降低化学反应活化能的酶

降低化学反应活化能的酶生物组 刘小娇一、 教学设计（一）教学目标1知识方面（1）掌握细胞代谢的概念；（2）说明酶在细胞代谢中的作用和本质。2情感态度和价值观方面（1）培养学生科学探究的精神和合作精神，提高学生的生物学素养。（2）通过斯帕兰札尼的实验探讨和对“关于酶本质的探索”的资料分析，认同科学是在不断的探索和争论中前进的；认同科学家不仅需要继承前人的科研成果，而且要具有质疑、创新和勇于实践的科学态度和精神。3能力方面（1）进行有关的实验和探究，学会控制自变量、观察和检测因变量的变化，以及设计对照实验的方法。（2）提高学生的实验观察、分析和操作能力。（二）教学内容1教材内容的地位、作用与意义 酶的作用是本章第一节的第一部分内容，这一部分的知识是学习细胞代谢最基本的核心知识，体现了课标倡导的知识的基础性，承上启下地将学生的知识从上一章的细胞的结构引入本章细胞的功能层次，有利于帮助学生建立“结构与功能统一”的辩证唯物主义自然观。教材这部分内容还安排了探究实验，对转变学生的学习方式、培养学生的科学探究能力具有重要作用。2教材编排的特点 教材利用生活问题设置情景，激发学生的探究兴趣，启发学生从已有的知识经验引出主题，安排学生自主开展探究实验，通过实验来直观“发现”“酶”的作用，体验操作过程中控制变量的意义，并在实验设计中建构起“控制变量”的科学理念，提高科学探究的能力。3教学重点和难点（1）教学重点 酶的作用和本质。（2）教学难点 酶降低化学反应活化能的原理； 控制变量的科学方法。（三）教学对象1学生已有的知识和经验高一学生在初中阶段学习了消化酶，做了探究馒头在口腔中变化的实验；懂得催化剂的一些性质，并掌握一定的实验技巧；在必修第四章第一节学习过“植物细胞的吸水和失水”的探究实验，对实验探究的基本步骤和方法已有一定的基础。 2学生学习方法和技巧 依据：学生已有一定的观察、对比、分析和实验操作等能力，但仍较习惯于传授式学习，探究方面的经验较少，对控制变量这种科学方法的理解和掌握还较欠缺。学法指导：（）引导促使学生在老师的启发下积极思考，将原有的知识应用到新知识的学习中，完成知识的迁移；（）小组内合理分工，协调实验操作、记录和汇报，进一步培养观察、分析、判断的思维能力和实验操作能力，培养学生的科学探究精神和合作精神；（）结合书本的文字叙述、图片和老师展示的幻灯片，进一步提高分析归纳能力。 3学生个体发展和群体提高 通过个体学习和小组自主探究实验，学会控制自变量，在组长的带动下，提高群体的认知水平，发展学生合作、交流和客观评价的情感能力。（四）教学策略 本节教学中的主要策略：利用问题驱动，引导学生自主实验、探究，转变学习方式；小组合作学习，共同协作完成学习任务。1 教学设计思路引导：创设情景，设置疑问，激活思维，引导学生积极思考。探究：以生活问题为背景，探究知识的发现过程，注重引导学生，培养科学素养。归纳：引导学生处理信息，建构概念并形成完整的知识网络。应用：活化知识，迁移应用，综合分析，解决现实问题。2 教学方法（1）启发式教学法以设问和疑问层层引导学生，激发学生学习兴趣，启发学生积极思考，逐步从常识走向科学，将感性认识上升到理性认识，培养和发展学生的抽象思维能力。（2）实验探究教学法从反应物、反应条件、实验原理、实验步骤、现象记录和分析、归纳得出结论等方面，引导学生理解实验设计，进行实验操作，从具体到抽象、从实践到理论来深化科学探究思想，培养学生的小组合作能力和科学探究能力。（3）直观教学法利用多媒体进行直观教学。（4）比较教学法给学生提供较大的学生与学生之间的互动空间和交流平台，培养学生对比分析的能力。3教学媒体的选择与运用应用现代信息技术，增强感性认识，克服微观现象认识的困难，使学生视觉、听觉等多种感官协同运用，促进形象思维和逻辑思维协同进行。（五） 教学流程顺序学习内容教师组织与引导学生活动设计意图目标达成 一新课的导入创设情景并复习现在天气转凉，一些同学早上起稍得晚一点，早餐只一个馒头就解决了，边啃着馒头边教室里走。 这馒头还越嚼就越觉得有味了，慢慢地竟嚼出甜的味道来了。 引出消化并复习以往所学知识：1. 消化：在消化道内将食物分解成可以吸收的成分的过程，叫做。2.物理消化：通过牙齿的咀嚼、舌的搅拌和胃的蠕动，将食物磨碎、搅拌并与消化液混合，这叫。3.化学消化：通过各种消化液、消化酶的作用，使食物中各种成分分解为可吸收的营养物质，这叫。体会自己咀嚼馒头的感觉，回忆以前初中所学内容结合学生生活创设情景，并重温所学知识，为问题导入做铺垫1激发学生的 好奇心，激起他们学习本课的兴趣。2通过实例基本掌握细胞代谢的概念。导入新 课1 引导学生探讨斯帕兰札尼研究鹰的消化作用的实验。设置问题：（1）这个实验要解决什么问题？（2）实验中为什么要把肉块放入金属笼内？（3）是什么物质使肉块消失了？对此，你会作出怎样的推测?2通过鹰胃中的化学消化引出“细胞代谢”的概念。1.这个实验要解决的问题是：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化？2.是胃内的化学物质将肉块分解了。3.收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解从教材提供的问题探讨进入学习情境，较为有 趣，并能和学生已有的经验对消化酶的了解结合起来。顺序学习内容教师组织与引导学生活动设计意图目标达成二实验探究分组实验1根据前两部分的内容组织并引导学生做过氧化氢的分解实验；2 提醒学生注意安全和实验操作的规范性；3 指导学生作出假设，根据已有的实验设计进行实验，填写实验结果。以小组为单位，针对提出的问题和作出的假设， 根据已给出的实验设计方案，进行实验，分析结果，得出结论，并填写实验报告。学会运用 科学探究的 方法解决实际问题 1通过亲自动手做实验，理解酶在细胞代谢中的作用。2在实验中体验对变量的观察和检测，为以后自行设计对照实验，控制变量奠定基础。3在实验过程中培养协作精神。讨论分析交流1 分组展示实验结果；2引导学生分组讨论，对实验的结果进行分析，交流，并归纳。 讨论（1）与1号试管相比，2号试管出现了什么不同的现象？这一现象说明了什么？引导学生得出结论并进一步理解加热使H2O2分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态，引出“活化能”的概念。 讨论（2）在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？讨论（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？讨论（4）3号和4号试管相比，哪支试管的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？引导学生得出结论，并认识到酶对细胞代谢的重要性。提问：实验中那些量发生了变化，哪些量没有变？ 由学生的结论引出“变量“的概念、“控制变量“的科学方法和“对照实验”。根据实验想象和结果讨论问题（1）在教师引导下得出结论：2号试管放出的气泡多。这一现象说明： 加热使反应物获取了能量，促进H2O2分解，使反应速率提高。讨论问题（2）结论：不能。讨论问题（3） 在教师引导下得出结论： FeCl3溶液中的Fe3+和新鲜肝脏中的H2O2酶都能加快H2O2分解的速率。讨论问题（4） 结论：4号试管的反应速率比3号试管快得多；H2O2酶比Fe3+的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些反应都是在常温常压下高效率地进行，只有酶能满足这样的要求，所以酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。分析回答得出：实验中反应的条件（催化剂）和 H2O2的分解速率发生了变化；反应物的性质和浓度没有变。顺序学习内容教师组织与引导学生活动设计意图目标达成三酶在细胞代谢中的作用1 引导学生由实验总结细胞代谢中酶的作用降低反应的活化能。2 提供一组科学数据进一步证明酶的作用。在20 测得的过氧化氢分解的活化能条件活化能/kJmol-1无催化剂催化用胶态铂催化过氧化氢酶催化755429学生进一步明确活化能的概念，加深对“降低化学反应活化能”的认识。对活化能的理解是本课题的一个难点，涉及到一定的物理和化学知识，将抽象的知识具体化，充分利用图解的直观性来突破此难点。理解并掌握酶在细胞代谢中的作用。四酶的本质1由第三部分内容直接引入酶的本质及其探索历程， 引导学生根据讨论的问题有针对性地进行阅读分析并分组讨论。 讨论提示： （1）巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的；李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的，但是认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的。（2）巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。（3）毕希纳的实验说明，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。（4）萨姆纳历时9年用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。 2 启发学生通过分析总结，得出酶的本质大多数酶是蛋白质，少数是RNA，并给出酶的定义活细胞产生的具有催化作用的有机物。 阅读分析“关于酶本质的探索”并分组讨论，体会酶本质的探索过程，并逐步揭开酶的本质。 通过讨论和进行资料分析，让学生体验并认识到科学是在不断的探索和争论中前进的。 培养学生敢于质疑、敢于挑战权威，勇于创新和实践的科学态度和精神。五归纳反馈课堂小结设问：这节课我们学习了哪些内容？小结： （1）酶的作用降低化学反应活化能。（2）酶的本质大多数酶是蛋白质，少数是RNA。（3）酶的定义活细胞产生的具有催化作用的有机物。学生回忆、思考、归纳1、师生共同讨论，进一步掌握知识要点。2、了解学习情况，及时调整教学。巩固本节课的学习成果。课堂练习及课后作业1 引导学生完成少量练习（基础题大部分已融入教学过程）；2 拓展题第一题可请学生当堂根据蛋白质的检测实验完成； 3拓展题第二题留至学生课后自己上网查阅资料，搜集信息。完成练习并课后上网查阅资料，获取信息。（六）板书设计 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 一 酶的作用2和本质 （1）细胞代谢的概念： （2）实验探究 ： 2H2O2 2H2O + O2 (3) 酶的作用：降低化学反应的活化能 （4）酶的本质：学生自评小组评价教师评价多元评价课后评估（七）教学评价 1形成性评价：根据学生课堂表现和自主探究实验完成情况，填写学生实验探究活动评价表；采取学生自评、互评和教师评价相结合的方法，实现评价主体的多元化。2总结性评价：用课堂小结和课堂练习来评价学生的学习情况。二、 教学反思另附：（一）实验报告比较过氧化氢在不同条件下的分解第_组 组长_ 成员_材料用具材料：20%的肝脏研磨液（肝脏是最大的解毒器官，含有大量分解代谢废物H2O2酶）试剂：无机催化剂3.5%的FeCl3溶液（每滴FeCl3溶液中的Fe3+数大约是研磨液H2O2酶的25万倍）用具：量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯、试管夹等1 提出问题化学反应的顺利进行，往往需要不同的反应条件，如常温、常压下的温和条件，加热、加入无机催化剂、加入生物酶等。为此我们提出的问题是：发生化学反应时，H2O2在不同条件下分解的速率相同吗？若不同，哪一种条件下分解最快？ 2 作出假设针对以上问题，你提出的假说是：H2O2在这四种条件下的分解速率_（填“不同”或“相同”）；若不同，_条件下分解最快。3 设计实验 3.5%FeCl3 20%的肝脏溶液2滴 研磨液2滴 4213 水浴加热904 进行实验5 分析结果试管编号1234反应条件实验结果气泡多少（多或少）火焰复燃（明亮否）6得出结论根据以上实验结果，你得出的结论是：H2O2在这四种条件下的分解速率_（填“不同”或“相同”）；若不同，_条件下分解最快。7 交流讨论学生交流实验结果和结论：讨论：（1）与1号试管相比，2号试管出现了什么不同的现象？这一现象说明了什么？（2）在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？（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号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？（二） 学生实验探究活动评价表姓名_ 组别编号_ 小组长_ 探究课题评