问：通过 Fe3+、H 2O2 酶催化 H2O2 分解速率比较的实验，我们知道了酶具有什么特性？学生活动 酶的催化作用具有高效性。引入第 2 课时教师活动 酶除了高效性，还有其他的特性，因此本节继续来探究酶的特性。6.2 探究活动 1：酶具专一性。教师活动 提问：根据上节的实验，假如将 H2O2 酶催化 H2O2 分解的实验作如下更改，实验结果又将如何呢？更换酶将猪肝研磨液换成淀粉酶。更换底物将 H2O2 换成淀粉液。并请每个大组（计划共 10 组）中三人组完成，二人组完成【或学生自愿选择】学生活动 分组按照学案完成实验。教师活动 观察学生实验，若学生有关实验操作不规范，如量取液体的方法不规范等，则予以纠正。待学生实验结束后，提问：探究的结果如何？学生活动 学生展示实验结果和各自实验结论。三人组“换成淀粉酶后不产生气泡” ， 结论：不同的酶不能催化同一底物反应。二人组“换成淀粉后变蓝色” 。结论：同一种酶不能催化不同底物反应。教师活动 提问：由此得出的结论是什么？师生互动 总结：即每一种酶只能催化一种或一类化学反应。这就是酶的专一第 3 页 共 5 页性。比如现在，我们的身体内部正发生着大量的各种各样的化学反应，这就需要各种各样的酶来催化，可见酶的种类是多样性的。细胞内的化学反应之所以有度有序，也与酶的专一性有着很大的关系。6.3 探究活动 2：温度对酶活性的影响。教师活动 提问：酶是活细胞产生的一种产物，酶的催化的反应在常温常压就能进行，那么问题来了，如果酶周围的环境条件发生变化，酶的催化能力或者活性是否会受到影响？比如哪些条件？学生活动 相互讨论，罗列问题， 教师活动 从学生提出的众多问题中，选择“酶的催化作用会不会受 pH 和温度的影响”两大问题作为进一步探究的问题。教师活动PPT 出示“酶的催化作用会不会受温度的影响 ”的探究问题，列举问题供学生思考，帮助学生形成实验设计思路。教生互动 设计如下问题进行引导：1、 本实验自变量是什么？2、 若底物有淀粉和 H2O2 ，你如何选择？3、如何设置温度？ 4、是否能将酶与底物混合后再温度处理？5、如何检测实验结果？学生活动 学生理解实验思路后，学生观看教师进行实验。【由于此实验难度较大时间长，因此有教师做演示实验，教师演示实验目的：帮助学生养成正确实验操作习惯，既能对学生不正确的操作习惯进行改正，又能对后面探究 PH 对酶活性影响的实验起铺垫的作用】教师活动 由于要保温长达 5min，为了不浪费宝贵的时间，因此在这个环节，教师拿出课前就做好本实验，然后直接滴加碘液检测，向学生展示实验结果并提问。学生活动1 号试管变蓝色，2 号试管不变蓝色， 3 号试管变蓝色。教师活动 由此得出的结论是什么？学生活动 酶的催化作用受温度的影响。教师活动 低温、高温下的酶恢复到正常温度，酶的活性是否能够恢复？如果恢复，实验将出现怎样的现象？说明什么问题？如果不能恢复，实验又出现怎样的现象，又能说明什么问题？学生活动 如果试管中蓝色退去表明酶活性能恢复，酶的活性只是受到抑制，如果无变化，表明酶活性不能恢复，酶的蛋白质空间结构已经被破坏。教师活动 为节省时间，后续恢复温度实验不进行，教师直接说出实验现象，出示温度对酶影响的主体知识体系：酶的催化活性受温度的影响。过高温度会使酶的空间结构遭到破坏，使酶失去催化活性，且不能恢复。低温会使酶的催第 4 页 共 5 页化活性显著降低，但不会失活，温度恢复，酶的催化活性会恢复。6.4 探究活动 3：PH 对酶活性的影响。教师活动 提问： “酶的催化作用会不会受 pH 的影响 ” 实验又如何设计，同样列举问题帮助学生形成实验设计思路。教生互动 设计如下问题引导学生：1、本实验的自变量是什么？2、将要控制哪几种 pH？应选择几支试管？并即时交待 “为了使酶处于过酸、过碱的环境下，建议 HCl、NaOH 的使用量为 1mL”。3、能否在将酶和底物混匀后再进行 PH 处理？4、本实验给大家提供是过氧化氢酶，如何观察和分析实验结果？学生活动 待学生理解实验设计思路后，按照学案方案开始实验。教师活动 巡回观察学生实验，并对部分有困难的学生进行指导，待学生实验结束后，提问：实验探究的结果如何？学生活动1 号试管产生大量气泡，2 号试管无气泡产生， 3 号试管无气泡产生。教师活动 由此得出的结论是什么？学生活动 酶的催化作用受 pH 的影响。6.5 探究活动 4：pH 由过酸、过碱恢复到中性，酶的活性是否恢复？教师活动 提出问题：处于过酸、过碱环境中的酶，在恢复到中性时，酶的活性是否能恢复呢？ 学生活动 讨论答案。教师活动 提问：在此实验基础上，如何设计来证明？学生活动 讨论并回答： “利用酸碱中和”学生活动 进行实验。教师活动 提问：结果如何？学生活动 没有气泡产生。教师活动 由此探究可得出什么结论？学生活动 处于过酸或过碱环境下的酶恢复到中性，酶的活性不能恢复。教师活动 出示 pH 对酶影响的主体知识体系：酶的催化活性受 pH 的影响。过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶失去催化活性，且不能恢复。.即酶特性的第三点“酶作用条件较温和” 。然后知识小结。 师生互动 独立练习，教师点评学生练习。 【本模块根据时间是否允许】7 教后反思8 板书设计【本模块学案第一页已有，学生需课前完成，课堂自行完善，课后教师教师检查】第 5 页 共 5 页1、酶具高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的 107 1013 倍。 2、酶具专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 3、酶作用条件较温和：酶所催化的化学反应一般在比较温和的条件下进行。 （1）酶的催化活性受 pH 的影响：过酸、过碱都会使酶的分子结构遭到破坏，使酶失去催化活性，且不能恢复。（2）酶的催化活性受温度的影响：过高温度会使酶的分子结构遭到破坏，使酶失去催化活性，且不能恢复。低温会使酶的催化活性显著降低，但不会失活，温度恢复，酶的催化活性会恢复。知识应用题。1、下图示某酶促反应，若 B 为麦芽糖，则 A 是 ，C 是 。3、下面是探索 H2O2 分解的系列对照实验