2019-2020年高中生物《降低化學反應活化能的酶》教案4 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中生物《降低化學反應活化能的酶》教案4 新人教版必修1 一、 教學目標 1.說明酶在細胞代謝中的作用、本質(zhì)和特性。 2.通過閱讀分析“關于酶本質(zhì)的探索”的資料，認同科學是在不斷的探索和爭論中前進的。 3.進行有關的實驗和探究，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設置對照組和重復實驗。 二、 教學重點和難點 1.教學重點 酶的作用、本質(zhì)和特性。 2.教學難點 （1）酶降低化學反應活化能的原理。 （2）控制變量的科學方法。 三、 教學策略 從教材提供的問題探討──斯帕蘭札尼研究鷹的消化作用進入學習情境，是有趣的，并能和學生已有經(jīng)驗──對消化酶的了解結(jié)合起來。 要先提出細胞代謝的概念，細胞代謝是課標明確提出的一級主題，細胞代謝過程離不開降低化學反應活化能的酶。 學生對酶的認識有限但對催化劑的作用比較熟悉，教學中可以利用學生對無機催化劑的知識基礎作為切入點，引導學生進入新課學習。可以介紹幾種無機催化劑的作用，讓學生說出無機催化劑催化的特點和條件，然后讓學生思考生命活動是一系列的化學反應，這些化學反應發(fā)生的環(huán)境條件是什么？學生比較容易想到細胞內(nèi)的環(huán)境是一個常溫常壓的狀態(tài)，在這種環(huán)境狀態(tài)下發(fā)生的化學反應，應該有適合的生物催化劑──酶，由此引入酶的學習。 既然學生們知道無機催化劑的作用，就讓學生通過比較實驗來認識酶的催化作用以及與無機催化劑的差別。教師可以給學生一些具體數(shù)字，加深學生的印象，在做實驗時感悟酶作為催化劑的突出特點──高效。 質(zhì)量分數(shù)為20%的 新鮮肝臟研磨液 1滴 質(zhì)量分數(shù)為3.5%的 氯化鐵溶液 1滴 生物催化劑：過氧化氫酶所含酶的相對數(shù)量：1 無機催化劑：Fe3+ Fe3+的相對數(shù)量：25萬 教師在安排學生做實驗時要注意學生對實驗的理解，落實好本節(jié)課的目標。本節(jié)課的實驗需要設置實驗組和對照組，建議教師利用直觀的手段（繪圖或電子幻燈等）將實驗的裝置特別是實驗組和對照組的裝置分別向?qū)W生展示，以增加學生實驗操作和討論的效率。 本節(jié)課大約需要2～3課時完成。其中酶的作用和本質(zhì)需約1～2課時，酶的特性需要1課時。 關于酶的概念，課程標準要求層次為理解，這就意味著學生能夠?qū)γ傅母拍钸M行闡述、解釋。這就需要教師在將酶的概念闡述清楚的基礎之上，通過實驗和生活生產(chǎn)實踐中的實例讓學生體會酶的概念，落實課標的要求。 本節(jié)課的標題是“降低化學反應活化能的酶”，針對這一定語，教師可以問問學生對“降低化學反應活化能”有什么認識，教師要充分利用教材上形象、直觀的圖片和文字說明，讓學生明確催化劑可以降低化學反應的活化能，而且與無機催化劑相比較，生物催化劑酶有突出的優(yōu)越性。 然后讓學生帶著問題進入本節(jié)課的實驗。在實驗前教師可以搜集一些數(shù)據(jù)列在黑板上，如下表。 表12 在20 ℃測得的過氧化氫分解的活化能 條件 活化能/kJmol-1 沒有催化劑催化 用膠態(tài)鉑催化 用過氧化氫酶催化 75 54 29 在介紹酶的本質(zhì)時，教材上的資料分析很重要，充分利用資料中酶的發(fā)現(xiàn)歷史有助于學生加深對酶本質(zhì)的認識。在資料分析的教學中，教師可以讓學生自己閱讀資料，但這必須建立在教師精心設置的問題之后，要盡量避免在課堂教學中學生漫無目的、無針對性地閱讀。教師也可以利用教材上的資料精心設計教學，帶領學生回顧酶的發(fā)現(xiàn)歷史，挖掘科學家從生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題、不斷探究、不斷進行實驗，最終揭示酶的本質(zhì)的探索歷程，幫助學生理解絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)的事實。 在學習酶的特性時，學生對于酶已經(jīng)有了一定的認識基礎了，在這個基礎上讓學生判斷酶作為生物催化劑催化化學反應時應具備哪些特點。這里需要提醒學生的是，絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，從蛋白質(zhì)的特性上去思考酶的特性。通過前面的實驗，學生已經(jīng)對酶的催化效率有了感性認識，讓學生接著思考酶催化反應是否應在其分子結(jié)構上有特定的活性部位，而這個活性部位恰恰就是酶具有專一性的原因。酶與底物之間具有鎖匙關系，一種酶只能催化一種或一類化學反應，這種高度的專一性保證了生命活動有條不紊地進行。 在學習影響酶活性的條件時，教師要重視教材上提供的探究活動，要讓學生親自獲得酶的活性受到溫度和酸堿度影響的實驗證據(jù)，還可以通過定量化的探究實驗認識酶活性的范圍，當然，這是較高層次的要求。 四、答案和提示 （一）問題探討 1.這個實驗要解決的問題是：鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學性消化？ 2.是胃內(nèi)的化學物質(zhì)將肉塊分解了。 3.提示：收集胃內(nèi)的化學物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。 （二）實驗 1.2號試管放出的氣泡多。這一現(xiàn)象說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。 2.不能。 3.說明FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。 4.4號試管的反應速率比3號試管快得多。說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。細胞內(nèi)每時每刻都在進行著成千上萬種化學反應，這些化學反應需要在常溫、常壓下高效率地進行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對于細胞內(nèi)化學反應的順利進行至關重要。 （三）資料分析 1.巴斯德認為發(fā)酵與活細胞有關是合理的，但是認為發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質(zhì)在起作用是不正確的；李比希認為引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)是合理的，但是認為這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確的。 2.提示：巴斯德是微生物學家，特別強調(diào)生物體或細胞的作用；李比希是化學家，傾向于從化學的角度考慮問題。他們的爭論促使后人把對酶的研究的目標集中在他們爭論的焦點上，使科學研究更加有的放矢。 3.畢希納的實驗說明，酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣。 4.薩姆納歷時9年用正確的科學方法，堅持不懈、百折不撓的科學精神，將酶提純出來。成功屬于不畏艱苦的人。 （四）旁欄思考題 絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，強酸、強堿、高溫等劇烈條件都會影響到蛋白質(zhì)的結(jié)構，所以酶比較“嬌氣”。 （五）第一小節(jié)練習 基礎題 1.巴斯德：發(fā)酵與活細胞有關，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質(zhì)在起作用。 李比希：引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，但是這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。 畢希納：酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣。 薩姆納：酶是蛋白質(zhì)。 2.提示：（1）細胞內(nèi)每時每刻都在進行著成千上萬種化學反應，這些化學反應需要高效率地進行，酶的催化效率比無機催化劑高得多。 （2）細胞內(nèi)的化學反應需要在常溫、常壓、酸堿度適中等溫和條件下進行，無機催化劑常常需要輔助以高溫、高壓、強酸、強堿等劇烈條件才能有較高的催化效率。 3.D。 拓展題 1.提示：可用第2章中學過的鑒定蛋白質(zhì)的方法。在薩姆納之前，之所以很難鑒定酶的本質(zhì)，主要是因為細胞中酶的提取和純化非常困難。 2.提示：（1）如四膜蟲的rRNA前體具有催化活性。（2）目前已有發(fā)現(xiàn)具催化活性的DNA的報道。 （六）第二小節(jié)練習 基礎題 1.B。 2.B。 3.提示：這個模型中A代表某類酶，B代表反應底物，C和D代表反應產(chǎn)物。這個模型的含義是：酶A與底物B專一性結(jié)合，催化反應的發(fā)生，產(chǎn)生了產(chǎn)物C和D。這個模型揭示了酶的專一性。 拓展題 1.（1）A點：隨著反應底物濃度的增加，反應速率加快。B點：反應速率在此時達到最高。C點：反應速率不再隨反應底物濃度的增加而升高，維持在相對穩(wěn)定的水平。 （2）如果A點時溫度升高10 ℃，曲線上升的幅度變小。因為圖中原曲線表示在最適溫度下催化速率隨底物濃度的變化。溫度高于或低于最適溫度，反應速率都會變慢。 （3）該曲線表明，B點的反應底物的濃度足夠大，是酶的數(shù)量限制了反應速率的提高，這時加入少量的酶，會使反應速率加快（圖略）。