第2节 细胞的能量“通货”——ATP
【设计思想】
本节知识点主要是ATP结构简式、ATP与A ( http: / / www.21cnjy.com )DP的相互转化、ATP的形成途径和ATP的功能，知识点较少，而且相对简单，所以注意给于学生充分的自主时间探究学习。考虑到学生的情况和本节与前后知识之间的联系，巧妙设计好探究学习问题串，把讲堂变成学堂，帮助引导学生实施探究学习。对本节的重点之一ATP的功能可以采用分组分别设计探究实验或者验证实验方案的方法，组织学生进行实验设计方案的讨论分析及其最后的展示交流，达到实现课标目的。
【教学目标】
1.知识与技能
①写出ATP的分子结构简式，简述ATP的化学组成和特点。
②解释ATP在能量代谢中的作用，运用有关材料设计操作程序探究或验证ATP的生理作用。
③解释ATP与ADP的相互转化以及ATP的形成途径。
2.过程与方法
分析比较生物体生命活动中ATP生成和消耗特点，总结其规律。
3.情感、态度与价值观
通过ATP与ADP相互转化关系的学习，培养学生的辩证思维能力。
【教学重点及其教学策略】
教学重点
1.ATP化学组成的特点
2.ATP在能量代谢中的作用。
3.ATP与ADP的相互转化。
教学策略
1.联系前面学习的核苷酸的结构引导学生分析总结ATP的结构，写出其结构简式并分析其各个部分的含义。
2.分析ATP的特性，理解其作为直接供能物质的功能，进一步分析其相互转化关系和形成途径。
3.设计实验方案，激发学生兴趣和热情，探究或验证ATP的作用。
【教学难点及其突破方案】
教学难点
1.能源物质糖类、脂肪与ATP能源的差别。
2.理解ATP为生命活动直接来源。
3.ATP与ADP相互转化的关系和条件。
突破方案
1.总结梳理归纳和能量有关的物质，辨析各种能源物质。
2.利用化学知识，分析ATP和ADP之间转化不可逆的原因。
3.分组设计探究实验和验证实验的方案，在分组展示，相互讨论。
【教学方法】
分组学习，问题讨论，激发思维，实施探究，分析归纳，总结梳理。
【教学过程】
教学过程 教 师 活 动 学 生 活 动
引入新课 （1）课件显示：运动员竞赛，学生听课， ( http: / / www.21cnjy.com )消化道对营养物质的吸收，细胞分裂以及萤火虫发光的过程，指出这些过程都是需要消耗能量的， 以“车胤借萤火虫夜读”的小故事创设情境。老师提出问题，学生讨论：1、萤火虫发光的生物学意义是什么？2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？让学生发表问题探讨结果，教师提示后 ( http: / / www.21cnjy.com )小结：萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号，以便交尾，繁衍后代；萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质；萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光. （2）问题：细胞中的糖类，脂肪，蛋白质等有机物中都储存着大量稳定的化学能，生命活动需要的能量能直接利用它们吗进入探究实验——葡萄糖和ATP是否能直接提供能量。以多媒体课件的形式演示“荧光实验”，引导学生科学思维，得出结论：ATP是生命活动的直接能源物质。教师根据实验现象提问，学生讨论：从A、B试管的实验现象中你得出的结论是 组织学生讨论ATP能作为直接能源物质的原因。 通过回忆生活中常见事例，引出问题，让学生在解决问题中把思维指向ATP，从而进入ATP的学习。 通过“实验”锻炼观察现象，科学分析，得出结论的能力，认识“ATP是生命活动的直接能源物质”的结论。进一步理解ATP是直接能源物质。
ATP的化学组成和特点 教师出示ATP药剂图，简介ATP的功能。教师提问，学生看书思考：1.ATP的结构简式为？2. ATP简式中A、P、~分别代表什么？3.ATP的中文名称？指导学生阅读教材关于ATP化学组成及结构特点的描述。出示关于ATP化学组成的多媒体课件，指导学生描述ATP的化学组成、结构特点及三个英文字母代表的含义。向学生解释远离A的高能磷酸键不稳定，当生命需要能量时，该键断裂，释放其中的能量。 阅读教材，归纳ATP分子组成，解释高能磷酸键所决定的ATP分子的特点，并对上述要点进行描述。 理解ATP中的化学能是“活跃的化学能”。
ATP与ADP之间的相互转化 引出问题，学生讨论：1、ATP供能时，释放哪个化学键中的能量？2、ATP供能过程中，可形成哪些产物？指导学生理解ADP和Pi还可以捕获新的能量形成ATP，因而ATP和ADP之间能实现相互转化。指导学生明确ADP和Pi转化为ATP的能量来源。指导学生讨论“ATP与ADP之间相互转化的反应是否可逆？”葡萄糖里的能量不能直接利用，我们把它比作是存折里的钱，那么ATP能直接供能，可以比作现金，即流通的货币，简称“通货”。帮助学生理解ATP是细胞内的“能量通货”。 认识ATP与ADP之间能够相互转化。 根据释放能量的来源和形成的产物，写出ATP水解过程的反应式。 描述ADP和Pi转化为ATP所需的能量来源。理解ATP与ADP之间的转化不是可逆反应。 理解ATP是细胞内的“能量通货”。
ATP的来源 教师讲述：线粒体把葡萄糖分解，释放的能量用于ATP的形成，在现金和存折之间起到了怎样的作用？ATP合成可能有哪些来源？ 教师加以点评、总结。 说明葡萄糖里不能直接利用的能量可 ( http: / / www.21cnjy.com )以转变成ATP进行直接供能。 学生分析得出：对于绿色植物来说，ADP转化成ATP时所需的能量来自于呼吸作用和光合作用；对于人、高等动物、真菌和大多数细菌来说，ADP转化成ATP时所需的能量除来自于呼吸作用外，人和高等动物还可以来自磷酸肌酸的转移。
ATP的利用 指导学生阅读教材图解，并进行发散思维，领会ATP水解所释放出的能量的用途。 理解ATP为生命活动供能，认识ATP中的活跃化学能可转变为生命所需用的化学能、渗透能、机械能、电能、光能和热能等。
课堂总结 ATP为各项生命活动提供能量。细胞内的 ( http: / / www.21cnjy.com )反应有的是吸能反应，有的是放能反应。吸能反应总是与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应总是与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。从生物进行生命活动耗能的知识和ATP的基础知识方面进行指导总结，构成完善的知识体系，并最终理解ATP在生物生命活动中的作用和地位 学生在指导下自主总结，构成一完整的知识体系
课堂巩固与强化 课本练习，讲评 学生完成练习，在讲评中巩固知识点
小结
通过这堂课的学习，你掌握了什么？
作业布置
完成配套练习
【板书设计】
第2节 细胞的能量“通货”——ATP
一、ATP的生理功能——直接能源
二、ATP的结构简式
A — P ~ P ~ P
— 普通化学键
~ 高能磷酸键
A 腺苷
P 磷酸基团
三、ATP与ADP的相互转化
ATPADP + Pi + 能量
酶、能量、场所不同
四、ATP的形成途径
五、ATP的利用
【教后反思】
本节基本上能较好把握重点和难点，对于难点内容也能通过简单的探究实验达到突破的效果。本节内容相对要少，主要是为了后面的学习做铺垫。
但由于学生对于ATP接触的很少，也没有相关的化学知识作基础，与旧知识相比显得比较孤立。全品教学网， 用后离不了！第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸
教学目标：
1.知识目标：理解探究酵母菌的呼吸 ( http: / / www.21cnjy.com )方式的实验原理，了解实验材料、实验步骤，分析实验结果，能比较生物进行有氧呼吸与无氧呼吸的条件和产物，掌握对比实验的设计方法。
2.技能目标：通过探究酵母菌细胞的呼 ( http: / / www.21cnjy.com )吸方式，让学生学会实验探究的方法，学会检测酒精、二氧化碳等细胞呼吸产物，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，提高学生合作、交流以及自主学习的能力。
3.情感、态度与价值观：通过联系生产、 ( http: / / www.21cnjy.com )生活等实际，激发学生学习生物学的兴趣，增强学生理论联系实际的意识，培养敢于质疑、勇于创新的科学精神和实事求是的科学态度。
教材分析：
“细胞呼吸”是高中生物人 ( http: / / www.21cnjy.com )教版必修1《分子与细胞》第5章第三节。本节内容介绍了普遍存在于生物体中的有氧呼吸和无氧呼吸，以及细胞呼吸原理在生产生活实践中的应用。通过学习呼吸作用，让学生了解细胞呼吸的本质是通过有机物的氧化分解为生命活动提供能量，维持细胞的正常生活。关于细胞呼吸的原理在生产生活中的应用可以先让学生分析相关的图片资料，说明这些事例中所应用的细胞呼吸的原理，再让学生联想其他的实例，进行讨论和交流，从而认识到细胞呼吸原理在实践中的应用。有氧呼吸的过程及原理与前面所学的线粒体的结构和功能、主动运输、ATP等内容有密切的联系，也为后面学习光合作用等其他生命活动的规律奠定基础，因此是本章的重点内容。
教学重难点及突破策略：
1.教学重点及突破策略
教学重点：有氧呼吸的过程
制定依据：有氧呼吸过程的知识，是学 ( http: / / www.21cnjy.com )生理解其分解有机物，释放能量，产生ATP的本质的基础；是理解有氧呼吸和无氧呼吸的区别和联系的基础。学生认识呼吸作用的过程，有利于理解内外因素对呼吸作用的影响，有利于理解呼吸作用的意义。
突破策略：1、通过提问、读书、思考、理解反应式及图解、课堂练习来突出重点。
2、通过列表比较有氧呼吸和无氧呼吸的区别和联系，简明扼要的抓住要点。
2、教学难点及突破策略
教学难点：有氧呼吸中的物质和能量变化。与细胞呼吸相关的实验设计和实验分析。
制定依据：学生的化学知识 ( http: / / www.21cnjy.com )，尤其是有机化学知识不足。在呼吸作用的过程中，糖的彻底氧化分解，需经过一系列的氧化还原反应，这些化学反应伴随着能量变化，学生理解有一定的困难。呼吸作用的过程比较抽象，现又缺乏直观的教具，是学生对其理解困难的又一原因。实验内容本身就是难点，有没有实验条件。
突破策略：①（如情况允许）利用多媒体形象的说明有氧呼吸三个阶段和两个场所，通过引导思考，学会写相关的反应式。
②利用化学方程式理解呼吸作用的实质和相关呼吸作用的运算法则。
③利用一些相关的试题对相关实验引导入门，在以后逐步加强。
学情分析：
学生来自不同的学校和地区，他们的接受能力和理解能力不一样，对前面细胞结构的内容掌握程度也不一样，因此接受知识的快慢也不一样。
课时分配：2个课时。
教学过程
第1课时：探究酵母菌细胞的呼吸方式
学习阶段 教师组织和引导 学生活动 设计意图
问题探究 1.呼吸作用与物质燃烧有什么共同点？2.两者不一样的地方呢？3.什么是细胞呼吸？4.在无氧条件下，细胞还能通过呼吸作用释放能量吗？ 学生思考、讨论、回答问题学生阅读教材，概括细胞呼吸概念 启发学生对比燃烧有机物释放能量和细胞内利用有机物中的能量之间的异同，产生认知冲突，提高思维兴奋性，继续学习。
创设问题情景，引导学生思考 以酵母菌为例探究酵母菌细胞呼吸的方式。小资料：酵母菌的细胞结构及生活实践中的应用。提出问题：新鲜的面包为什么松软？酿酒是酵母菌利用葡萄糖进行细胞呼吸产生酒精的过程。酒精和二氧化碳是酵母菌在有氧还是无氧条件下产生的？ 学生思考回答问题：新鲜的面包比较松软是因为蒸馒头过程中CO2气体的作用。 教师引导学生确定要探究的课题。 联系生活实际，激发学生学习生物的热情。问题的引导培养学生的质疑能力，使质疑和探究成为学生学习的内在需要。
教师引导学生构建探究思路：提出问题 ↓作出假设 ↓ 教师继续提出问题：1.酵母菌细胞呼吸是否需要氧气？有氧、无氧条件下都能进行细胞呼吸吗？2.细胞呼吸的产物有哪些？他们在什么条件下产生？教师引导学生对所提问题作出假设。 尝试作出各种假设。1.酵母菌只能在有氧条件下进行细胞呼吸。2.酵母菌只能在无氧条件下进行细胞呼吸。3. 酵母菌在有氧、无氧条件下都能进行细胞呼吸。4.细胞呼吸的产物有CO2，酒精是无氧呼吸的产物。 培养学生的逻辑思维能力和推理能力。
小组合作设计实验方案↓实施实验 根据假设，学生在具体设计探究实验方案时，往往感到束手无策。教师此时组织学生以小组合作的形式讨论交流，并提出一些细化问题引导学生思考的方向。1．怎样保证酵母菌在整个实验过程中正常生活？2．如何控制有氧和无氧条件 3．怎样对产物CO2进行检测 除了课本提出的方法，还可以用什么方法？4.如何比较两种条件下产物CO2量的多少 5．怎样鉴定产物中有无酒精产生？6.试验装置设计中需要注意什么问题 为什么一般不把锥形瓶放满？7．有氧呼吸的实验要不间断地持续充气50mim，如何解决 在学生充分讨论的基础上，教师进行适当点评，有关酒精的检测教师进一步点明对比实验的设计方法，实验设计应遵循的原则:单一变量，可操作性和可重复性。 教师巡回查看，及时指导。 通过小组内讨论交流的方式使设计方案逐步完善，通过绘图来表达实验意图和实验方法的选择。小组代表陈述设计方案，同学点评提出意见。按实验方案进行操作，仔细观察，认真记录。实验结果记录表实验项目A装置B装置葡萄糖新鲜酵母菌液反应条件检测CO2检测酒精 由于学生以前没有设计探究实验经验，同时对实验仪器的认识和控制能力较差，因此，学生难以完成一个比较完整合理的实验设计方案。小组讨论与合作的过程使学生的探究能力和协作能力都得到提高，有助于发展学生的自主性，促使课堂教育的动态生成。通过交流评价，不仅完善了设计方案，更主要的是提高了相关的探究技能。
↓形成结论 验证假设 学生分析结果学生形成结论。 1. 酵母菌在有氧无氧条件下都能进行细胞呼吸。2.有氧呼吸产生的CO2比较多。3.酒精是酵母菌细胞无氧呼吸的产物。 学生对实验进一行观察，并把实验结果与教师的演示结果对比。出现不同的现象要求找出原因，做好实验报告。 学生观察CO2和酒精检测的方法，加 ( http: / / www.21cnjy.com )深对新知识的感性认识根据教学内容，该实验将被安排在12月初，室温在10度左右，一般10小时才会出现明显实验现象，学生可以在放学前或第二天进实验室观察实验现象，进行相关检测。
回顾探究思路继续探究 教师在学生实验的基础上，引导学生继续思考： 1.有同学认为，在有氧呼吸实 ( http: / / www.21cnjy.com )验中10%的NaOH若不能完全吸收，有可能对实验结果产生干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生？以保证实验更严谨？ 2.如何更好地保证无氧呼吸的条件更严谨？如密封多少时间不确定？ 学生思考、讨论、回答。 进一步激活学生思维。实验的探究思维是无止境的，为学生生成创造性的思维能力奠定基础。
实验方法小结对比试验 教师进行适当点评，并进一步点明对比实验的设计方法，实验设计应遵循的原则:单一变量，可操作性和可重复性。教师小结对照试验与对比试验的区别。 学生小结巩固实验设计方法，掌握对比实验与对照实验的区别。 学生深刻理解和掌握探究实验要求，促进学生自主性发展。
归纳总结 对本节内容归纳总结，布置作业 课后延伸
教学反思
第2课时 细胞呼吸的方式及细胞呼吸原理的应用
学习阶段 教师组织和引导 学生活动 设计意图
复习回顾线粒体的相关结构，提问：线粒体有哪些结构与呼吸作用相适应？ 回答问题： 回忆导入下边内容。
创设情境 1.细胞呼吸有哪些方式？细胞呼吸一定需氧参与吗？2.细胞呼吸的场所是什么？3.细胞呼吸的过程？4.细胞呼吸各阶段是怎样进行的？ 学生利用学案自主学习、探究学习 问题的引导培养学生的质疑能力，使质疑和探究成为学生学习的内在需要。
引导 1.有氧呼吸与无氧呼吸的区别和相同点有哪些？2.结合线粒体图示，表示有氧呼吸的过程。3.准确用方程式表示细胞的有氧呼吸和无氧呼吸过程。4.正确理解细胞呼吸的概念。场所——细胞内的氧化分解；原料——有机物，主要是葡萄糖；产物——二氧化碳或其它产物；能量——释放能量，而不是释放ATP；只为ATP形成提供所需能量，释放的能量只是部分生成了ATP。方式：依据是否需氧而分为有氧呼吸和无氧呼吸。 条件：酶、氧的有无等。 合作学习，思考，讨论填表 培养学生的合作学习能力，总结分析能力。
呼吸速率 提问：默写细胞呼吸的方程式。怎样才能表示一个生物个体或组织或器官的呼吸强度？ 讨论，探究 分析用不同方式表述生物学事实的能力
影响细胞呼吸的因素 提问根据方程式有哪些环境因素能影响细胞呼吸？ 合作、探究 分析能力
温度的影响及原理利用 提问温度怎样影响？怎样利用此原理？低温下贮藏水果、蔬菜。在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降低温度，降低呼吸作用，减少有机物的消耗，提高产量。 绘制关系图联系实际思考并举例 联系实际运用知识解决问题信息转换
氧气浓度的影响及原理利用 提问 呼吸的种类和强度 对既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸的生物又怎样影响？怎样利用此原理？生产中常利用降低氧的浓度抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。 思考、分析图示、讨论 联系实际运用知识解决问题信息转换
二氧化碳浓度的影响及原理利用 讲解：CO2是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作用，实验证明，在CO2浓度升高到1%～10%时，呼吸作用明显被抑制。 听： 联系实际运用知识解决问题信息转换
水的影响及原理利用 提问：自由水和结合水的功能？生物组织的含水量怎样影响细胞呼吸？怎样利用此原理？作物栽培中，合理灌溉。种子储存，水果蔬菜保鲜应该干燥。 回答 联系实际运用知识解决问题信息转换
小结 倾听，补充。 学生自己总结。 培养学生总结概括能力，检查学生理解情况。
练习 适时讲解 练习 巩固，能力培养。
教学反思第五章 细胞的能量供应和利用
第4节 能量之源——光与光合作用
一、教学目标
知识方面：
1、说出绿叶中色素的种类和作用。
2、说出叶绿体的结构和功能。
3、说出光合作用以及对它的认识过程。
4、说出光合作用原理的应用。
5、简述化能合成作用。
能力方面：尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
情感态度价值观：通过研究 ( http: / / www.21cnjy.com )科学家对光合作用原理的探究过程，认同科学是在不断地观察、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，还要有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。
二、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点：
⑴ 绿叶中色素的种类和作用。
⑵ 光合作用的发现及研究历史。
⑶ 光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
⑷ 影响光合作用强度的环境因素。
解决方法：
⑴ 通过色素提取和分离实验，让学生仔细观察分离出的不同色带，色带的颜色、分布顺序和宽窄，思考其原因及作用。
⑵ 让学生从化学反应的角度看光合作用的过程，明确每一个物质变化的来龙去脉和相应的能量转化的过程。
⑶ 让学生通过探究活动理解光合作用原理的应用。
2、教学难点：
⑴ 光反应和暗反应的过程。
⑵ 探究影响光作用强度的环境因素。
解决方法：
⑴ 通过由浅入深的讲解，让学生理解光反应和暗反应的过程，区别和联系。
⑵ 通过探究活动——环境因素对光合作用强度的影响，让学生掌握光合作用原理在农业生产中的应用。
三、课时安排：3课时
四、教学方法：讲解、实验法。
五、教具准备：课件
六、学生活动
1、指导学生阅读教材，找出需了解的知识点。
2、让学生讨论认识叶绿体的结构，这种结构有哪些适于进行光合作用的特点；光合作用的过程，影响因素等。
七、教学程序
第1课时
[问题探讨]结合教材P97图讨论：
1、用这种方法有什么好处？不用颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？
2、为什么不使用发绿色光的灯管作补充光源？
导言：追根溯源，对绝大多数生物来说， ( http: / / www.21cnjy.com )能量的最终来源是光能。将光能转换成化学能要靠光合作用，进行光合作用的细胞，首先要能够捕获光能，那么捕获光能的色素有哪些呢？
一、捕获光能的色素。
探究绿叶中色素的种类：教师指导学生完成如P97——98的实验。教师可让学生带着下列问题去做实验：
1、加入SiO2、CaCO3的作用是什么？
2、研磨时为什么要迅速而充分？
3、将滤液收集到试管中后，为什么要用棉塞将试管口塞严？
4、滤纸条一端为什么要剪去两角？
5、画滤液细线时应注意什么？
6、为什么不能让滤液细线触及层析液？
7、滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？
教师归纳总结：
叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素
叶绿色b（黄绿色）
绿叶中的色素 胡萝卜素（橙黄色）
类胡萝卜素
叶黄素（黄色）
教师演示相关实验让学生得知：叶绿素a和叶绿素b吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，并结合P99吸收光谱图讲解。
1817年，两位法国科学家首次从植物中 ( http: / / www.21cnjy.com )分离出叶绿素，但当时并不清楚叶绿素分布于何处？1865年德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。
二、叶绿体的结构
结合P99图示讲解叶绿体的结构，教师归纳：
外膜
叶绿体 内膜
基粒：由两个以上的类囊体组成，含色素和酶
基质：含酶
[资料分析]叶绿体的功能。结合P100 恩格尔曼的实验讨论下列问题；
1、恩格尔曼实验的结论是什么？
2、恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？
三、总结
重点总结捕获光能的色素有哪些，叶绿体的结构，其结构上有哪些特点适用于进行光合作用。
四、作业布置
P100练习
五、板书设计
第4节 能量之源——光与光合作用
一、捕获光能的色素和结构
1、捕获光能的色素
叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素
（含量约占3/4） 叶绿色b（黄绿色）
绿叶中的色素 胡萝卜素（橙黄色）
类胡萝卜素
（含量约占1/4） 叶黄素（黄色）
2、叶绿体的结构
1、分布
2、形态
外膜
3、结构 内膜
基粒：由两个以上的类囊体组成，含色素和酶
基质：含酶
4、功能第2课时 酶的本质
●教学过程
［课前准备］
教师收集有关酶研究的资料，比如酶工程、酶的分类等。学生整理酶本质探索的基本过程，了解这些科学家所作的重要贡献和基本观点。
［情境创设］
现在已经知道细胞内的生理活动之所以如 ( http: / / www.21cnjy.com )此有序地快速进行，酶的作用无可替代，但是19世纪以前，人们对这些所知甚少，人们对酶的认识是科学家不懈努力的结果。
［师生互动］
巴斯德和李比希观点的比较
巴斯德 李比希
1822～1895（法国） 1803～1873（德国）
微生物学家、通过显微镜观察 化学家，通过对化学变化的研究
发现发酵的过程中有酵母菌存在 认为糖类变成酒精就是一个化学反应
结论：没有活细胞 结论：在这个变化过程中，只有细胞
糖类不可能变成酒精 死亡之后放出了某些物质起了作用
问：从巴斯德研究的领域来看，他得出结论的出发点主要是什么？
答：巴斯德是微生物学家，他主要强调生物体或细胞的整体作用。
问：从李比希研究的领域来看，它得出结论的出发点主要是什么？
答：李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。
问：他们的争论被哪位科学家的研究成果平息了？
答：毕希纳。
请分析毕希纳研究的过程（学生活动）。
实验：酵母细胞研磨加水搅拌加压过滤含酵母细胞的提取液加入葡萄糖。
现象：冒出气泡。
结论：酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样。
酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。
问：你认为毕希纳只凭上面的实验能不能说明酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用 一样？
答：不能。
问：那还应做怎样的实验？
答：对照实验。将酵母菌分成两等份，一半直接加入葡萄糖，另一半通过研磨、过滤等过程来进行，观察结果是否一样。
问：有人说毕希那的研究成果与前人无关，你同意这样的观点吗？
答：不同意。正是由于巴斯德、李比希的研究确定了争论的焦点，使得毕希纳的研究更加具有针对性。
虽然已经确定了酶在物质变化中的作用，但 ( http: / / www.21cnjy.com )酶到底是什么物质仍然是困扰大家的问题。要研究酶是什么物质，首先要得到纯度较高的酶，然后才能作出鉴定。美国科学家萨姆纳在研究酶究竟是什么过程中作出了杰出贡献。
萨姆纳的研究过程
问：萨姆纳研究哪种酶？是如何确定的？
答：脲酶。借助其他科学家的研究，知道刀豆种子中脲酶的含量比较高。
问：脲酶提取出了，根据你学过的知识如何证明它就是脲酶，不是细胞中其他的有机物呢？
答：在这个实验中首先可以证明是不是蛋白质。用双缩脲试剂这个特有反应来鉴定。然后根据脲酶的特性：尿素氨＋二氧化碳，来判定它不是脲酶。
1926年萨姆纳的重要科学研究成果让人们 ( http: / / www.21cnjy.com )知道脲酶就是蛋白质，后来其他科学家也提取了其他种类的酶，也证明是蛋白质，所以在以后一段较长的时间，人们都认为酶就是蛋白质。
问：科学家得出的结论应用的什么方法？
答：概括法。
问：你能说出当时概括得出这个结论的基本思路吗？
答：脲酶是蛋白质，胰蛋白酶也是蛋白质，胃蛋白酶也是蛋白质。人们发现的酶都是蛋白质，所以酶就是蛋白质。
问：这样的结论到了20世纪80年代美国科学家的重要发现出现了什么变化？
答：美国科学家切赫和奥特曼发现了一 ( http: / / www.21cnjy.com )种酶，它也有催化功能，但是它是RNA。这样酶的定义就有了发展。即：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，少量的是RNA。
［教师精讲］
酶作为生物催化剂，人们对它的认识经历 ( http: / / www.21cnjy.com )了较长的时间，从酶究竟是在活细胞中能起作用还是释放出来起作用一直争论到到底是什么物质，每次争论的结果都让人们对酶的认识更深入一步，更加准确，所以可以说酶的本质的发现过程也正是人们认识自然的一个真实写照。
［评价反馈］
1.细胞内合成酶的主要的场所是（ ）
A.细胞质 B.线粒体 C.核糖体 D.内质网
2.分析上题中能不能说合成酶的场所是核糖体？
参考答案：
1.C
2.不能。因为还有少量的酶是RNA，它的合成场所就不在核糖体。
［课堂小结］
通过对酶本质的发现过程的学习，我们知道 ( http: / / www.21cnjy.com )酶的本质就是具有催化作用的有机物。酶的本质的发现过程也说明了一个问题，这个科学结论的得出是科学家不断探索、不断进行实验，最终揭示出来的。它是许多科学家共同努力的结果。
［布置作业］
1.P82一基础题1、2、3。
2.预习酶的特性的内容。分小组来设计实验验证酶的专一性和酶要起作用需要温和条件。
［课后拓展］
通过对酶的研究，证实绝大多数 ( http: / / www.21cnjy.com )的酶都是蛋白质。酶按照化学组成可分成两类：单纯酶和结合酶，单纯酶就是只有氨基酸组成，不含其他成分。例如：脲酶、胃蛋白酶等。结合酶就是除了蛋白质之外，还含有对热稳定的非蛋白质的小分子物质（如金属离子，也可以是小分子有机物），前者称为酶蛋白，后者称为辅酶。只有两者结合才具有活力。如转氨酶、乳酸脱氢酶都属于此类酶。
●板书设计第1节 降低化学反应活化能的酶
●教学目标
1.知识与技能
（1）细胞代谢的概念。
（2）酶的作用和本质。
（3）酶的特性。
（4）提高学生观察、分析、判断的思维能力，提高学生的实验操作能力。
2.过程与方法
（1）通过本节课教学，让学生进行有关的实验和探索，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。
（2）通过让学生了解酶的发现过程，使学生 ( http: / / www.21cnjy.com )体会实验在生物学研究中的作用地位；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；体会科学、技术、社会之间相互促进的关系，进而体会研究生命科学价值。
（3）在实验能力提高的基础上，提高学生运用语言表达的能力和分享信息、分享实验成果的能力。
3.情感态度与价值观
（1）通过学习生物学家研究酶的本质的过程， ( http: / / www.21cnjy.com )激励学生学习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。（2）通过实验探究影响酶活性的条件，培养学生的探索精神、创新精神和合作精神。
●教学重点
1.比较过氧化氢酶在不同条件下分解速率快慢的实验，并引导学生得出结论——酶的高效催化作用（酶的作用）。
2.酶的本质。
3.酶的特性。
●教学难点
1.酶的活化能降低的原理。
2.实验中控制变量的科学方法。
●教具准备
酶活性受温度、pH影响的示意图。
●课时安排
建议课时：3课时
第1课时 酶的作用
●教学过程
［课前准备］
教师准备实验器材，并设计好观察记录表；学生预习实验，掌握实验的原理并设计好实验的过程。
［情境创设］
人不吃饭行吗？食物进入人体内发生了怎样的变 ( http: / / www.21cnjy.com )化？这些问题在现在来说都已经十分清楚了。这些变化过程在其他生物中有没有呢？早在二百多年前科学家就对此进行了探索。
实验介绍：1783年意大利科学家斯帕兰札尼将肉块放在小巧的金属笼中，然后让鹰吞下，过了一段时间，将笼子取出，肉块不见了。
［师生互动］
问：（1）为何要将肉块放在笼子中？
答：排除了胃对肉块的物理性消化。
问：（2）对肉起消化作用的是什么物质？
答：一定是某些物质进入到金属笼中，使肉分解。现在已经知道这个能让肉分解的物质就是——酶。
问：（3）进行肉类消化的过程的条件是怎样的？
答：进行分解肉的反应是在一种极温和的条件下进行的。
问：（4）在实验室中能否也能让肉分解？能的话需要怎样的条件？
答：实验室也能进行肉的分解，但是比起在生物体中来说，需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈的条件才能进行。
总结：对于一个生物体来说要 ( http: / / www.21cnjy.com )进行的生理活动非常之多，构成生物体的每一个细胞内的物质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，每一个化学反应都伴随着能量的变化。细胞中全部有序的化学变化的总称就叫细胞代谢。
细胞生存的条件是很温和的，那么细胞内数 ( http: / / www.21cnjy.com )量如此巨大的生物化学反应如何在常温、常压、水溶液环境、pH接近中性的条件下，迅速高效地进行呢？在化学反应中有没有提高化学反应的方法呢？
过氧化氢在不同条件下的分解
实验前介绍：动植物在代谢中产生的过 ( http: / / www.21cnjy.com )氧化氢，对机体是有毒的。机体通过过氧化氢酶，催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。铁离子也可催化这一反应。
2H2O2H2O＋O2
问：如何获得过氧化氢酶？
答：新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶，所以新鲜肝脏研磨液含有较多的过氧化氢酶。
按以下实验步骤来进行实验：
试管编号 1 2 3 4
实验原理 过氧化氢在高温或Fe3＋或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气
第一步 每支试管各加入2 mL 3%的H2O2溶液
第二步 90 ℃热水浴 用滴管加2滴3.5%FeCl3溶液 用滴管加2滴质量分数为20%肝脏研磨液
观 察 观察气泡冒出情况，并记录
现象 无 较多 较多 很多
将点燃的卫生香放在液面上 没变化 火头变亮 火头变亮 复燃
原 因 没有生成氧气 生成了少量氧气 生成了少量氧气 生成了大量氧气
结 论 酶的催化效率比无机催化剂的催化作用更显著
对上述实验进行分析，对照实验的特点。
问：上述实验分成了1、2、3、4号四支试管，哪些是四支试管共同的条件？两两比较不同的条件有几个？
答：共同点：都在试管中加入2 mL H2O2溶液，都在相同的压力下进行。
不同点：1和2：只有温度不同；1和3：3多了2滴FeCl3溶液；1和4：4多了2滴肝脏研磨液；3和4：加入的催化剂不同。
问：1号试管没有加任何试剂，它起的作用是什么？
答：它起的是对照的作用。
结论：进行该实验的其他因素相同，而 ( http: / / www.21cnjy.com )只有其中某一因素不同，观察其对实验结果的影响。如果结果不同，那么影响该结果的就是这一不同的因素。在上述实验3试管和4试管只有加入的催化剂不同，那么该实验的结果3放的氧气少，4放出氧气多就是因为加入到4号催化剂的催化效率比加入到3号的高。即酶具有高效性。
问： 2和4试管现象基本相同，能否在生物体中也利用2的方法来解毒？
答：不能。加热到这样的温度会造成生物的细胞死亡。
问：能否用同一滴管给3和4试管加FeCl3溶液和肝脏研磨液？
答：不能。共用滴管会让肝脏研磨液（或FeCl3溶液）残留在滴管内，难以判断出过氧化氢的分解是哪种滴加液的作用，影响实验结果的准确。
问：为何酶的催化效率会比无机催化剂更高呢？
答：酶降低了活化能。活化能就是分子从常态转化变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。活化能越大，反应就越不容易进行，反之就容易进行。
［教师精讲］
在生物体中，生物体内的化学反应每时每刻进行着 ( http: / / www.21cnjy.com )。以人为例：据估计人体细胞内每分钟大约要发生几百万次的化学反应，这么多的化学反应能在人体中顺利而迅速地完成，完全是靠酶的催化作用。它和无机催化剂相比，具有更高的催化效率。
酶在细胞内的物质变化过程中 ( http: / / www.21cnjy.com )起着重要作用，这个作用是其他物质无法代替的。它降低了化学反应中的活化能，而自身却没有发生变化，所以是一种催化剂。它是细胞内产生的，所以它也是细胞中具有高效催化效率的生物催化剂。它的作用就是降低活化能。
［评价反馈］
1.选用新鲜肝脏来比较过氧化氢在不同的条件下分解的实验，是因为新鲜的肝脏中 （ ）
A.含Fe离子多
B.含酶的种类多
C.温度高
D.过氧化氢酶多且活性高
2.在医院常用双氧水作为身体出现小伤口的消毒用药，能观察到什么现象吗？试解释该现象。
参考答案：
1.D 2.能看到伤口有气泡产生。原因是人体细胞中产生的酶将双氧水分解成了水和 氧气。
［课堂小结］
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［布置作业］
1.查资料：催化剂之所以能加快化学反应，它的作用原理是什么？
2.预习P81的资料分析，说出酶的研究过程。从这些过程中你得到了什么启示？
［课后拓展］
1.酶—底物复合物的形成及诱导契合假说
酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。这一过程为酶－底物结合的诱导契合假说。
2.酶促反应的机制
（1）邻近效应与定向排列 ( http: / / www.21cnjy.com )：两种或数种底物分子在酶活性中心聚集、特异结合，使活性中心的底物浓度增加；底物受催化攻击部位对准活性中心的催化基团，可增加催化效率。
（2）多元催化：一种酶常兼有酸、碱双重催化作用，发生多个功能基团的协同作用，提高酶的催化效率。
（3）表面效应：酶的活性中心提供的疏水环境可排除水分子对各功能基团的干扰性吸引或排斥，防止底物与酶之间形成水化膜，利于酶与底物结合。
