5.1 降低化学反应活化能的酶教学设计（表格式）

降低化学反应活化能的酶
一、课程标准
说明绝大多数是一类能催化生化反应的蛋白质，少数酶上RNA，酶活性受到环境因素（如pH和温度等）的影响。
二、教学目标
1.通过比较过氧化氢在不同条件下的分解，理解不同条件加快反应速率的原理。(生命观念）
2.通过分析“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，学会控制自变量，观察和监测因变量，以及尝试设置对照组实验组。（科学探究）
3.通过图表比较、动画演示，以及教材上形象，直观的图解和文字说明，让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能。（科学思维）
4、举例说明酶在现实生活中应用的实例，并能解释其作用机理，分析酶工程技术的重要意义。（社会责任）
三、教学重难点
1.教学重点
酶在代谢中的作用、本质。
2.教学难点
酶能降低化学反应的活化能。
四、教学过程
教学过程 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 课件展示斯帕兰扎尼实验 提问： 为什么要将肉块防砸金属笼中？ 是什么物质使肉快消失了？ 1835年，德国科学家施旺通过实验发现，胃腺分泌物中有一种物质，将它与盐酸混合后，对肉类的分解能力远远大于盐酸的单独作用，这种物质就是胃蛋白酶。 引出细胞代谢离不开酶 思考讨论，回答问题 通过一个有趣的小实验，引起学生的探究欲望。
酶在代谢中的作用 观看双氧水消毒的视频，能够看到大量的气泡产生，常温下过氧化氢却几乎不分解。 提问：哪些条件能加快H2O2的分解？ 给出资料，让学生通过资料分析哪些因素可以加快过氧化氢的分解。 资料1：药用过氧化氢溶液的说明书上关于过氧化氢的贮藏说明为“密闭、在荫凉处（温度不超过20℃）保存”。 资料2：过氧化氢在储运过程中有特殊的要求，严禁与FeCl3等金属化合物混存混运。 资料3：细胞代谢是细胞生命活动的基础，但代谢也会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢，体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发（包括头发）变白 ，会加速人体衰老。细胞中含有过氧化氢酶能够将过氧化氢及时分解，起到解毒的作用。 提问：哪种条件下H2O2的分解速率最快？ 活动一：作出假设，设计实验 指导学生小组讨论作出假设，并阅读教材78页“科学方法”的内容，根据下列问题提示，分组讨论，设计实验方案，并完成表格 1. 你认为该实验应设计几组？至少需要几只试管？ 2. 该如何控制变量？ 3. 该实验以什么现象作为实验观察的指标？ 学生交流实验方案，生生互评、教师评价，完善实验方案 活动二：完成实验，观察现象 小组合作，完成实验，观察实验现象，交流实验现象,得出实验结论 提问： 1、与1号试管相比，2号试管出现了什么不同的现象？这一现象说明什么？ 2、3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？分析过氧化氢酶有什么作用？ 3、3号试管与4号试管相比，哪支试管中反应速率快？这说明什么？ 讲解酶的作用机理，并播放视频，帮助学生理解加热、氯化铁和过氧化氢酶的作用原理。 在坐标中画出曲线图，并将以下内容标示清楚 1.化学反应所需的活化能？ 2.无机催化剂催化时化学反应所需的活化能？ 3.酶催化时化学反应所需的活化能？ 4.无机催化剂降低的活化能？ 5.酶降低的活化能？ 思考：如图曲线表示一定量的过氧化氢溶液在不加催化剂自然分解时，产物的量随时间的变化，尝试画出加入三氯化铁和过氧化氢酶时的曲线。 学生通过资料分析回答： 加热、氯化铁、过氧化氢酶 学生通过阅读课本，理解实验设计应该控制变量和设计对照实验。体会设计实验应该遵循的基本原则和方法 交流实验方案，互评，完善实验方案 小组合作，按照实验方法步骤进行实验，分享实验现象。 小组讨论，回答问题 学生通过物理模型和视频讲解对酶的作用原理有了深入的理解，完成相关曲线问题 培养学生观察现象提出问题的能力。 培养学生科学思维、科学方法、科学精神，发展创新能力等生物科学素养。 巩固学生基本实验操作技能，增强好奇心和求知欲，提高实践和语言表达能力。 通过视频讲解，说明酶通过降低化学反应活化能来提高反应速率。有助于学生理解知识，同时激发学习兴趣，培养学生的科学思维。 通过对数学模型的理解和运用，训练学生的科学思维和语言表达能力。
酶的本质 了解酶在生活中的应用，并能够合理运用酶产品。 多媒体播放酶的发现历程 提问：
1、出现了哪几位生物学家？他们各自都作出了哪些贡献？ 2、通过上述科学家的发现历程，你得到什么启示？ 3、酶是由谁产生的？酶的化学本质是什么？ 引导学生归纳酶的概念：酶活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA 观看视频，思考回答问题 通过科学史的学习帮助学生学习科学探究的方法，并培养勇于做出假设、用于质疑的科学精神。
教学反思 本节课目标较明确，思路较清晰，逻辑性较强。通过让学生阅读材料分析过氧化氢分解的条件，提出问题，然后引导学生共同设计实验比较加热、加无机催化剂氯化铁和加过氧化氢酶对过氧化氢的作用，了解酶的作用，得出酶具有催化作用的结论，再对酶是怎样发挥作用的，即酶的机理进行讲解。通过观看视频总结归纳出流程的方法进行酶的本质学习。
降低化学反应活化能的酶(第二课时）
一、课程标准
说明绝大多数是一类能催化生化反应的蛋白质，少数酶上RNA，酶活性受到环境因素（如pH和温度等）的影响。
二、教学目标
1.通过“淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”的探究活动，阐明酶具有专一性，学会“控制变量和设计对照实验”的科学方法。（科学探究）
2.通过“pH和温度对酶活性影响”的探究活动，分析推导“酶的作用条件温和”的特性，训练模型构建的科学思维。（科学思维）
3.通过酶在生活、生产应用中的实例，认同酶在生产实践上应用具有高效环保等特点。（社会责任）
三、教学重难点
1.教学重点
酶的特性。
2.教学难点
探究实验中控制变量的科学方法。
四、教学过程
教学过程 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 回顾过氧化氢在不同条件下的分解实验中的3、4组实验比较，发现加过氧化氢酶会使过氧化氢的分解速率比加Fe3+更快，引出酶具有高效性 回顾上节课知识，总结酶具有高效性 温故而知新，复习巩固上节学习内容，引导学生思考从而引出新课内容。
酶的特性 高效性 专一性 三、酶的作用条件较温和 设疑：你在踢球或奔跑时，肌细胞需要大量的能量供应。如果供能的化学反应慢悠悠地进行。你还能跑那么快吗 化学反应要酶来催化，酶的催化效率要高，你才能健步如飞。说明酶高效性有什么生物学意义？ ppt展示下列图片，用问题引导学生进行思考 加酶或无机催化剂后，反应速率与未加酶比，有什么变化？说明了什么？ 图中如何看出酶具有高效性？ 加酶或无机催化剂后，生成物的量是否发生变化？ 资料：口腔里有唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化 脲酶——只能催化尿素分解。 过氧化氢酶——只能使过氧化氢分解。 根据上述资料，你能得出什么结论？ 播放酶催化特定物质分解的动画 提问：酶具有专一性有什么生物学意义？ 活动一：验证酶的专一性 ppt展示试剂：淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液， 由学生小组讨论选择合适的试剂，并设计实验方案来验证酶的专一性。 找学生交流实验方案，通过生生互评，教师评价，完善方案。 指导学生，小组合作完成实验操作，观察实验现象，得出实验结论：酶具有专一性，即一种酶只能催化一种或一类反应。 活动二：探究温度对酶活性的影响 展示加酶洗衣粉的使用须知，其中第三条说用温水溶液浸泡，这是为什么呢？这是否意味着酶的催化速率受到温度的影响呢？ 小组思考讨论下列问题，设计实验方案，探究温度对酶活性的影响。 1、你认为探究温度对酶活性的影响时，应该选择什么酶作为实验材料？为什么？ 2、本实验的自变量是什么？因变量是什么？我们可以怎样观察或检测因变量的变化？ 3、你认为应该设计几组实验？温度分别设置多少度？ 4、开始时淀粉和淀粉酶是先在各自设置的温度中分开处理一段时间再混合，还是先混合再各自设置的温度中保温处理？为什么？ 学生交流实验方案，通过生生互评、教师评价，完善实验方案。 指导学生小组合作完成实验方案，观察实验现象，交流实验结果，得出实验结论。 有资料显示，在探究某种酶的最适温度时，设置了一系列的温度梯度，并根据得出的实验结论，绘制出了这张坐标图像，是否可以描述一下这张图象？ 提问：大家平时有没有将墨水不小心弄到衣服上的情况呢？经实践发现用加酶洗衣粉在中等温度条件下难以将墨渍彻底清洗干净，而高温条件下，清洗效果更好，为什么？（提示：墨水的主要成分为炭烟、胶料、添加剂等） 活动三：探究ph对酶活性的影响 资料：胃中因为有大量的盐酸，所以是强酸性环境，但是胃蛋白酶在该条件下活性最高。胃蛋白酶随食糜进入小肠内，在弱碱性的肠腔中，胃蛋白酶则会失去活性。 通过这则材料，可以得出什么结论？ 小组思考讨论下列问题，设计实验方案，探究ph对酶活性的影响。 1、选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料？理由？ 2、自变量是什么？需要设计几组实验？选择哪几个ph？ 3、因变量是什么？如何检测因变量？选择什么样的鉴定试剂？ 4、开始时底物和酶是先各自设置的ph再混合，还是先混合再设置的ph？为什么？ 学生交流实验方案，通过生生互评、教师评价，完善实验方案。 指导学生小组合作完成实验方案，观察实验现象，交流实验结果，得出实验结论。 引导学生对ph影响酶活性的曲线图进行分析 思考并回答：保证了细胞内化学反应的顺利进行、细胞内能量供应的稳定 思考并回答问题 阅读资料，思考并回答酶具有专一性。 观看动画，思考并回答：保证了细胞代谢能够有条不紊地进行 小组讨论选择合适的试剂，并设计实验方案来验证酶的专一性。 交流并完善实验方案。 小组合作完成实验操作，观察实验现象，得出实验结论 分小组讨论并完成实验设计方案 交流实验方案，完善实验方案。 小组合作完成实验方案，观察实验现象，交流实验结果，得出实验结论。 描述温度对酶活性影响的曲线图。 思考讨论。 阅读材料，回答问题.小组讨论问题，设计实验方案，交流展示并完善实验方案。 分析ph影响酶活性的曲线图 通过问题引导学生分析并理解酶的特性，培养学生识图和思考的能力 培养学生阅读资料、提取信息的能力。 通过分析变量及他们之间的关系，进一步理解实验中对变量的处理，学会控制变量的科学方法。 小组合作探究、交流讨论，培养学生科学探究能力和阅读理解能力，提升学生合作学习的意识和能力。 培养学生的实验探究能力，引导学生关注社会关联性知识，培养学生的社会责任意识。 引导学生自主进行探究性实验，培养学生自主学习能力和思考能力，以小组形式进行思考讨论，增强学生的合作能力。
教学反思 运用生活实例“加酶洗衣粉”进行正课导入，能够激发学生的学习兴趣；正课讲授过程中，组织学生观看实验视频，便于学生更好理解实验；讲授过程中，组织学生进行小组讨论，并对讨论结果加以提问，便于督促学生参与到教学过程中，成为学习的主体。由学生自己设计实验方案，实施实验方案，培养学生的实验探究能力，引导学生关注社会关联性知识，培养学生的社会责任意识。但是由于时间问题和学生的实验操作能力较差，有的组没有完成实验操作未观察到实验现象。总体来说学生反应非常好，课堂氛围非常有激情。