人教版高中生物必修一教学设计：5.1《降低化学反应活化能的酶》（执信谢莹莹）

《降低化学反应活化能的酶》教学设计
广州市执信中学 谢莹莹
教材分析
教材地位和作用
本节内容为人教版生物必修1《分子与细胞》 ( http: / / www.21cnjy.com )第5章《细胞的能量供应和转化》的第一节，是细胞代谢内容的基础，准确理解酶的本质、作用和特性，对学生掌握后续章节“细胞呼吸”、“光合作用”及选修1相关内容有重要作用。
此外，本节内容中提到的酶的本质探究的科学发现史、控制变量与对照实验、探究实验等，对培养学生严谨的科学思维、提高学生的科学素养有着重要意义。
教学目标：
知识目标：说出酶的本质作用和特性；
能力目标：明白探究实验的基本要求，学会控制变量，及进行实验设计；
情感态度价值观目标：认同科学家的研究思路，体会科学的严谨性，培养合作学习习惯。
重点难点
重点： 酶的本质、酶的作用特性
难点： 酶降低化学反应活化能的原理
学生分析
学生在初中阶段学习过多种消化酶，也具备一定的化学知识。本校高一的学生综合素质较高，具有一定的观察、自学能力，且思维活跃，能大胆提出质疑。
本节课通过启发学生思考，小组合作实验、讨论 ( http: / / www.21cnjy.com )、分析归纳，获取新知识。学生通过自己的活动理解、获取新知识，将对知识有更深刻的印象，并且在此过程中能提升分析归纳能力、。
教学设计
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
酶的本质(5′) 引入：同学们知道葡萄酒是怎么酿出来的吗？我们一起阅读课本81页科学家对酿酒的探索。讲述材料，引导思考：19世纪的化学家认为酿 ( http: / / www.21cnjy.com )酒是纯化学反应，而巴斯德认为是活酵母细胞参与发酵，李比希却认为是酵母细胞中的某种物质在细胞死亡裂解后才起作用。同学们能不能想到他们为什么会有不同的看法？毕希纳通过实验提取酵母细胞中的物质，发现与活细胞的发酵效果一样，并给这种物质命名为酿酶。他有没有证明酿酶究竟是什么物质？为什么？萨姆纳经过很多次尝试，终于 ( http: / / www.21cnjy.com )从刀豆中提取出纯净的脲酶，并且用多种方法证明了脲酶是蛋白质。我们可以用什么方法证明某种物质是蛋白质？能不能就此得出结论“酶就是蛋白质”？为什么？还需要怎么做？其他科学家也证明了胃蛋白酶、胰蛋白酶等是蛋白质，切赫和奥特曼的发现对酶的本质做了什么补充？根据科学家们的探究，请同学们给酶下一个准确的定义。 回答：用酵母菌。阅读材料，思考讨论：他们研究的方法不同，研究的领域不同。没有。不能提出纯净的酿酶。用双缩脲试剂检验。不能。脲酶不能代表所有的酶。还要提取其他的酶进行鉴定。他们发现少数的RNA也有催化作用。归纳总结：酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物。绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。 激发兴趣提取信息
酶的作用(12′)控制变量(2′)催化机理(3′) 那么什么是酶的催化作用呢，下面我们通过 ( http: / / www.21cnjy.com )分析78页“过氧化氢的分解”实验来了解一下。过氧化氢就是俗称的双氧水，平时消毒伤口的时候会用，其实细胞在代谢过程中也会产生，对细胞有害。过氧化氢什么情况下会分解？怎么观察是否发生分解？动物肝脏中含有很多的过氧化氢酶。实验说明：实验用了4支试管，分别进行不同的处理，下面请同学们以4人小组为单位，按照要求进行实验操作。 实验结果如何？各支试管比较说明了什么？这个实验可以得出什么结论？实验分析：4支试管不同的处理称为自变量，引起的结果称为因变量，其他的为无关变量。设计实验时我们对无关变量有什么要求？1号试管在实验中有什么作用？像1号管这样不改变自变量的称为对照组，其余的改变了自变量的称为实验组。动画演示：加热和加催化剂为什么可以促进H2O2的分解呢？我们通过一个模拟动画了解一下。 讨论分析：过氧化氢在常温下就能分解 ( http: / / www.21cnjy.com )成水和氧气，加热或加催化剂可以促进分解。可以通过观察气泡的产生判断是否产生氧气，用带火星的小木条检验氧气。实验操作观察回答：.1号没有明显现象，2号出现气泡，3号气泡较多，4号气泡最多。3、4号管可以使卫生香复燃。1、2号比较说明加热可以促进H2O2分解，1、3、4号说明催化剂在常温下能促进H2O2分解，且H2O2酶的效果更明显。思考分析：无关变量要保持相同且适宜。 1号试管起到对照作用。观看动画总结：酶通过降低化学反应所需的活化能促进反应进行。 动手实验加强理解
酶的特性(10′) 引导分析：酶的催化效果比无机催化剂 ( http: / / www.21cnjy.com )更明显，也就是具有高效性。这对于生物来说有什么意义？这个实验如果用淀粉酶会有什么结果？为什么会这样？说明酶的催化有什么特点？能不能换一种方法证明？这时候实验的变量发生什么改变？展示酶作用模型图：酶为什么只能催化一种或一类的化学反应？从这幅图可以看出是酶的哪方面决定了它只能和一种底物结合？如果酶的结构被破坏了，还能不能表现正常的功能？什么情况会破坏酶的结构？如果猪肝煮熟了，还能不能催化过氧化氢分解？怎么做实验证明？但是加热试管可能对实验结果有什么影响？可以怎么改进实验？如果我们设置一系列温度梯度、定量分析酶的催化能力，可以绘制出一条曲线，看出某种酶在适当的温度范围内的活性最高。这对生物来说有什么意义？能不能举出身边的温度影响酶活性的例子？ 讨论思考：保证细胞代谢的快速进行。演示实验，思考回答：淀粉酶不能催化H2O2分解，说明酶具有专一性。实验设计：可以更换底物，用相同的酶。自变量变为底物。观察分析：酶的结构决定了专一性。不能，结构决定功能。过酸、过碱、加热等条件会破坏酶的结构。思考、设计实验：不能。通过加热试管进行实验。加热降低酶的催化作用，但可能促进过氧化氢分解，对实验结果造成干扰。思考完善实验设计，提出其他实验方案。思考回答：发烧降低消化酶活性，引起胃口不好。食物放冰箱保存。 联系知识联系生活
实验设计(8′) 如果要证明酶的催化需要适当的pH又要如何设计实验？请同学们讨论实验方案、填写设计表格。请同学们比较自己的设计，提出意见和建议。评价布置作业：同学们课后完善实验设计表格，我们下节课就来检验一下大家的设计能不能达成目的。 分组讨论设计实验讨论评价 提升能力锻炼思维