《降低化学反应活化能的酶》教学设计VIP

降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶 教学设计教学设计 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶 教学设计教学设计 教材分析教材分析 酶 是本模块中充分体现学生科学探究能力的一课 本节内容引导学 生通过实践 结合科学史进行分析和讨论 力求在学生认识酶的作用 本质和特性的同时 培养学生实事求是 大胆创新的科学精神 与旧 教材的呈现方式相比 本节多了几分人文 几分生动 几分探究 更 有助于学生能力的培养 教学目标教学目标 知识目标知识目标 了解酶的发现 理解酶的作用 本质和特性 能力目标能力目标 培养学生发现问题 解决问题能力 实验设计能力 德育目标德育目标 培养学生实事求是和严谨的科学态度 执着追求真理的意志 教学重点教学重点 1 酶的作用 本质和特性 这是本节的核心内容 也是学习后续 知识的重要基础 2 控制自变量和设置对照实验 这是课标中要求的重要实验能力 也是各级考试中考查的重点 教学难点教学难点 1 酶降低化学反应活化能的原理 该部分知识较抽象 2 控制变量的科学方法 学生的实验能力还比较弱 往往不得要 领 教学方法教学方法 启发式教学法 以设问和疑问层层引导 激发学生 启发学生积 极思考 逐步从常识走向科学 将感性认识提升 到理性认识 培养和发展学生的抽象思维能力 实验探究教学法 通过问题 讨论 合作 实践 结论 表达这样的模式 认识酶的作用 本质和特性 并掌握设计实验的一般原则 直观教学法 教材中活化能概念的文字叙述很抽象 虽然加入了卡 通式插图和图解 但仍然是平面的 静止的 很难实 现知识迁移 而 Flash 动画是立体的 直观的 动静 结合的 并且能够展示不同条件下的反应情况 有利 于在比较和归纳中得到正确的知识 学情分析学情分析 学生在前面已经学习了蛋白质的结构和功能 并进行了学生在前面已经学习了蛋白质的结构和功能 并进行了 探究植物 细胞的吸水和失水 的实验 这为理解酶的特性并进行新的探究实验奠这为理解酶的特性并进行新的探究实验奠 定了必要的知识和能力基础定了必要的知识和能力基础 学法指导学法指导 交流讨论 引导学生交流讨论信息 形成完善的探究式学习方式 网络教学 利用网络资源 培养学生查阅信息运用知识的能力 自主性学习 通过观察 思考 了解酶的发现过程 探究式学习 学生通过讨论 比较 探究 认识酶的作用 评价方法评价方法 形成性评价 根据学生课堂表现 实验操作和实验记录表的完成 情况 评出等级 总结性评价 课堂小结和课堂练习 开放性评价 广告设计 把更多的空间留给学生 让学生自主探 究和合作学习 教学实施的程序教学实施的程序 组织教学组织教学 1 网络查找 感性认识 收集有关酶的发现历程资料 有关酶研究的最新发展成果和应用 了 解酶在日常生活中的应用 2 贴近生活 激趣导入 课前让同学们找寻生活中与酶有关的产品 现在我们来交流一下 各小组派代表将所找到的物品展示及介绍 录像 近几十年来 随着酶工程的迅猛发展 酶在生物工程 生物传感器 环保 医药等方面的应用也日益扩大 可以说酶已成为国民经济中不 教师 多 种 媒 体 技 术 网络查找 感性认识 贴近生活 激趣导入 设计实验 探索问题 教师指导 调整设计 动手实验 检验结果 学 生 学 生 可缺少的一部分 现实生活中 人们的衣 食 住 行及其他方面的 新技术几乎都离不开酶 酶如何被发现 酶如何被发现 引言 人吃了饭 食物进入人体内究竟如何变化 今天 我们来看看 200 多年前意大利一位科学家是如何对此问题进行研究的吧 他的实验 对象是一只鹰 目的 激发学生的求知欲 导入斯帕兰扎尼有关探究鹰消化食物原理的著名实验 引导学生质疑 启思 讨论以下问题 讨论 讨论 1 为何要将肉块放入笼子中 为何要将肉块放入笼子中 2 是什么物质使肉块消失了 是什么物质使肉块消失了 学生分组讨论 再全班交流 根据学生的回答得出胃产生的物 质具有化学性消化的作用 引入细胞代谢的概念 设问 你吃下的各种肉类蛋白质 通过什么途径转化成为你自身的 蛋白质 你吃下的淀粉类食物 通过什么途径为你提供能量 通过分析 讨论 使学生理解 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 从而理解细胞 代谢的本质 即 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应 酶的作用酶的作用 在学生理解细胞代谢的本质后 可以利用学生已有的化学知识 分 析出化学反应过程中所需的条件一般是很激烈的 再让学生分析出 生物体细胞生存的条件是很温和的 产生知识冲突 数量如此巨大 的生物化学反应如何在细胞温和的条件下 迅速而高效地进行呢 在这种环境状态下发生的化学反应 应该有适合的生物催化剂在这种环境状态下发生的化学反应 应该有适合的生物催化剂 酶酶 我们能否通过实验来证明 实验一 过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解 实验原理 2H2O2 2H2O O2 材料用具 新鲜的质量分数为 20 的肝脏研磨液 量筒 试管 滴管 试管架 卫生香 火柴 酒精灯 试管夹 大烧杯 三脚架 石棉网 温度 计 新配制的体积分数为 3 的过氧化氢溶液 质量分数为 3 5 的 FeCl3溶液 方法步骤 讨论 1 与 1 号试管相比 2 号试管出现什么不同现象 这一现象说明什 么 2 在细胞内 能通过加热来提高反应速度吗 3 3 号和 4 号试管未经加热 也有大量气泡产生 这说明什么 4 3 号试管和 4 号试管相比 哪支试管中的反应速率快 这说明什 么 学生经过讨论得出结论 生物体内存在催化化学反应的催化剂 而且该催化剂比无机催化剂的催化效率高 讲解 讲解 加热促使过氧化氢分解 是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 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 活化能 看图思考 加热加压相当于给汽车加大油门加热加压相当于给汽车加大油门 加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道 催化剂催化化学反应是通过降低活化能来完成的 与无机催化剂 相比 酶降低活化能的作用更显著 因而催化效率更高 结合教 材 P80 图讲解 通过动画展示使同学们更好的理解酶降低了化学 反应的活化能 变抽象为直观形象 动画展示 各条件使反应加快的本质 各条件使反应加快的本质 加热 提高分子的能量加热 提高分子的能量 Fe3 Fe3 降低化学反应的活化能 降低化学反应的活化能 酶 更显著地降低化学反应的活化能酶 更显著地降低化学反应的活化能 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 细胞代谢离不开酶 细胞代谢离不开酶 实验过程的理论分析 结结论论 观观 察察 二二 一一 4 43 32 21 1 说说明明试试管管编编号号步步骤骤 2ml 2ml 2ml 2ml 3 3 3 3 常常温温90 FeCl3 肝肝脏脏研研 磨磨液液 2 2滴滴2 2滴滴 不不明明显显少少量量较较多多大大量量 不不复复燃燃 不不复复燃燃变变亮亮复复燃燃 过过氧氧化化氢氢在在不不同同条条件件下下的的分分解解速速率率不不一一样样 过过氧氧化化氢氢在在过过氧氧化化氢氢酶酶的的作作用用下下分分解解速速率率最最快快 反反应应条条件件 自自变变量量 因因变变量量 无无关关变变量量 变变量量 H H 2 2O O 2 2 浓浓度度 剂剂量量 剂剂量量 气气泡泡产产生生 带带火火星星的的木木条条 对对照照实实验验 对对照照组组 实实验验组组 实实验验步步骤骤 实验设计中三个主要原则 等量原则 对照性原则 单因子变量原则 回顾斯帕兰扎尼的实验回顾斯帕兰扎尼的实验 问题 斯帕兰扎尼发现酶了吗 生 没有 师 是谁发现的酶呢 怎样发现的 证明酶究竟是什么了吗 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 阅读指南 发酵是纯化学反应 与生命活动无关发酵是纯化学反应 与生命活动无关 巴斯德巴斯德 毕希纳毕希纳 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后 继续起催化作用 就像在活酵母细胞中一样继续起催化作用 就像在活酵母细胞中一样 萨姆纳萨姆纳 酶是蛋白质酶是蛋白质 发酵与活细胞有关 发发酵与活细胞有关 发 酵是整个细胞而不是细酵是整个细胞而不是细 胞中某些物质起作用胞中某些物质起作用 生 阅读教材 分析 讨论 回答有关问题 李比希李比希 引起发酵的是细胞中的引起发酵的是细胞中的 某些物质 但这些物质某些物质 但这些物质 只有在酵母细胞死亡并只有在酵母细胞死亡并 裂解后才能发挥作用裂解后才能发挥作用 巴斯德之前巴斯德之前 19821982 年至年至 19831983 年美国科学家切赫和奥特曼发现少数年美国科学家切赫和奥特曼发现少数 RNARNA 也具有催也具有催 化作用 这一研究成果的出现荣获了化作用 这一研究成果的出现荣获了 19841984 年诺贝尔生理奖 年诺贝尔生理奖 在学生讨论 回答的过程中给予一定的指导 提高学生领悟的深度 引导学生归纳并分析酶的定义 酶的定义 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 其中绝大多 数酶是蛋白质 少数为 RNA 引导探究 引导探究 在学生归纳出酶的定义之后 启发学生思考 酶作为生物催化 剂 它同我们初中学过的无机催化剂相比 有何异同点呢 观看实验动画 回忆实验内容 比较过氧化氢酶和 Fe3 的催化效率 让学生再次感悟酶作为催化剂的突出特性 高效性 酶具有高效性的意义 酶具有高效性的意义 保证了细胞内化学反应的顺利进行 能量供应的稳定保证了细胞内化学反应的顺利进行 能量供应的稳定 提出问题 提出问题 1 过氧化氢酶能高效地催化过氧化氢进行水解 能 不能催化细胞内所有的化学反应呢 2 口腔里有唾液淀粉酶 为什么塞进牙缝的肉丝两 天后还没被消化 实验二实验二 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用 多媒体展示 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用 多媒体展示 自自变变量量 因因变变量量 无无关关变变量量 结结论论 底底物物类类型型 生生成成物物类类型型 酶酶促促反反应应进进行行情情况况 用用量量 反反应应时时间间 检检测测方方法法等等 酶酶的的催催化化具具有有专专一一性性 结论 酶具有专业性 酶的专一性示意图 flash 动画 帮助学生理解 生活应用 1 发烧为什么不思饮食 2 在加酶洗衣粉的包装袋上 往往注明这种洗衣粉的 适用温度范围 为什么呢 录像 资料分析资料分析 唾液淀粉酶 胃蛋白酶等消化酶都是在消化道中起作用的 不 同部位消化液的 ph 不一样 唾液的 ph 为 6 2 7 4 胃液的 ph 为 0 9 1 5 小肠液的 ph 为 7 6 唾液淀粉酶会随唾液流入胃 胃蛋 白酶会随食糜进入小肠 根据以上资料 你能提出什么问题吗 实验三实验三 探究探究影响酶活性的条件影响酶活性的条件 教师给予以下实验材料 学生根据实验的可操作性进行实验设计 可溶性淀粉 过氧化氢 NaOH 5 Hcl 5 碘液 淀 粉酶 最适温度 50 75 过氧化氢酶 新鲜鸡肝 斐林试剂 检验还原性糖 热水 蒸馏水 碘液 试管 烧杯 酒精灯等 教师重点介绍对照性实验设计中三个主要原则 等量原则 对照性原则 单因子变量原则 1 1 设计实验 设计实验 探索问题探索问题 1 1 提出问题 提出问题 2 2 作出假设 作出假设 3 3 材料用具 材料用具 4 4 设计实验 设计实验 5 5 实验记录 实验记录 6 6 分析结果 分析结果 7 7 结论和应 结论和应 2 2 举例分析 举例分析 方案设计方案设计 A 组设计的实验方案 探究 PH 值对酶活性的影响 试管 序号项目 12 1 淀粉酶溶液 1ml1ml 2PHNaOH 1mlHcl 1ml 3 可溶性淀粉溶液 2ml2ml 4 温度 60 60 5 斐林试剂 2ml2ml 6 实验现象 引导学生分析 以上设计是否科学 引导学生回答 得出结论 以上设计缺少对照组 B 组设计的实验方案 探究温度对酶活性的影响 试管 序号项目 123 1 可溶性淀粉溶 液 1ml2ml1ml 2 淀粉酶溶 1ml1ml1ml 液 3 温度 60 沸水冰水 4 碘液1 2 滴1 2 滴1 2 滴 5 实验现象 引导学生分析 以上设计是否有错误 引导学生回答 得出结论 以上设计有两点错误 一是加入的可溶 性淀粉溶液没有遵循等量原则 二是试剂加入的顺序错误 2 3 步 应互换 导致出现多个变量 C 组设计的实验方案 试管 序号项目 123 1 淀粉酶 1ml1ml1ml 2PH 蒸馏水 1ml NaOH 1mlHcl 1ml 3 可溶性淀粉 溶液 2ml2ml2ml 4 温度冰水沸水 60 5 斐林试剂 2ml2ml2ml 6 温度条件 煮沸 1 分 钟 煮沸 1 分钟 煮沸 1 分钟 7 实验条件 引导学生分析 以上设计是否有错误 引导学生回答 得出结论 以上设计有 PH 值和温度两个变量 不符 合单一变量原则 通过具体例子 反复强调 让学生加深对实验设计 通过具体例子 反复强调 让学生加深对实验设计 三原则的印象 突破本节重点 三原则的印象 突破本节重点 3 教师指导 调整设计 除了注意实验设计三原则外 还要注意实验的顺序 4 动手实验 检验结果 让学生参与到科学研究中 引导学生运用所学知识亲自动手实 验 尝试解决问题 实现 感性思维 理性思维 具体思维 的飞 跃 结果录像 因为是探究实验 因此各种情况都可能发生 即使是同一个实验 因为是探究实验 因此各种情况都可能发生 即使是同一个实验 实验现象和结论也许也不一样 我们要共同分析 找出实验误差的实验现象和结论也许也不一样 我们要共同分析 找出实验误差的 原因 原因 5 交流成果 总结提高 学生交流成果 体验探究成功与失败 学生评价各组研究成果 研究成果图 温度对酶活性影响的规律温度对酶活性影响的规律 学生图 科学家图 两个图不是很一样 是不是我们做错了呢 学生通过讨论分析出 实验组可等梯度多做几组 画出的图形更接 近 PhPh 对