5.1 降低化学反应活化能的酶
第1课时 酶的作用和本质 教案
课题 5.1降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 单元 必修1 学科 生物 年级 高中
教学目标及核心素养 生命观念：说出酶的作用原理、定义及在细胞代谢中的作用 科学思维：通过合作探讨，培养学生合作意识，体会团队力量；通过对问题思考，培养自主解决问题的能力，感受解决问题的思路和方法；通过对知识的拓展，领会生物的深奥，树立不断探索的愿望。 社会责任：体会合作的乐趣，树立合作意识和探索精神；认同细胞是生命活动的基本单位；富有热爱自然，热爱生活的情怀。
重点 （1）酶的作用原理。 （2）酶的定义。 （3）酶在细胞代谢中的作用。
难点 酶的作用原理。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 播放视频：降低化学反应的酶。 教师：人不吃饭行吗？食物进入人体内发生了怎样的变化？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。 讨论： 1.为什么要将肉块放在金属笼内？ 2.是什么物质使肉块消失了？ 3.怎样才能证明你的推测？ 观看视频 小组讨论，回答问题。 此实验是开创了酶研究先河。其问题的提出，实验方案，实验设想，结论与推论等过程及创新思维的意识对学生有学习与借鉴的意义。
导入新课 讨论： 1.为什么要将肉块放在金属笼内？防止肉块被挤压 2.是什么物质使肉块消失了？可以分解肉块的某种物质 3.怎样才能证明你的推测？将肉块分别放入胃液中含有的几种物质 小组讨论，得出结论： 鸟类的胃不仅有物理性消，还有化学性消化。
本节聚焦 引导学生思考讨论。 1.细胞代谢为什么离不开酶？ 2.酶是什么物质？ 3.通过对酶本质的探索过程的分析，你对科学是怎样发展的有哪些领悟？
新课讲授 一、酶的作用和本质 （一）酶在细胞代谢中的作用 1.细胞代谢 （1）概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢会产生对细胞有害的物质，如H2O2等，细胞依靠过氧化氢酶能快速将过氧化氢分解。 （2）意义：细胞代谢是生命活动的基础。 教师：接下来咱们一起思考并回答下面的问题。 思考：自然状态下，化学反应的速率都是很慢的，可以采取什么方法加快化学反应的速率呢？ 教师：同学们的答案非常好，咱们一起看一下正确的方法是什么呢？ 接下来咱们一起来观看一组实验。 2.比较过氧化氢在不同条件下的分解（探究实践） （1）实验原理 教师：咱们要分解过氧化氢，首先咱们知道过氧化氢可以分解为水和二氧化碳。咱们准备四支试管，两支里面分别装入新鲜肝脏研磨液（含有过氧化氢酶）和三氯化铁溶液，一支作为空白对照加入等量蒸馏水，另一只在90摄氏度热水中水浴加热。一段时间后观察实验结果。这个实验中运用了对照原则和单一变量原则。 教师：观看实验过程，填写实验结果记录表。 （2）实验过程和现象 变量：实验过程中可以变化的因素。 对照实验：除了一个因素以外，其余因素 都保持不变的实验。 （3）实验结论：加热和使用催化剂都可以加快H2O2的分解，其中酶的作用最明显。 通过实验咱们发现这几种方法都可以加快反应速度，但是酶的作用最明显。为什么酶的作用会最明显呢？咱们一起学习一下酶的作用原理。 拓展应用： 在本节“探究实践”中，有同学在原有实验基础上增加了5号和6号试管，向其中分别加入2 mL过氧化氢溶液后，再向5号试管内加入2滴煮沸过的肝脏研磨液，向6号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目的是：与前面实验形成对照，使结论更具有说服力 3.酶的作用原理 （1）活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 教师：咱们首先学习活化能（出示幻灯片），酶可以更好地降低反应的活化能，所以更容易使物质由常态变为活跃态，所以反应更容易进行。例如，一辆汽车要度过一段高坡，催化剂的作用则是使坡的高度变缓，而酶在这里面使坡度变缓的能力是最强的，所以更容易使汽车度过，所以反应更容易进行。 （2）作用机制：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。 （3）意义：正是由于酶的催化作用，使细胞代谢在温和的条件下快速进行。 过渡：学习了酶的作用，那么酶是一种什么样的有机物呢？接下来咱们一起学习酶的本质。 （二）酶的本质 1.关于酶本质的探索 播放视频：酶的发现简史 思考讨论： 同学们首先阅读课本79—80页，并回答问题（出示幻灯片） 讨论： （1）巴斯德和里比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性 （2）在科学发展过程中出现争论是正常的。巴斯德和里比希之间出现争论的原因是什么？这一争论对后人进一步研究酶的本质起到什么作用？ （3）从毕希纳的实验可以得出什么结论？ （4）萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他取得成功靠的是什么样的精神品质？ 答案提示： （1）巴斯德的实验发现了酵母菌细胞，为后人的探索提供了方向。但是没有十分可信的证据。李比希的观点进一步提出了是酵母菌细胞内的某些物质起作用，为后人的探索再次增加了一个方向。但是仍然没有证据可以证明 （2）巴斯德认为参与反应的是酵母菌活细胞，李比希认为参与反应的是破碎后细胞内释放出的某种物质。为后人研究酶的本质奠定了基础，起到了推动作用。 （3）从毕希钠的实验得出参与反应的是细胞内的物质参与了反应。 （4）靠的是坚持不懈的毅力，对科学的执着追求，勇于探索的精神。 教师：同学们都很有自己的见解和思想，你们非常棒！ 接下来咱们观看幻灯片并一起给酶下一个定义。 （出示幻灯片） 2.酶的定义 酶是活细胞（来源）产生的具有催化作用（作用）的有机物，其中绝大多数是蛋白质（本质），少数是RNA（本质）。 酶是这样一种物质，相信同学们对酶已经认识。同学们看一下的一段话，把自己的想法与大家分享。 在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望到达光辉的顶点。——马克思 接下来咱们一起总结今天学习的重要知识点。 1.酶是生物催化剂，其催化作用的原理是降低化学反应的活化能。 2.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。 3.与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，能使细胞代谢在温和的条件下快速进行。 相信每位同学都已经掌握了今天学习的知识，大家运用今天学习的知识解决下面的问题。 小组之间相互讨论交流自己的想法，讨论后与师生一起分享 学生观看实验，在自己的座位上用笔，橡皮代替试验用具，尝试操作实验。 思考，尝试回答。 思考，理解并应用。 观看视频。 学生阅读课本，解决预留问题。 小组讨论，回答问题。 提出问题，引起学生兴趣，引入今天的内容。通过合作交流，培养学生合作能力，思考能力，表达能力 锻炼学生动手能力，体会实验的操作步骤，体会自己动手的乐趣 锻炼学生自学能力，锻炼独立思考能力，培养学生通过思考找到问题的方法。
课堂小结 通过大家的探讨，对实验的探究和实践以及每位同学的思考和讨论，咱们学习到了酶的定义和作用原理以及酶在细胞代谢中的作用。相信每位同学都已经很好的认识了酶这位好朋友。
板书 5.1降低化学反应活化能的酶 第1课时 酶的作用和本质 一、酶在细胞代谢中的作用 1.细胞代谢 2.比较过氧化氢在不同条件下的分解 3.酶的作用原理 二、酶的本质 1.关于酶本质的探索 2.酶的定义
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第2课时 酶的特性 教案
课题 5.1降低反应活化能的酶（第二课时 酶的特性） 单元 必修1 学科 生物 年级 高中
教材分析 本课时是在学习第一课时酶的作用和本质之后对酶进行更进一步的讲解，同时总结酶的特征，使学生理解生物体需要利用酶以保证能量供应和利用的原因。教材通过指导实验，训练控制变量的实验方法。
教学目标及核心素养 生命观念：利用结构与功能观说明酶活性受到环境因素的影响。 科学思维：酶具有高效性、专一性、作用条件较温和的特性，通过小组独立完成探究实验操作并尝试改进发展学生解决问题的能力。 科学探究：进行有关实验和探究，理解酶的高效性和专一性的含义，学会控制自变量 ，观察和检测因变量变化以及设置对照组和重复实验。 社会责任：通过探究实验体验科学研究过程，培养学生的科学情感和科学态度；了解酶在生活中的应用，并能够合理运用酶产品。
重点 1.理解酶具有高效性、专一性、作用条件较温和的特性。 2.通过实验训练控制变量的实验方法。
难点 分析相关实验，理解酶的高效性和专一性的含义。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 教师：上节课我们学习到了酶的作用和本质，其实同学们如果留意，会发现生活中有许多的酶产品，那么怎样才能更好地发挥酶的功能呢？ 要更好地发挥酶的作用，就需要更进一步地了解酶，这节课我们就来学习酶的特征。 思考 创设情境，激发学生学习兴趣
讲授新课 酶的概念 教师：上节课我们说到酶在哪里产生的？（活细胞）酶的作用是？（发挥催化作用）酶的本质是什么物质？（有机物）（PPT展示）那同学们能够根据这些条件说出酶的概念吗？（酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物） 二、酶的特性 （一）酶具有高效性 上节课通过学习实验—比较过氧化氢在不同条件下的分解，说明了什么？（说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。）这就说明了酶的一大特性——高效性，这使生命活动的代谢反应高效进行、维持正常的生命活动。 思考： （1）通过上节课的学习可知，酶的催化具有高效性。大量数据表明，酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍。这对细胞有什么意义呢？ （2）无机催化剂催化的化学反应范围较广。例如，酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。酶能像无机催化剂一样，催化多种化学反应吗？ （二）酶具有专一性 探究实践：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 我们下面通过课本81页实验“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”验证酶的其他特性。请同学们仔细阅读该内容，并思考： ①实验的原理是什么？ ②实验步骤包括哪些？ （PPT展示实验原理） 下面通过一个实验视频来验证一下同学们说的实验步骤有无差错。（播放实验视频） 通过实验视频我们可以把实验步骤简化成表格，同学们可以填上表格的空位吗？ 由此可以得出结论：淀粉酶只能催化淀粉分解，不能催化蔗糖分解。这就说明了酶的第二大特性——专一性，也就是说每种酶只能催化一种或一类化学反应，这使得不同的细胞代谢活动能够有条不紊地进行。 （三）酶的作用条件较温和 让我们循着这样的实验思路设计一个实验来探究影响酶活性的条件。实验过程包括以下几点： 1.提出问题 （提问：如果我们要探究温度对酶活性的影响，应该怎么提问题？） 2.作出假设 （提问：根据本实验问题可以做出什么假设？） 3.设计实验 （参照上一实验步骤，应该如何设计实验？自变量、因变量、无关变量分别是什么？） 4.进行实验（播放实验视频：探究温度对酶活性的影响） 5.分析结果，得出结论 （温度对酶的活性有很大影响，酶的催化作用应具备适宜的温度。） 由此可以得出结论：酶的活性随温度变化而变化，在最适温度时酶的活性最强；低温会降低酶的活性；而高温会使酶失去活性。高于或低于最适温度条件，酶的活性都会降低。这说明酶的第三大特征——作用条件较温和。 【酵素的“传说”】 近几年，水果酵素（即酶类）产品非常流行，其号称的口服轻松减肥功能更是令很多消费者趋之若鹜。通过本节课的内容，说说这些“酵素”产品是否真的有如此神奇。 为了说服消费者，商家还附带了有关产品的“酵素小实验”，找找这个“实验”不合理的地方。 通过回忆上节课内容回答问题。 回忆上节内容回答问题。记录相关笔记 带着问题利用教材认识实验步骤，回答问题。观看视频得出实验结论。记录笔记。 带着问题利用教材认识实验步骤，回答问题。观看视频得出实验结论。记录笔记。 思考回答问题 联系上节内容，明确酶的概念。 联系上节课知识，有效说明酶的高效性。 练习学生提取信息能力，初步了解控制变量的实验方法。实验视频验证酶具专一性的特征，有效节约课堂时间。 在教师指导下尝试运用控制变量设计实验，视频还原实验过程和结果，有效节约时间并直观得出酶的作用条件较温和的特征。 运用学习到的知识联系生活，加强实践能力的发展。
课堂总结 通过本节课，我们了解到酶的高效性体现在酶的催化效率是无机催化剂的107 ~1013 倍；酶的专一性指每一种酶只能催化一种或一类的化学反应；另外，酶所催化的反应一般是在比较温和的条件下进行的。 在生命活动中，酶的高效性保证了代谢活动高效进行，酶的专一性又保证了各种代谢活动有序进行，同时酶的作用条件比较温和，通过口服企图补充脂肪酶来分解脂肪是不科学的。
补充 设计实验探究PH对酶活性的影响 各小组讨论后汇总答案，上台分享。 提示： 探究问题：过氧化氢酶的活性受PH影响。 作出假设：在最适PH时，过氧化氢酶活性最强，高于或低于最适PH时，酶 的活性较低。 实验思路：取适量过氧化氢溶液，平均分为10组，分别调节PH为1~10，再分别向每组过氧化氢溶液中滴加等量过氧化氢酶溶液，一段时间后，观察每组试管中气泡产生的速率。 播放视频：探究pH对过氧化氢酶活性的影响 进一步熟练学生对控制变量的实验方法的运用
板书设计 5.1降低反应活化能的酶 第2课时 酶的特性 一、酶的概念：活细胞产生的具有催化作用的有机物（大部分蛋白质，少数RNA） 二、酶的特征： 1.具有高效性 2.具有专一性 3.作用条件较温和
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