高中生物教学设计评比资料降低化学反应活化能的酶

降低化学反应活化能的酶（第1课时）教案

一、设计理念

在新课程实施中，应注重培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物科学素养。本节课按照课标要求，倡导探究性教学，鼓励学生主动参与、合作学习、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。教师通过图示引入、引导学生阅读教材、提出问题实现知识的呈现和情景创设等，激发学生的求知欲，进而引发学生对问题的自主协作式的探究学习，有利于学生科学素养、协作精神的培养，有利于培养学生的创新精神和实践能力，有利于学生主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观。教学过程中不仅重视知识的获取，而且更加重视学生获取知识的过程及方法，更加突出地培养学生的学习能力，体现了“教为主导，学为主体”的思想。

二、教材分析

新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础，而新陈代谢的进行又离不开酶的催化作用，因此，了解酶的作用和本质，为理解细胞中复杂的生命活动的顺利进行奠定了基础。本节内容还与选修模块的相关内容有着内在联系。例如，选修模块中有关酶的应用等，都是以“酶与代谢”部分的相关内容为基础的。此外，学生通过有关酶的的探究性学习活动获得的技能，对进一步学习生物技术实践等知识起到保证作用。

本节内容在高中课标中要求：说明酶在代谢中的作用。但对学生潜在的知识和能力要求比较高。对照实验规范、变量分析能力和生物学研究思想的领悟是本节关键。这些都是新课程中探究性学习必须具备的素质。教师利用课本资源，加强学生实验能力的训练非常必要。

三、学情分析

学生通过初三、高一阶段化学的学习，对于纯化学反应已比较熟悉，但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识有限。工业制氨的化学反应是在高温高压并且催化剂作用下进行的，细胞内部却是常温常压的温和状态，而细胞代谢包括一系列的化学反应，这些化学反应的进行应该有生物催化剂──酶的参与，才能使其高效有序的进行，由此从学生熟悉的知识引入对酶相关知识的学习。

四、资源分析

充分利用课本中的资料和插图，突破“酶降低活化能”的难点；制作多媒体课件辅助教学，深化和扩展知识，呈现动态变化、实验过程、数据、表格、问题等，帮助学生理解；充分调动学生的学习积极性，对实验内容、科学发现史进行预习，并收集相关资料。

五、教学目标

㈠ 知识目标

1、说明酶在细胞代谢中的作用、本质。 2、阐述细胞代谢的概念 ㈡ 能力目标

1、通过自主学习，培养学生推理、比较、分析、归纳总结的能力。

2、通过有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。

3、在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中，提高运用语言表达的能力以及分享信息的能力。

㈢ 情感态度与价值观目标

1、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的，。认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神和态度。 2、通过小组间的讨论、合作与交流，培养学生的合作互助精神。

3、通过让学生了解酶的发现过程，使学生体会实验在生物学研究中的作用和地位；通过讨论酶在生产、生活中的应用，使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系。

六、教学重点和难点

1、教学重点 酶的作用、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

七、教学用具

多媒体课件、实验器具

八、教学方法

实验演示法、讲授法、探究法、问题导学法、小组讨论法、比较法、归纳法等

九、课前准备

实验材料用具的准备、课件制作、学生预习有关内容 十、教学过程 教学内容 导入新课 教师活动预设 学生活动预设 学生观察图片，并发表各自的见解 设计意图 让学生感受到酶在工业、食品业、医药卫生和科研等方面发挥着巨大作用，酶与生活息息相关，从而激发学生学习酶的兴趣。 多媒体展示图片：多酶片、嫩肉粉、加酶洗衣粉、生物酶牙膏等，并请同学谈谈自己生活中接触过的酶还有哪些，谈谈对酶的了解。 早在1783年，科学家就进行了有关酶的研究， 多媒体展示意大利科学家斯帕兰札尼的实验。 提出问题： 1、这个实验要解决什么问题？ 2、是什么物质使肉块消失了？ 3、怎样才能证明你的推测？ 4、该实验设计的巧妙之处在哪里？ 在学生回答的基础上，引导学生概括出科学探究的一般方法：提出问题→作出假设→设计实验→证明假设→得出结论 在初中化学学习中，同学们都学过催化剂，那无机物 催化剂和生物体内的催化剂的反应条件有什么不同 呢？ 细胞代谢 生物体的活细胞每时每刻都在进行各种化学反应，始终处于自我更新的状态，我们就把细胞内所有化学反应统称为细胞代谢。 酶在细胞代谢中起什么作用？其作用原理到底是怎么样的呢？ 酶在细胞代谢中的作用 教师进行演示实验：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”，故意在操作步骤中设置几处错误（如3号和4号管中滴的FeCl3和肝脏研磨液不等量，共用一个吸管等），请同学们找错。 讨论问题： 1、2号管现象与1号管不同，说明了什么？ 2、3号和4号管并未加热，也有大量气泡产生，说明什么？ 3、4号比3号气泡更多，说明什么？体现了酶的什么特点？ 在学生回答的基础上，指导学生阅读课本P79相关内容，填写课件展示的表格内容： 试管号 组别 加入物质 1 对照组 2 3 4 变量 无关 变量 2滴肝脏研磨液 学生阅读相关实验内容，利用初中学过的消化酶的知识去解答相关问题。 以科学家的实验引起学生兴趣，在积极思考的过程中体会科学研究的一般方法 学生对酶的认识有限，但对催化剂的作用比较熟悉，教学中可以利用学生对无机催化剂的知识基础作为切入点，引导学生进入新课学习。 学生依据已有知识很容易想到无机催化剂需要高温高压，而细胞内的环境是一个常温常压的状态，由此推出酶的作用条件较温和。 学生理解细胞代谢的概念 学生事先做好预习工作，熟悉书上实验的原理和步骤 学生分组讨论，并回答问题 在演示实验基础上填写出相关步骤及现象。 培养学生自学能力，设置错误步骤可引起学生的兴趣，增强学生的参与性。 培养小组合作与交流能力。 实验过程用表格的形式表达出来，条理清晰。学生通过实验来认识酶的作用和具有的高效性。 控制变量 2ml H2O2 溶液 90℃2滴FeCl3溶液 实验处理 不处理 水浴加热 气泡现产生 象 卫生香燃 阅读课文相关内容，理解自变 教师归纳自变量、因变量、无关变量、对照实验、对量、因变量、无对照实照组、实验组的概念，并介绍对照实验的三大原则：关变量、验等概念。 等量原则、单一变量原则、设置对照原则。 提出问题：如实验改为“探究温度对酶活性的影响”，学生相互讨论后尝试回答问则自变量、因变量、无关变量分别为什么？ 思考：本实验有没有严格遵循三大原则，有没有不严题。 谨之处，怎么改？ 教师总结本实验注意点： 学生思考 1、一定要选用新鲜的肝脏，为什么？ 烧 2、将肝脏制成研磨液有什么意义？ 3、滴入FeCl3溶液和肝脏研磨液时，可否共用一个吸管？为什么？ 酶降低 活化能 通过刚才的实验中3号和4号管现象的比较，我们已经知道了酶的催化效率比无机催化剂更高，为什么呢？ 解释：常温下反应速率较慢，这是因为反应物分子的能量较低，温度升高后，部分分子获得了能量，所以较易发生反应。2号管就是因为加热使H2O2分子获得了能量，所以容易分解产生氧气。由此引出活化能的概念：分子从常态变为易发生化学反应的活跃状态所需的能量。 提问：3号和4号并未加热，为什么反应速率也会提高呢？ 课件展示表格： 在20℃测得的H2O2分解的活化能 -条 件 活化能/kJ·mol 没有催化剂催化 用胶态铂催化 用过氧化氢酶催化 培养学生阅读、理解的能力。这是学生第一次正式接触对照实验，又是难点，所以必须详讲、讲透。 强化对照实验的知识。培养学生灵活运用新知识的能力。 引导学生深入思考实验，培养学生发现问题、解决问题的能力。 活化能的概念是本节课另一难点。把化学反应比作爬高山，把有酶途径比作走穿山隧道，通过图片和动画直观的对比，使学生能够更容易掌握教材中的“酶降低活化能”这一难点。通过图表的分析，锻炼了学生转换图表信息的能力。 75 54 29 提问：1、从表格所示数据能否推测出催化剂的作用原理？ 2、为什么酶比无机催化剂催化效率更高？ 利用课本中的插图5－1、5－2和多媒体课件播放动态过程，进一步帮助学生理解酶降低活化能的作用。 小结：正是因为酶的催化作用，才使得细胞内反应能学生阅读P80相关内容，并 结合实验理解活化能的概念。 学生思考并得出结论：催化剂降低了化学反应的活化能，而酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著。 教师尽量创造条件，如给出相关背景资料，相关知识链接等，让学生在自主探究的过程中 在温和条件下快速进行。 关于酶本质的探索 刚才我们通过学习，了解了酶的作用及其原理，那酶的本质到底是什么呢？ 指导学生阅读P81关于酶本质的探索，每组派一个代表模仿科学家陈述自己的主要观点。 思考问题： 1、巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义和局限性？ 2、毕希纳是怎样结束这场争论的？他的结论是什么？ 3、萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原因是什么？ 归纳小结： 巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德： 争论 李比希： 毕希纳： 萨姆纳： 切赫和奥特曼： 在科学家探究历程的基础上，从来源、作用、化学本质等方面尝试给酶下一个较完整的定义。 思考问题： 1、酶主要在活细胞的哪里合成？ 2、酶的合成原料？ 3、如何来验证酶的化学本质？ 学生在课前做好充分的预习工作，发挥团队合作精神，带着问题阅读课本。 学生体会几位科学家的观点之间的逻辑关系，分析每位科学家的科学结论中可取之处与不足之处。 学生归纳 获得能力的提高。 充分发挥学生自主学习的能力，培养学生比较、归纳的能力，训练学生从材料中提炼有效信息的能力。利用教材所给资料，合理设置问题，使学生体验酶本质的探索历程。引导学生体会科学家科学研究的艰辛，培养学生敢于质疑、勇于探索的科学精神。 学生讨论总结出酶的概念。 根据已学知识回忆出蛋白质的合成场所是核糖体，蛋白质和RNA的合成原料为氨基酸和核糖核苷酸，鉴定试剂分别为双缩脲试剂和吡罗红染液 学生反馈 培养学生归纳总结的能力，复习已有知识，进一步巩固新知识，使学生真正理解酶的本质。 酶的定义 以师生问答的形式进行小结： 酶为什么可以提高化学反应速率？ 课堂小结 为什么酶比无机催化剂的催化效率更高？ 什么是酶？ 酶的本质是什么？ 回顾课堂知识，构建知识体系，使所学知识系统化，强化重点知识，实现情感

与价值观提升。 反馈练习 见后 学生完成习题 培养学生应用知识解决实际问题的能力。 十一、板书设计

第4节 降低化学反应活化能的酶

一、酶的作用和本质

（一）细胞代谢──细胞中所有化学反应的统称 （二）酶的作用：

1、活化能──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 2、酶的作用机理：酶通过降低化学反应的活化能来加快反应速率 3、酶具有高效性的原因：酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著 （三）酶的本质：

绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA （四）酶的定义：

酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物

来源 作用 化学本质（绝大多数是蛋白质，少数是RNA）

十二、习题

1下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是（ ）。

A．要设置对照组和实验组 B．要遵循单因子变量原则 C．无关变量要始终相同且适宜 D．自变量要始终保持相同 2关于活化能，下列说法不正确的是（ ）。 A．是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量 B．加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能

C．无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更多而加快反应速率 D．酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易进行 3有关酶的叙述中，错误的是（ ）

A. 所有的酶都含有C、H、O、N四种元素 B．酶不一定只在细胞内起催化作用 C．酶并非只在体内合成，也可以从食物中获得 D. 人体内的酶也在不断更新 4一种化学反应P＋Q＝R，图中所示的实线表示在没有酶的时候此反应的进程，在t1时将催化此反应的酶加入反应底物混合物中，图中能表示加入酶以后此反应进程的曲线是（ ）。

A．a B．b C．c D．d

5．请根据下图回答下面的问题：

（

1

）

图

中

甲

表

示

，

判

断

的

理

由

是 ；

（2）若图中的乙表示人类食物中的二糖，则丙、丁可能为 ，甲可能

为 ；

（3）某些特制的洗衣粉能够除去衣物上的奶渍、血迹，该过程中相当于图中甲的是（ ）。

A． 蛋白质 B．蛋白酶 C．脂肪或脂肪酶 D．蛋白质氧化酶

6．下图是测量过氧化氢酶与过氧化氢反应放出氧气的实验装置，水槽内注有清水，倒置的量筒内也充满了清水。提前制作大小相同的圆形小滤纸片若干。实验过程如下：

〔实验一〕①制备新鲜动物肝脏的研磨液；②将4片圆形小滤纸片在肝脏研磨液浸泡后取出，并贴在反应小室上侧的内壁上（如图A所示）；③向反应小室内加入10 mL H2O2溶液（如图A所示）；④将反应小室旋转180度，成图B所示状态；⑤每隔30 s读取并记录量筒中水面的刻度一次，共进行5 min。

〔实验二〕除了将圆形小滤纸片的数量改成2片，其他均与实验一相同。 请回答：

（1）上述两实验探究的问题是 与酶促反应速率的关系。 （2）请你设计一个用于记录观察结果的表格，记录的单位是mLO2/30 s。

7．对照实验一般要设置对照组和实验组。下图是验证酶的催化特性的几组对比实验，1～5号试管内装有等量的H2O2溶液，1～4号试管控制温度与加入不同的物质，请回答下面问题。

（1）1号和2号试管均能放出比3号试管更多的气泡，这说明了什么？

（2）2号放出的气泡比1号又多又快，说明了什么？这组对照实验中自变量是什么？ （3）若2、3、4号试管是为了验证酶的某一项特性而设置的对照，则 号试

管设

置得不科学，改进的方法是 ，改进的这一条件在该组实验中属于 变量，在对照实验中对这种变量的控制要求

是 。

（4）若要证明酶的活性是否受pH的影响，而再增设5号试管，请补充：

①5号试管应加入 ； ②5号试管的温度应控制在 ℃；

③你设置的5号试管与 号试管可作为一组对照实验。用带有余烬的火

柴去分别试探这两只试管口，根据出现的现象将得出相应的结论。

十三、教学反思

教学过程的设计注重提问的艺术，层层相扣；一系列的探究实验引导着学生去积极思索，演示实验中的故意出错，激发学生探究的兴趣；引导学生大胆交流表达，使学生逻辑思维和表达能力得到提升；从酶的发现史中认识酶的本质，更有助于学生的理解，体会科学研究的艰辛，培养顽强的拼搏精神；大量采用鼓励性评价机制，发挥学生潜能，注意培养学生敢于质疑，敢于创新，大胆猜想的科学精神和态度价值观。本节课不足之处：由于时间较紧，一部分实验留待课后操作，使得部分基础较差的学生对于对照实验的知识无法全部接受。

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