降低化学反应活化能酶.doc

第五章 细胞的能量供应和利用第一节 降低化学反应活化能的酶 第一课时 酶的作用一、教学目标1、知识目标（1）说出细胞代谢的概念。（2）举例说明酶在细胞代谢中的作用。（3）描述酶的催化原理。2、能力目标尝试用控制变量法设计实验，能够控制自变量，观察和检测因变量的变化，设置对照组和重复实验，对实验结果和现象进行解释、分析和处理。3、情感目标 提高发现、分析问题的能力和合作交流的能力。二、教学重点1、细胞代谢的概念。2、酶的催化作用。三、教学难点1、控制变量法。2、酶的催化原理降低化学反应活化能。四、活动安排实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解五、教学用具酶降低化学反应活化能的图解、课件六、教学方法启示教学法、点评法和点拨法、实验验证法、直观教学法七、课时安排 1个课时八、教学进程课前准备准备实验材料及用具导入新课师：同学们，大家知道食物进入人体后，会进行怎样的变化吗？食物的去向如何呢？（意图：通过情景引导，启动探究，让学生带着问题走进课堂。）生：（学生根据日常生活经验，积极思考）食物有可能被吸收，也有可能变成残渣，排出体外。师：那么这些变化在其他生物中有没有呢？生：（思考） 师：其实这个问题早在二百多年前科学家就对此进行了探索，现在让我们一起踏着前人的足迹来探索、学习。请大家阅读课本第78页的问题探讨。生：（在老师的指引下阅读课本的资料）师：同学们，科学家在做这个实验时是不是直接让鹰把肉块吞下去？（意图：让学生学会观察，发现问题）生：不是。师：那科学家是如何做的？生：他是先让肉块放进小巧的金属笼内，再让鹰把小笼子吞下去的。师：那为何要将肉块放进笼子里？生：(根据常识，积极思考，但仍未能得出正确的答案)师：（层层引导）同学们，我们知道，当食物进入我们的口腔时，我们会通过牙齿将食物咬碎进行消化，这是一种物理消化，但是有时候残留在我们牙齿间的食物残渣也会消失，这说明肯定有种物质在起着作用。现在同学们知道为何要将肉块放进笼子里了吗？生：（经老师引导后，很快作出回答）这样做可以排除物理消化，因为胃里可以进行物理消化，这样就可以说明有某种物质进入笼子，消化了食物。师：科学家这么做，遵循了实验操作过程中的什么原则？（意图：让学生对实验操作过程中的基本原则有更深刻的了解）生：严谨性和科学性。师：我们已经知道生命体内存在一种物质能对食物进行消化，那么这种物质是什么？经过科学家的研究探索，现在我们已经知道这个能让肉分解的物质就是酶。引出概念学生在初中生物学课本、高中绪论课的学习或通过各种媒体的介绍，对新陈代谢已经有了一定的认识，首先，教师了解学生对新陈代谢是如何理解的。为此教师设计问题，引导学生以自身为例，剖析生命是如何维持的，以此引入本节的学习。教师活动：通过下列问题进行学生的学情反馈。（1）人体的脑细胞是通过什么途径获得营养？脑细胞中产生的代谢废物又是通过什么途径排除体外？（2）人体有哪些系统参与了新陈代谢过程?学生活动：通过回忆初中的知识，进行回答。教师活动：从学生的回答中，老师了解了学生一般只能从生物个体、器官或系统水平上，说明生物体与外界环境之间进行物质和能量的交换，在此基础上，教师把讨论引向微观水平，即细胞和分子水平的代谢过程，主要通过前面章节的旧知识回顾将学生的思维进行转变。师：同学们，大家记不记得在生命活动的主要承担者蛋白质这节课中我们学习了氨基酸一个重要的化学反应？生：（回忆旧知识）氨基酸的脱水缩合。师：（对学生的回答表示肯定）我们之前已经学习了细胞器，那么大家还记不记得线粒体、叶绿体等细胞器的重要功能和作用？生：（努力回忆旧知识或翻看前面的教材进行回答）师：（引导学生得出细胞代谢的概念）教师总结：细胞的结构和生命活动的维持，需要不断地合成与分解，不断地处于自我更新的状态，而这种自我更新的过程完全依赖于细胞内发生的生物化学反应，每一个化学反应都伴随着能量的变化。细胞中全部有序的化学变化的总称就叫细胞代谢。实验验证师：同学们，我们知道一般体外的化学反应都需要激烈的条件，如加热、高温等，但根据同学们日常的生活经验，大家认为细胞内的化学反应（即人体的新陈代谢条件）也是激烈的吗？（引导学生得出体内的化学反应条件与体外的化学反应条件的不同）生：不是。教师通过提问两个问题：“（1）细胞生存的条件是很温和的，那么细胞内数量如此巨大的生物化学反应如何在常温、常压、水溶液环境、pH接近中性的条件下，迅速高效地进行呢？（2）在化学反应中有没有提高化学反应的方法呢？”顺利地引出活细胞产生的催化剂酶。师：怎样验证酶的催化作用呢？下面我们将通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”这个实验来证明。教师指导学生阅读课本第78页的实验部分，学生认真阅读，形成初步的感性认识。原理介绍：细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢过程中也会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。机体能够通过过氧化氢酶这种物质催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。铁离子也能催化这一反应。师：通过阅读，大家知道本实验所采用的实验材料是什么吗？引导学生说出动物的肝脏（如鸡肝、猪肝）师：那么这些动物肝脏有什么特点呢？生：新鲜。师：（进一步引导）为什么要用新鲜的动物肝脏？生：（根据课本内容回答）因为新鲜的肝脏中有较多的过氧化氢酶。教师扩展延伸知识：不新鲜的动物肝脏所产生的过氧化氢酶比较少，而且活性不高。教师进一步指导学生，肝脏是日常生活中所接触的东西，强调学生在理论学习的过程中注意理论联系实际。师：好，同学们，我们将通过什么方法来观察检验过氧化氢的分解情况呢？生：通过观察气泡和用点燃后的卫生香进行检测。师：这又是什么原理呢？生：（根据化学知识回答）因为过氧化氢分解产生氧气，在试管溶液中会出现气泡，我们可以根据气泡的多少来判断氧气的生成量，从而验证过氧化氢在不同条件下的分解速率；另外，用点燃后的卫生香进行检测是因为卫生香上的火在不同氧气含量的条件下，燃烧的程度不一样，所以也可以据此判断过氧化氢的分解速率。师：好，下面我们通过实验操作来验证“酶的催化作用”。接下来是学生实验部分：实验操作 教师活动：（采用点拨法）组织学生进行实验，并思考课本第79页的讨论题来回巡视，帮助学生解决操作过程中碰到的实际问题 观察学生的实验操作过程，发现并指出学生的非科学性操作等不足强调学生注意观察实验现象，引导学生切身体会酶的催化性意图：训练学生实验操作能力及解决问题能力,同时培养学生主动参与和团结协作精神。学生活动：根据老师提供的器材，小组合作，进行实验碰到问题，请教老师 根据教师的建议，对实验操作进行改良 对实验现象进行观察，体会实验中所要说明的问题 记录实验结果结果汇报 教师活动：根据学生的实验情况组织学生以小组为单位对实验现象、实验结果进行汇报意图：加深学生对实验现象的理解，提高学生发现、分析问题的能力。学生活动：以小组为单位汇报实验现象、实验结果 各小组间对实验现象、实验结果进行讨论，提出质疑，暴露矛盾，从而对实验操作过程进行反思 逐步形成正确的实验方法教师总结总结 教师活动：1、 对学生的实验过程进行点评，指出学生在实验过程中的不足，强调学生在实验过程中要遵循实验的一般原则。2、 对学生的实验汇报和讨论做补充。 3、教师通过以下的表格对本次实验进行归纳总结：试管编号123 4第一步 每支试管各加入2mL3%的H2O2溶液第二步室温90热水浴2滴3.5%FeCl3溶液2滴质量分数为20%肝脏研磨液观察观察气泡冒出情况，并记录现象无较多较多很多将点燃的卫生香放在液面上 没变化火头变亮火头变亮复燃原因没有氧气生成生成少量氧气生成少量氧气生成大量氧气结论 酶的催化效率比无机催化剂的催化作用更显著意图：1、 使学生深刻地体会实验操作的科学性和严谨性。2、 使学生更好地把握重点，升华知识。学生活动：1、 体会、反思老师的点评。2、 把握重点，升华知识，形成系统。师：同学们，通过实验，大家能否说明试验用的四支试管有哪些共同的条件？每两支试管之间又有什么区别？（意图：引导学生进行比较分析，提高学生的比较分析能力）教师引导学生回答，得出结果。四支试管的共同点是：每支试管都加入2mLH2O2溶液，并都在相同的压力条件下进行。不同点是：1和2号试管只有温度不同；1号和3号试管相比，3号多加了2滴FeCl3溶液；1号和4号试管相比，4号多加了2滴肝脏研磨液；3号和4号试管相比，加入的催化剂不同；2号和3号试管之间、2号和4号试管之间则存在两个条件差异，一是温度不同，二是3、4号都多加了催化剂。师：1号试管没有进行任何处理，它所起的作用是什么？教师引导学生，得出1号试管的对照作用。师：同学们，如果我们实验只设置两支试管，分别对应与2号试管和3号试管，能否比较过氧化氢在不同条件下的分解？（意图：引导学生逐渐形成单一变量的概念）教师引导学生得出答案：不能，因为2号试管和3号试管存在两个不同的条件，实验现象可能使两个条件的共同作用，无法说明其中任何一个条件对实验结果的影响。师：那么，我们能否用同一滴管给3号和4号试管加FeCl3溶液和肝脏溶液？（意图：进一步引导学生形成单一变量的概念）教师引导学生得出答案：不能，共用滴管会让肝脏溶液（或FeCl3溶液）残留在滴管内，难以判断出过氧化氢的分解是那种滴加液的作用，影响实验结果的准确。教师活动：指导学生阅读课本第79页方框中的资料，提问学生相关的概念变量、自变量、因变量、无关变量、对照实验、对照组和实验组等学生活动：根据资料进行回答，了解掌握概念。教师活动：引导学生指出实验中哪些分别是变量、自变量、因变量、无关变量、对照实验、对照组和实验组。（意图：通过实例加深学生的印象，使学生更好地掌握知识点。）结论：进行该实验的其他因素相同，而只有其中某一因素不同，观察其对实验结果的影响，如果结果不同，那么影响该实验结果的就是这一不同的因素。上述1号和2号试管的温度不同，那么该实验的结果是1号试管不放出氧气，2号试管放出氧气就是因为2号试管的温度较高，即通过加热提高了反应速率。3号试管和4号试管只有加入的催化剂不同，那么该实验的结果是3号试管放出的氧气少，4号试管放出的氧气多就是因为加入到4号试管的催化剂催化效率比3号的高，即酶具有高的催化性。催化原理分析师：为什么加热会使过氧化氢分解？（意图：引出活化能的概念）生：（根据课本第80页的内容进行回答）因为加热使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。教师总结： 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。师：Fe3+和过氧化氢酶并未给过氧化氢能量，为什么能使过氧化氢分解？教师采用直观教学法和打比喻相结合的方法，将化学反应比作驾车翻越一座高山，加热比作给汽车加大油门、催化剂比作隧道，加以图解来引导学生得出结论：Fe3+和过氧化氢酶降低了过氧化氢分解反应的活化能。师：那么，无机催化剂和酶有什么区别？教师采用直观教学法，通过酶降低化学反应活化能的图解将知识点直观地展示给学生，引导学生进行分析比较得出结论（意图：提高同学的分析比较能力）：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。归纳总结，复习巩固教师活动：归纳本节课所学的知识，强调重点。让学生当堂进行练习检测，并扩