2019-2020年高中生物《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》教案12 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中生物《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》教案12 新人教版必修1 一、設(shè)計理念 在新課程實施中，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)精神等生物科學(xué)素養(yǎng)。本節(jié)課按照課標(biāo)要求，倡導(dǎo)探究性教學(xué)，鼓勵學(xué)生主動參與、合作學(xué)習(xí)、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。教師通過圖示引入、引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材、提出問題實現(xiàn)知識的呈現(xiàn)和情景創(chuàng)設(shè)等，激發(fā)學(xué)生的求知欲，進而引發(fā)學(xué)生對問題的自主協(xié)作式的探究學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、協(xié)作精神的培養(yǎng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，有利于學(xué)生主動建構(gòu)知識、發(fā)展能力、形成正確的情感態(tài)度與價值觀。教學(xué)過程中不僅重視知識的獲取，而且更加重視學(xué)生獲取知識的過程及方法，更加突出地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，體現(xiàn)了“教為主導(dǎo)，學(xué)為主體”的思想。 二、教材分析 新陳代謝是生物體進行一切生命活動的基礎(chǔ)，而新陳代謝的進行又離不開酶的催化作用，因此，了解酶的作用和本質(zhì)，為理解細胞中復(fù)雜的生命活動的順利進行奠定了基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容還與選修模塊的相關(guān)內(nèi)容有著內(nèi)在聯(lián)系。例如，選修模塊中有關(guān)酶的應(yīng)用等，都是以“酶與代謝”部分的相關(guān)內(nèi)容為基礎(chǔ)的。此外，學(xué)生通過有關(guān)酶的的探究性學(xué)習(xí)活動獲得的技能，對進一步學(xué)習(xí)生物技術(shù)實踐等知識起到保證作用。 本節(jié)內(nèi)容在高中課標(biāo)中要求：說明酶在代謝中的作用。但對學(xué)生潛在的知識和能力要求比較高。對照實驗規(guī)范、變量分析能力和生物學(xué)研究思想的領(lǐng)悟是本節(jié)關(guān)鍵。這些都是新課程中探究性學(xué)習(xí)必須具備的素質(zhì)。教師利用課本資源，加強學(xué)生實驗?zāi)芰Φ挠?xùn)練非常必要。 三、學(xué)情分析 學(xué)生通過初三、高一階段化學(xué)的學(xué)習(xí)，對于純化學(xué)反應(yīng)已比較熟悉，但是對于細胞內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)及生物催化劑──酶的認(rèn)識有限。工業(yè)制氨的化學(xué)反應(yīng)是在高溫高壓并且催化劑作用下進行的，細胞內(nèi)部卻是常溫常壓的溫和狀態(tài)，而細胞代謝包括一系列的化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)的進行應(yīng)該有生物催化劑──酶的參與，才能使其高效有序的進行，由此從學(xué)生熟悉的知識引入對酶相關(guān)知識的學(xué)習(xí)。 四、資源分析 充分利用課本中的資料和插圖，突破“酶降低活化能”的難點；制作多媒體課件輔助教學(xué)，深化和擴展知識，呈現(xiàn)動態(tài)變化、實驗過程、數(shù)據(jù)、表格、問題等，幫助學(xué)生理解；充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，對實驗內(nèi)容、科學(xué)發(fā)現(xiàn)史進行預(yù)習(xí)，并收集相關(guān)資料。 五、教學(xué)目標(biāo) ㈠　知識目標(biāo) 1、說明酶在細胞代謝中的作用、本質(zhì)。 2、闡述細胞代謝的概念 ㈡　能力目標(biāo) 1、通過自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生推理、比較、分析、歸納總結(jié)的能力。 2、通過有關(guān)的實驗和探究，學(xué)會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設(shè)置對照組和重復(fù)實驗。 3、在有關(guān)實驗、資料分析、思考與討論、探究等的問題討論中，提高運用語言表達的能力以及分享信息的能力。 ㈢　情感態(tài)度與價值觀目標(biāo) 1、通過閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷的觀察、實驗、探索和爭論中前進的，。認(rèn)同科學(xué)家不僅要繼承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意見中的合理成分，還要具有質(zhì)疑、創(chuàng)新和勇于實踐的科學(xué)精神和態(tài)度。 2、通過小組間的討論、合作與交流，培養(yǎng)學(xué)生的合作互助精神。 3、通過讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過程，使學(xué)生體會實驗在生物學(xué)研究中的作用和地位；通過討論酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識到生物科學(xué)技術(shù)與社會生產(chǎn)、生活的關(guān)系。 六、教學(xué)重點和難點 1、教學(xué)重點 酶的作用、本質(zhì) 2、教學(xué)難點 酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理 控制變量的科學(xué)方法 七、教學(xué)用具 多媒體課件、實驗器具 八、教學(xué)方法 實驗演示法、講授法、探究法、問題導(dǎo)學(xué)法、小組討論法、比較法、歸納法等 九、課前準(zhǔn)備 實驗材料用具的準(zhǔn)備、課件制作、學(xué)生預(yù)習(xí)有關(guān)內(nèi)容 十、教學(xué)過程 教學(xué)內(nèi)容 教師活動預(yù)設(shè) 學(xué)生活動預(yù)設(shè) 設(shè)計意圖 導(dǎo)入新課 多媒體展示圖片：多酶片、嫩肉粉、加酶洗衣粉、生物酶牙膏等，并請同學(xué)談?wù)勛约荷钪薪佑|過的酶還有哪些，談?wù)剬γ傅牧私狻? 早在1783年，科學(xué)家就進行了有關(guān)酶的研究， 多媒體展示意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼的實驗。 提出問題： 1、這個實驗要解決什么問題？ 2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？ 3、怎樣才能證明你的推測？ 4、該實驗設(shè)計的巧妙之處在哪里？ 在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生概括出科學(xué)探究的一般方法：提出問題→作出假設(shè)→設(shè)計實驗→證明假設(shè)→得出結(jié)論 學(xué)生觀察圖片，并發(fā)表各自的見解 學(xué)生閱讀相關(guān)實驗內(nèi)容，利用初中學(xué)過的消化酶的知識去解答相關(guān)問題。 讓學(xué)生感受到酶在工業(yè)、食品業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生和科研等方面發(fā)揮著巨大作用，酶與生活息息相關(guān)，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)酶的興趣。 以科學(xué)家的實驗引起學(xué)生興趣，在積極思考的過程中體會科學(xué)研究的一般方法 細胞代謝 在初中化學(xué)學(xué)習(xí)中，同學(xué)們都學(xué)過催化劑，那無機物催化劑和生物體內(nèi)的催化劑的反應(yīng)條件有什么不同呢？ 生物體的活細胞每時每刻都在進行各種化學(xué)反應(yīng)，始終處于自我更新的狀態(tài)，我們就把細胞內(nèi)所有化學(xué)反應(yīng)統(tǒng)稱為細胞代謝。 酶在細胞代謝中起什么作用？其作用原理到底是怎么樣的呢？ 學(xué)生依據(jù)已有知識很容易想到無機催化劑需要高溫高壓，而細胞內(nèi)的環(huán)境是一個常溫常壓的狀態(tài)，由此推出酶的作用條件較溫和。 學(xué)生理解細胞代謝的概念 學(xué)生對酶的認(rèn)識有限，但對催化劑的作用比較熟悉，教學(xué)中可以利用學(xué)生對無機催化劑的知識基礎(chǔ)作為切入點，引導(dǎo)學(xué)生進入新課學(xué)習(xí)。 酶在細胞代謝中的作用 控制變量 教師進行演示實驗：“比較過氧化氫在不同條件下的分解”，故意在操作步驟中設(shè)置幾處錯誤（如3號和4號管中滴的FeCl3和肝臟研磨液不等量，共用一個吸管等），請同學(xué)們找錯。 討論問題： 1、2號管現(xiàn)象與1號管不同，說明了什么？ 2、3號和4號管并未加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，說明什么？ 3、4號比3號氣泡更多，說明什么？體現(xiàn)了酶的什么特點？ 在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本P79相關(guān)內(nèi)容，填寫課件展示的表格內(nèi)容： 試管號 1 2 3 4 變量 組別 對照組 加入物質(zhì) 2ml H2O2 溶液 無關(guān) 變量 實驗處理 不處理 90℃水浴加熱 2滴FeCl3溶液 2滴肝臟研磨液 現(xiàn)象 氣泡產(chǎn)生 衛(wèi)生香燃燒 教師歸納自變量、因變量、無關(guān)變量、對照實驗、對照組、實驗組的概念，并介紹對照實驗的三大原則：等量原則、單一變量原則、設(shè)置對照原則。 提出問題：如實驗改為“探究溫度對酶活性的影響”，則自變量、因變量、無關(guān)變量分別為什么？ 思考：本實驗有沒有嚴(yán)格遵循三大原則，有沒有不嚴(yán)謹(jǐn)之處，怎么改？ 教師總結(jié)本實驗注意點： 1、一定要選用新鮮的肝臟，為什么？ 2、將肝臟制成研磨液有什么意義？ 3、滴入FeCl3溶液和肝臟研磨液時，可否共用一個吸管？為什么？ 學(xué)生事先做好預(yù)習(xí)工作，熟悉書上實驗的原理和步驟 學(xué)生分組討論，并回答問題 在演示實驗基礎(chǔ)上填寫出相關(guān)步驟及現(xiàn)象。 閱讀課文相關(guān)內(nèi)容，理解自變量、因變量、無關(guān)變量、對照實驗等概念。 學(xué)生相互討論后嘗試回答問題。 學(xué)生思考 培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，設(shè)置錯誤步驟可引起學(xué)生的興趣，增強學(xué)生的參與性。 培養(yǎng)小組合作與交流能力。 實驗過程用表格的形式表達出來，條理清晰。學(xué)生通過實驗來認(rèn)識酶的作用和具有的高效性。 培養(yǎng)學(xué)生閱讀、理解的能力。這是學(xué)生第一次正式接觸對照實驗，又是難點，所以必須詳講、講透。 強化對照實驗的知識。培養(yǎng)學(xué)生靈活運用新知識的能力。 引導(dǎo)學(xué)生深入思考實驗，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。 酶降低 活化能 通過剛才的實驗中3號和4號管現(xiàn)象的比較，我們已經(jīng)知道了酶的催化效率比無機催化劑更高，為什么呢？ 解釋：常溫下反應(yīng)速率較慢，這是因為反應(yīng)物分子的能量較低，溫度升高后，部分分子獲得了能量，所以較易發(fā)生反應(yīng)。2號管就是因為加熱使H2O2分子獲得了能量，所以容易分解產(chǎn)生氧氣。由此引出活化能的概念：分子從常態(tài)變?yōu)橐装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量。 提問：3號和4號并未加熱，為什么反應(yīng)速率也會提高呢？ 課件展示表格： 在20℃測得的H2O2分解的活化能 條 件 活化能/kJmol- 沒有催化劑催化 75 用膠態(tài)鉑催化 54 用過氧化氫酶催化 29 提問：1、從表格所示數(shù)據(jù)能否推測出催化劑的作用原理？ 2、為什么酶比無機催化劑催化效率更高？ 利用課本中的插圖5－1、5－2和多媒體課件播放動態(tài)過程，進一步幫助學(xué)生理解酶降低活化能的作用。 小結(jié)：正是因為酶的催化作用，才使得細胞內(nèi)反應(yīng)能在溫和條件下快速進行。 學(xué)生閱讀P80相關(guān)內(nèi)容，并 結(jié)合實驗理解活化能的概念。 學(xué)生思考并得出結(jié)論：催化劑降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能，而酶降低活化能的作用比無機催化劑更顯著。 活化能的概念是本節(jié)課另一難點。把化學(xué)反應(yīng)比作爬高山，把有酶途徑比作走穿山隧道，通過圖片和動畫直觀的對比，使學(xué)生能夠更容易掌握教材中的“酶降低活化能”這一難點。通過圖表的分析，鍛煉了學(xué)生轉(zhuǎn)換圖表信息的能力。 教師盡量創(chuàng)造條件，如給出相關(guān)背景資料，相關(guān)知識鏈接等，讓學(xué)生在自主探究的過程中獲得能力的提高。 關(guān)于酶本質(zhì)的探索 剛才我們通過學(xué)習(xí)，了解了酶的作用及其原理，那酶的本質(zhì)到底是什么呢？ 指導(dǎo)學(xué)生閱讀P81關(guān)于酶本質(zhì)的探索，每組派一個代表模仿科學(xué)家陳述自己的主要觀點。 思考問題： 1、巴斯德和李比希的觀點各有什么積極意義和局限性？ 2、畢希納是怎樣結(jié)束這場爭論的？他的結(jié)論是什么？ 3、薩姆納歷時9年才證明脲酶是蛋白質(zhì)，并因此獲諾貝爾化學(xué)獎。你認(rèn)為他成功的主要原因是什么？ 歸納小結(jié)： 巴斯德之前：發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān) 巴斯德： 爭論 李比希： 畢希納： 薩姆納： 切赫和奧特曼： 學(xué)生在課前做好充分的預(yù)習(xí)工作，發(fā)揮團隊合作精神，帶著問題閱讀課本。 學(xué)生體會幾位科學(xué)家的觀點之間的邏輯關(guān)系，分析每位科學(xué)家的科學(xué)結(jié)論中可取之處與不足之處。 學(xué)生歸納 充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生比較、歸納的能力，訓(xùn)練學(xué)生從材料中提煉有效信息的能力。利用教材所給資料，合理設(shè)置問題，使學(xué)生體驗酶本質(zhì)的探索歷程。引導(dǎo)學(xué)生體會科學(xué)家科學(xué)研究的艱辛，培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、勇于探索的科學(xué)精神。 酶的定義 在科學(xué)家探究歷程的基礎(chǔ)上，從來源、作用、化學(xué)本質(zhì)等方面嘗試給酶下一個較完整的定義。 思考問題： 1、酶主要在活細胞的哪里合成？ 2、酶的合成原料？ 3、如何來驗證酶的化學(xué)本質(zhì)？ 學(xué)生討論總結(jié)出酶的概念。 根據(jù)已學(xué)知識回憶出蛋白質(zhì)的合成場所是核糖體，蛋白質(zhì)和RNA的合成原料為氨基酸和核糖核苷酸，鑒定試劑分別為雙縮脲試劑和吡羅紅染液 培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力，復(fù)習(xí)已有知識，進一步鞏固新知識，使學(xué)生真正理解酶的本質(zhì)。 課堂小結(jié) 以師生問答的形式進行小結(jié)： 酶為什么可以提高化學(xué)反應(yīng)速率？ 為什么酶比無機催化劑的催化效率更高？ 什么是酶？ 酶的本質(zhì)是什么？ 學(xué)生反饋 回顧課堂知識，構(gòu)建知識體系，使所學(xué)知識系統(tǒng)化，強化重點知識，實現(xiàn)情感與價值觀提升。 反饋練習(xí) 見后 學(xué)生完成習(xí)題 培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識解決實際問題的能力。 十一、板書設(shè)計 第4節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 一、酶的作用和本質(zhì) （一）細胞代謝──細胞中所有化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)稱 （二）酶的作用： 1、活化能──分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量 2、酶的作用機理：酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來加快反應(yīng)速率 3、酶具有高效性的原因：酶降低活化能的作用比無機催化劑更顯著 （三）酶的本質(zhì)： 絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA （四）酶的定義： 酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物 來源 作用 化學(xué)本質(zhì)（絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA） 十二、習(xí)題 1下列有關(guān)對照實驗設(shè)置的敘述中，錯誤的是（ ）。 A．要設(shè)置對照組和實驗組 B．要遵循單因子變量原則 C．無關(guān)變量要始終相同且適宜 D．自變量要始終保持相同 2關(guān)于活化能，下列說法不正確的是（ ）。 A．是反應(yīng)物分子從常態(tài)變?yōu)榛钴S狀態(tài)所需要的能量 B．加熱、加壓通常能使反應(yīng)物分子獲得足夠的活化能 C．無機催化劑使反應(yīng)物分子獲得的活化能的總量更多而加快反應(yīng)速率 D．酶能降低反應(yīng)物分子發(fā)生反應(yīng)的活化能而使反應(yīng)更容易進行 3有關(guān)酶的敘述中，錯誤的是（ ） A. 所有的酶都含有C、H、O、N四種元素 B．酶不一定只在細胞內(nèi)起催化作用 C．酶并非只在體內(nèi)合成，也可以從食物中獲得 D. 人體內(nèi)的酶也在不斷更新 4一種化學(xué)反應(yīng)P＋Q＝R，圖中所示的實線表示在沒有酶的時候此反應(yīng)的進程，在t1時將催化此反應(yīng)的酶加入反應(yīng)底物混合物中，圖中能表示加入酶以后此反應(yīng)進程的曲線是（ ）。 A．a(chǎn) B．b C．c D．d 5．請根據(jù)下圖回答下面的問題： （1）圖中甲表示 ，判斷的理由是 ； （2）若圖中的乙表示人類食物中的二糖，則丙、丁可能為 ，甲可能為 ； （3）某些特制的洗衣粉能夠除去衣物上的奶漬、血跡，該過程中相當(dāng)于圖中甲的是（ ）。 A． 蛋白質(zhì) B．蛋白酶 C．脂肪或脂肪酶 D．蛋白質(zhì)氧化酶 6．下圖是測量過氧化氫酶與過氧化氫反應(yīng)放出氧氣的實驗裝置，水槽內(nèi)注有清水，倒置的量筒內(nèi)也充滿了清水。提前制作大小相同的圓形小濾紙片若干。實驗過程如下： 〔實驗一〕①制備新鮮動物肝臟的研磨液；②將4片圓形小濾紙片在肝臟研磨液浸泡后取出，并貼在反應(yīng)小室上側(cè)的內(nèi)壁上（如圖A所示）；③向反應(yīng)小室內(nèi)加入10 mL H2O2溶液（如圖A所示）；④將反應(yīng)小室旋轉(zhuǎn)180度，成圖B所示狀態(tài)；⑤每隔30 s讀取并記錄量筒中水面的刻度一次，共進行5 min。　　 〔實驗二〕除了將圓形小濾紙片的數(shù)量改成2片，其他均與實驗一相同。 請回答： （1）上述兩實驗探究的問題是 與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系。 （2）請你設(shè)計一個用于記錄觀察結(jié)果的表格，記錄的單位是mLO2/30 s。 7．對照實驗一般要設(shè)置對照組和實驗組。下圖是驗證酶的催化特性的幾組對比實驗，1～5號試管內(nèi)裝有等量的H2O2溶液，1～4號試管控制溫度與加入不同的物質(zhì)，請回答下面問題。 （1）1號和2號試管均能放出比3號試管更多的氣泡，這說明了什么？ （2）2號放出的氣泡比1號又多又快，說明了什么？這組對照實驗中自變量是什么？ （3）若2、3、4號試管是為了驗證酶的某一項特性而設(shè)置的對照，則 號試管設(shè) 置得不科學(xué)，改進的方法是 ，改進的這一條件在該組實驗中屬于 變量，在對照實驗中對這種變量的控制要求是 。 （4）若要證明酶的活性是否受pH的影響，而再增設(shè)5號試管，請補充： ①5號試管應(yīng)加入 ； ②5號試管的溫度應(yīng)控制在 ℃； ③你設(shè)置的5號試管與 號試管可作為一組對照實驗。用帶有余燼的火柴去分別試探這兩只試管口，根據(jù)出現(xiàn)的現(xiàn)象將得出相應(yīng)的結(jié)論。 十三、教學(xué)反思 教學(xué)過程的設(shè)計注重提問的藝術(shù)，層層相扣；一系列的探究實驗引導(dǎo)著學(xué)生去積極思索，演示實驗中的故意出錯，激發(fā)學(xué)生探究的興趣；引導(dǎo)學(xué)生大膽交流表達，使學(xué)生邏輯思維和表達能力得到提升；從酶的發(fā)現(xiàn)史中認(rèn)識酶的本質(zhì)，更有助于學(xué)生的理解，體會科學(xué)研究的艱辛，培養(yǎng)頑強的拼搏精神；大量采用鼓勵性評價機制，發(fā)揮學(xué)生潛能，注意培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑，敢于創(chuàng)新，大膽猜想的科學(xué)精神和態(tài)度價值觀。本節(jié)課不足之處：由于時間較緊，一部分實驗留待課后操作，使得部分基礎(chǔ)較差的學(xué)生對于對照實驗的知識無法全部接受。