“降低化学反应活化能的醇”教学设计 教材分析 “降低化学反应活化能的酶”属于必修1第5章第1节。在整个章节当中处于领先地位 新陈代谢是发生在细胞中的一系列化学反应,这些化学反应必须在温度、酸碱度等条件相对 稳定状态下,又要在瞬时间发生的一系列合成、分解等动态的化学过程,这就需要一种高效 性催化这一动态活动的物质参与,这种物质就是生物催化剂酶。 酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物,绝大多数的酶是蛋白质,少数的 酶是RNA。活细胞内几乎全部的化学反应都需要酶来催化。酶的概念、酶的特性(酶的催化作 用具有高效性、专一性和需要适宜条件的特点)是本节课的重点。引导和组织好学生完成酶 具有高效性、专一性等实验和指导学生用对比方法去观察,分析实验观象,推导实验结论是 本节课的难点。 二、教学目标 (一)知识与技能 1.能够理解新陈代谢的概念和新陈代谢是生物体最基本特征 2.理解酶的发现过程 3.掌握酶的概念和酶的特性 (二)过程与方法 1通过学习酶的发现,锻炼学生收集、处理信息的能力 2通过酶的高效性的演示实验教学,提高学生的观察、分析、判断、对比、归纳等思维 能力 3.通过“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用”的实验,培养学生创新思维能力 4利用酶的知识解决生活中的实际问题 (三)情感态度与价值观 通过学习酶的发现,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通过实验教学,培养学生的探索精神、创新精神和合作精神 3通过解决与酶有关的实际问题,培养学生理论联系实际、学以致用的学习意识 三、课前准备 教师1准备相关的背景资料和探究的问题 2准备实验四、实验五两个实验的有关材料,药品、仪器等用具 学生1预习并提出与本节内容有关的问题 2分组收集整理有关酶的信息资料 四、教学过程(见下表) 教学内容 教师活动 生活动教学意图 第1页
第 1 页 “降低化学反应活化能的酶”教学设计 一、教材分析 “降低化学反应活化能的酶”属于必修1第5章第1节。在整个章节当中处于领先地位。 新陈代谢是发生在细胞中的一系列化学反应，这些化学反应必须在温度、酸碱度等条件相对 稳定状态下，又要在瞬时间发生的一系列合成、分解等动态的化学过程，这就需要一种高效 性催化这一动态活动的物质参与，这种物质就是生物催化剂---酶。 酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，绝大多数的酶是蛋白质，少数的 酶是RNA。活细胞内几乎全部的化学反应都需要酶来催化。酶的概念、酶的特性(酶的催化作 用具有高效性、专一性和需要适宜条件的特点)是本节课的重点。引导和组织好学生完成酶 具有高效性、专一性等实验和指导学生用对比方法去观察，分析实验观象，推导实验结论是 本节课的难点。 二、教学目标 (一)知识与技能 1.能够理解新陈代谢的概念和新陈代谢是生物体最基本特征 2.理解酶的发现过程 3.掌握酶的概念和酶的特性 (二) 过程与方法 1 通过学习酶的发现，锻炼学生收集、处理信息的能力 2 通过酶的高效性的演示实验教学，提高学生的观察、分析、判断、对比、归纳等思维 能力 3 .通过“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用”的实验，培养学生创新思维能力 4 利用酶的知识解决生活中的实际问题 (三) 情感态度与价值观 1 通过学习酶的发现，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 通过实验教学，培养学生的探索精神、创新精神和合作精神 3 通过解决与酶有关的实际问题，培养学生理论联系实际、学以致用的学习意识 三、课前准备 教师 1 准备相关的背景资料和探究的问题 2 准备实验四、实验五两个实验的有关材料，药品、仪器等用具 学生 1 预习并提出与本节内容有关的问题 2 分组收集整理有关酶的信息资料 四、教学过程（见下表） 教学内容 教师活动 学生活动 教学意图
播放课件课本P44蓝天白云下的美丽草原 由生活 提问1牛和青草都作为生物,最基本的特征是什 际入手, 么? 观察、拉近教学 引 提问2新陈代谢的概念是什么? 思考并回和生活的 入 提问3这么多化学反应能够在常温常压下迅速顺利答 距离,调动 的完成,依靠的是什么? 学生的学 习兴趣,并 达到复习 旧知识的 目的 请学生阅读教材及收集的有关酶的资料回答 渗透科学 播放课件 阅读教家科学的 11773年意大利科学家斯巴兰让尼所设计的试验,其材思考思维方法 的发现 巧妙之处在哪 实验过和研究方 220世纪30年代,相继提取出多种酶的蛋白质结晶,程,讨论法,严谨的 这一事实说明什么? 并回答所科学态度、 320世纪80年代,科学家发现少数RA也具有催化作提出的问执着探索 用,这一事实说明什么? 的科学精 4总结酶的定义 神,从中受 5通过酶的发现过程,你从中受到哪些启发,受到什 到良好的 么教育? 科学教育 播放课件 鼓励学 1一种酶能催化所有的化学反应吗? 生相互提 2酶在生物体细胞内产生,在生物体外有催化作用 问并回答。 分析讨 过 3酶的催化作用受什么因素影响? 论 培养学生 4酶与无机催化剂相比,有什么相同点和不同点? 提出问独立思考 对学生的回答进行点评 及发散思 回答问维能力 第2页
第 2 页 引 入 播放课件 课本P44蓝天白云下的美丽草原 提问1 牛和青草都作为生物，最基本的特征是什 么？ 提问2 新陈代谢的概念是什么？ 提问3 这么多化学反应能够在常温常压下迅速顺利 的完成，依靠的是什么？ 观察、 思考并回 答 由生活 实际入手， 拉近教学 和生活的 距离，调动 学生的学 习兴趣，并 达到复习 旧知识的 目的。 酶 的 发 现 请学生阅读教材及收集的有关酶的资料回答： 播放课件 1 1773年意大利科学家斯巴兰让尼所设计的试验，其 巧妙之处在哪？ 2 20世纪30年代，相继提取出多种酶的蛋白质结晶， 这一事实说明什么？ 3 20世纪80年代，科学家发现少数RNA也具有催化作 用，这一事实说明什么？ 4 总结酶的定义 5 通过酶的发现过程，你从中受到哪些启发，受到什 么教育？ 阅读教 材 思考 实 验 过 程，讨论 并回答所 提出的问 题 渗透科学 家 科学的 思维方法 和研究方 法，严谨的 科学态度、 执 着 探 索 的科学精 神，从中受 到良好 的 科学教育。 过 渡 播放课件 1一种酶能催化所有的化学反应吗？ 2 酶在生物体细胞内产生，在生物体外有催化作用 吗？ 3 酶的催化作用受什么因素影响？ 4 酶与无机催化剂相比，有什么相同点和不同点？ 对学生的回答进行点评。 分析讨 论 提出问 题 回答问 题 鼓励学 生相互提 问并回答。 培养学生 独立思考 及发散思 维能力
引导学 导入酶的特性的学习 生定向学 习 播放课件 酶与无机催化剂的催化效率,哪个更高? 训练学生 信息1B在体外可被分解为0和:在体内也分析实阅读文字, 被分解为H2O和O2 验素材,获取并运 2BO2可从动植物体内获得:新鲜动物的肝获取信用相关信 脏或新鲜的马铃薯 息。小组息设计实 的高 3每滴溶液中的Fe数,大约是肝脏研磨液中讨论,设验方案的 特效 的H2O2酶分子数的25万倍 计可行的能力 性性 实验材料HO溶液猪新鲜肝脏研磨液FeCl3溶液|实验方案 卫生香等 设计可让学生初 行的实验步掌握设 设计方计实验的 案。观察原则:对照 演示实验原则,等量 教师通过介绍实验材料,强调实验的原则,逐步引的规范操|原则,单 导学生设计实验思路并对设计方案进行评价 作及现变量原则 教师及时演示实验注意观察哪个试管放出气泡多象,分析培养学生 且快 实验结的观察、分 这说明了什么? 果,得出析、对比、 实验结论归纳、判断 等的思维 能力。从而 作出正确 的判断,得 第3页
第 3 页 导入酶的特性的学习。 引导学 生定向学 习 酶 一 的 高 特 效 性 性 播放课件 酶与无机催化剂的催化效率，哪个更高？ 信息 1 H2O2在体外可被分解为H2O和O2；在体内H2O2也 被分解为 H2O和O2 2 H2O2 可从动植物体内获得 ：新鲜动物的肝 脏或新鲜的马铃薯 3 每滴溶液中的Fe3+数，大约是肝脏研磨液中 的H2O2酶分子数的25万倍 实验材料 H2O2溶液 猪新鲜肝脏研磨液 FeCl3溶液 卫生香等 分析实 验素材， 获取信 息。小组 讨论，设 计可行的 实验方案 训练学生 阅读文字， 获取并运 用相关信 息设计实 验方案的 能力。 教师通过介绍实验材料，强调实验的原则，逐步引 导学生设计实验思路并对设计方案进行评价。 教师及时演示实验。注意观察哪个试管放出气泡多 而且快 这说明了什么？ 设计可 行的实验 设计方 案。观察 演示实验 的规范操 作 及 现 象，分析 实 验 结 果，得出 实验结论 让学生初 步掌握设 计实验的 原则：对照 原则，等量 原则，单一 变量原则。 培养学生 的观察、分 析、对比、 归纳、判断 等的思维 能力。从而 作出正确 的判断，得
出正确的 结论 提问1单位时间内1号试管比2号试管生成的O2的量要 使学 多的多,这说明了什么? 生善于思 2能用新鲜的马铃薯代替猪新鲜肝脏硏磨液吗? 思考并考 3实验操作中滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时,能否|回答问培养 共用一个吸管? 学生的发 散思维能 教师强调:一般来说,酶的催化效率是无机催化剂的 10~10倍,这是酶的高效性 思考并初学生充分 酶的催化特性除了高效性,还有什么特性酶能否催步回答理解酶的 化任意一个化学反应? “高效性” 第4页
第 4 页 出正确的 结论 提问 1单位时间内1号试管比2号试管生成的O2的量要 多的多，这说明了什么？ 2 能用新鲜的马铃薯代替猪新鲜肝脏研磨液吗？ 3 实验操作中滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能否 共用一个吸管？ 思考并 回答问 题。 使 学 生善于思 考， 培 养 学 生 的 发 散思维能 力。 教师强调：一般来说，酶的催化效率是无机催化剂的 107～1013倍,这是酶的高效性 酶的催化特性除了高效性，还有什么特性?酶能否催 化任意一个化学反应? 思考并初 步回答 帮 助 学生充分 理解酶的 “高效性
播放课件 遵循学科 实验材料可溶性淀粉溶液蔗糖溶液淀粉酶溶液斐 特点,培养 林试剂碘液热水 学生对 用以上实验材料设计实验探究:一种酶能催化所 些生物学 有的化学反应吗? 问题进行 教师对学生实验操作过程中的错误进行及时纠正 学生根初步探究 学生做完实验播放课件(下表) 据实验材的能力:确 料、实验认实验变 较理想的设计方案见下表 目的,设量、作出假 试管 1号 2号 计可行的设和预期 可溶性淀粉 实验方案设计可行 溶液 并亲自动的实验方 蔗糖溶液 2 mL 手操作案、根据实 新鲜淀粉酶 验现象归 溶液 纳推理,从 60C水浴 而得出正 斐林试剂 确结论的 100C水浴 Imin lmin 能力。,从 观察试管颜 中激发学 色变化 生的思维 同时对学生的设计方案进行评价 和求知欲 培养学生 的科学探 究能力,让 学生感悟 到知识的 形成过程 第5页
第 5 页 二 专 一 性 播放课件 实验材料 可溶性淀粉溶液 蔗糖溶液 淀粉酶溶液 斐 林试剂 碘液 热水 用以上实验材料设计实验探究：一种酶能催化所 有的化学反应吗? 教师对学生实验操作过程中的错误进行及时纠正 学生做完实验播放课件（下表） 较理想的设计方案见下表 试管 1号 2号 可 溶 性淀 粉 溶液 2mL 蔗糖溶液 2 mL 新 鲜 淀粉 酶 溶液 2 mL 2 mL 600 C水浴 5min 5min 斐林试剂 2 mL 2 mL 1000 C水浴 1min 1min 观 察 试管 颜 色变化 同时对学生的设计方案进行评价 学生根 据实验材 料、实验 目的，设 计可行的 实验方案 并亲自动 手操作 遵循学科 特点，培养 学生对一 些生物学 问题进行 初步探究 的能力：确 认实验变 量、作出假 设和预期、 设计可行 的实验方 案、根据实 验现象归 纳推理，从 而得出 正 确结论的 能力。，从 中激发学 生的思维 和求知欲， 培养学生 的科学探 究能力，让 学生感悟 到知识的 形成过程
提问:该实验中两次水浴的目的有何不同? 学生通 能否用碘液或班氏试剂鉴定实验结果? 过观察,自 1号试管变为砖红色,说明了什么? 己亲自动 2号试管未变为砖红色,说明了什么? 手做实验 去体会,去 教师讲解仔细观察根据现象及以上分析可知:淀粉 理解,去判 酶只能催化淀粉水解,而不能催化蔗糖水解。说明生学生认断,让事实 物体内某些酶只能催化某些分子结构相近的物质,而真思考比说话,学生 不能催化所有物质。如二肽酶能水解任意两种氨基酸|较,做出耳闻目睹, 组成的二肽。所以,每一种酶只能催化一种或一类化正确的回及亲自参 合物。通过实验可以得出这样的结论:酶的催化作用答 与,加深了 具有专一性 对酶的专 性理解 记忆 生活中,我们知道:剩饭要热了以后再吃:感冒发烧|结合实|培养学生 时,不想吃饭;用加酶洗衣粉时,温水的洗涤效果要|际,联系|善于联系 比冷水好,等等。这些说明了什么? 自身,分实际,用所 适宜pH 析思考生学知识解 过氧化氢酶 活中的生|决生活中 唾液淀粉酶 6.8 物学问题的生物学 胃蛋白酶 1.5~2.2 问题的能 胰蛋白酶 8.0~9.0 肠脂肪酶 8.3 请同学们思考:绝大多数酶的化学本质为蛋白质,那 酶需要适宜的条件 么能引起蛋白质变性的因素能否使酶遭受破坏或完全 引导学生 失活呢?(化学课本中已经学习过蛋白质化学特性,过 联系学科 酸,过碱和高温都能使蛋白质分子空间结构破坏,从|思考回|间知识来 而引起蛋白质分子变性。又因为绝大多数酶的化学本忆学过的理解“酶需 质为蛋白质,所以在以上任何一条件下酶都将失去活化学课本要适宜的 里关于蛋条件” 白质的知特性 第6页
第 6 页 提问：该实验中两次水浴的目的有何不同？ 能否用碘液或班氏试剂鉴定实验结果？ 1号试管变为砖红色，说明了什么？ 2号试管未变为砖红色，说明了什么？ 教师讲解 仔细观察根据现象及以上分析可知:淀粉 酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。说明生 物体内某些酶只能催化某些分子结构相近的物质，而 不能催化所有物质。如二肽酶能水解任意两种氨基酸 组成的二肽。所以，每一种酶只能催化一种或一类化 合物。通过实验可以得出这样的结论：酶的催化作用 具有专一性。 学生认 真思考比 较，做出 正确的回 答 学生通 过观察，自 己亲自动 手做实验 去体会，去 理解，去判 断，让事实 说话，学生 耳闻目睹， 及亲自参 与，加深了 对酶的 专 一性理解、 记忆 三 酶 需 要 适 宜 的 条 件 生活中，我们知道：剩饭要热了以后再吃；感冒发烧 时，不想吃饭；用加酶洗衣粉时，温水的洗涤效果要 比冷水好,等等。这些说明了什么？ 酶 适宜pH 过氧化氢酶 6.8 唾液淀粉酶 6.8 胃蛋白酶 1.5～2.2 胰蛋白酶 8.0～9.0 肠脂肪酶 8.3 结合实 际，联系 自身，分 析思考生 活中的生 物学问题 培养学生 善于联系 实际，用所 学知识解 决生活中 的生物学 问题的能 力 请同学们思考：绝大多数酶的化学本质为蛋白质，那 么能引起蛋白质变性的因素能否使酶遭受破坏或完全 失活呢? (化学课本中已经学习过蛋白质化学特性，过 酸，过碱和高温都能使蛋白质分子空间结构破坏，从 而引起蛋白质分子变性。又因为绝大多数酶的化学本 质为蛋白质，所以在以上任何一条件下酶都将失去活 性。) 思考 回 忆学过的 化学课本 里关于蛋 白质的知 识 引导学生 联系学科 间知识来 理解“酶需 要适宜的 条件”这一 特性
分析思让学生不 考,小组仅会用语 讨论。根言文字描 学生可能会做出假设: 据讨论结述酶促反 1酶的催化效率可能受温度的影响 果初步绘应速度(酶 2不同的酶需要不同的条件,如果P不适宜,可能出酶促反的催化效 会影响酶的催化效率 应速度率)随温度 教师及时对学生的假设予以肯定,指导学生利用图像(酶的催和的变 表达酶的催化效率(活性)与温度和pH的关系 化效率)化情况,还 随温度和会用图像 pH的变化形象地表 曲线。并述酶促反 与标准图应速度(酶 形作对的催化效 比,互相率)随温度 评价 和p的变 化情况 第7页
第 7 页 学生可能会做出假设： 1 酶的催化效率可能受温度的影响 2 不同的酶需要不同的pH条件，如果pH不适宜，可能 会影响酶的催化效率 教师及时对学生的假设予以肯定，指导学生利用图像 表达酶的催化效率 (活性)与温度和pH的关系 分析思 考，小组 讨论。根 据讨论结 果初步绘 出酶促反 应速度 （酶的催 化效率） 随温度和 pH的变化 曲线。并 与标准图 形作对 比，互相 评价， 让学生不 仅会用语 言文字描 述酶促反 应速度（酶 的催化效 率）随温度 和 pH 的 变 化情况，还 会用图像 形象地表 述酶促反 应速度（酶 的催化 效 率）随温度 和 pH 的 变 化情况
播放课件 酶的活性受温度和pH影响的图像 学生把引导学生 U/mmols 自己做的学会用分 胰蛋白酶图形与标段的方法 准图形作描述生物 对比,找学现象,准 最适温度 出差距与确的获取 酶的活性受温度影响的示意图 6最孟0时不足,并知识,感知 酶的活性受pH影响的示意图 改正 知识的形 成过程,对 知识的记 忆更深刻、 更持久、更 隹确 第8页
第 8 页 播放课件 酶的活性受温度和pH影响的图像 学 生 把 自己做的 图形与标 准图形作 对比，找 出差距与 不足，并 改正 引导学生 学会用分 段的方法 描述生物 学现象，准 确的获取 知识，感知 知识的形 成过程，对 知识的记 忆更深刻、 更持久、更 准确 A A B C C B
引导学生分析 曲线的AB段说明什么? B点的含义是什么?曲线的BC段说明什么? 教师总结学生的分析讨论结果 训练学 1每一种酶都在一定的温度和pH范围内,才能表现出 生准确地 活性,酶反应速度最大时的温度和p称为最适温度和思考,回把图形信 最适pH 答,互相息转换为 2在一定的温度和pH范围内,酶的活性随温度和p的评价,小文字信息 增高而增强,达到最适温度和最适p以后,酶的活性结知识要的能力,提 随温度和pH的增高而下降 高学生的 3绝大多数酶是蛋白质,所以高温过酸过碱都能够使 图文转换 酶的分子结构遭到破坏,从而使酶失去活性 能力,及用 思考低温时酶的活性很低,酶的分子结构遭到破坏了 专用术语 吗? 表述生物 对学生的回答给于肯定:酶的分子结构没有破坏,酶 学问题的 的活性在适宜的温度下,可以恢复;而高温则会破坏 能力 酶的分子结构,导致酶失活。 总之,酶只有在最适宜温度和最适宜pH值下,活 性最高。温度偏高、偏低,酶的活性明显下降。而过 酸、过碱和高温,都能使酶的分子结构遭到破坏而失 去活性。酶作为生物催化剂与无机催化剂相比具有明 显不同:酶具有高效性、专一性并且需要适宜条件。 新陈代谢从细胞水平上看是活细胞中全部有序化 学反应的总称。它能迅速而顺利地进行是因为有了酶 的催化作用。酶作为生物催化剂的特点一高效性总结 训练学生 专一性需要适宜的条件 归纳 提炼知识 小结联系实际 酶还具有一般催化剂的特点:在反应前后,酶的性质、 要点的能 质量不变 用所学的 酶的知识 1加酶洗衣粉如何使用? 思考、解决生活 2人在什么情况下,要使用多酶片 讨论得出中常见的 3如何应用酶工程来造福人类? 结论 问题,并养 第9页
第 9 页 引导学生分析 曲线的AB段说明什么？ B点的含义是什么？曲线的BC段说明什么？ 教师总结学生的分析讨论结果 1 每一种酶都在一定的温度和pH范围内，才能表现出 活性，酶反应速度最大时的温度和pH称为最适温度和 最适pH 2 在一定的温度和pH范围内，酶的活性随温度和pH的 增高而增强，达到最适温度和最适pH以后，酶的活性 随温度和pH的增高而下降 3 绝大多数酶是蛋白质，所以高温过酸过碱都能够使 酶的分子结构遭到破坏，从而使酶失去活性 思考 低温时酶的活性很低，酶的分子结构遭到破坏了 吗？ 对学生的回答给于肯定：酶的分子结构没有破坏，酶 的活性在适宜的温度下，可以恢复；而高温则会破坏 酶的分子结构，导致酶失活。 总之，酶只有在最适宜温度和最适宜pH值下，活 性最高。温度偏高、偏低，酶的活性明显下降。而过 酸、过碱和高温，都能使酶的分子结构遭到破坏而失 去活性。酶作为生物催化剂与无机催化剂相比具有明 显不同：酶具有高效性、专—性并且需要适宜条件。 思考，回 答，互相 评价，小 结知识要 点 训练学 生准确地 把图形信 息转换为 文字信息 的能力，提 高学生的 图文转换 能力，及用 专用术语 表述生物 学问题的 能力 小 结 新陈代谢从细胞水平上看是活细胞中全部有序化 学反应的总称。它能迅速而顺利地进行是因为有了酶 的催化作用。酶作为生物催化剂的特点 --- 高效性 专一性 需要适宜的条件 酶还具有一般催化剂的特点：在反应前后，酶的性质、 质量不变 总结 归纳 训练学生 提炼知识 要点的能 力。 联 系 实 际 ， 1 加酶洗衣粉如何使用？ 2 人在什么情况下，要使用多酶片？ 3 如何应用酶工程来造福人类？ 思考、 讨论得出 结论 用所学的 酶的知识 解决生活 中常见的 问题，并养
成通过查 拓展提高 找资料,深 入钻研的 学习习惯 五、课后反思探究式课堂教学是指教学过程是在教师的启发诱导下,以学生独立自主学 习和合作讨论为基础,为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会。通过课堂 探究活动,学生不仅能主动掌握知识,而且能开发学生的智力,发展学生的创造性思维,培 养自学能力和创新能力,顺利实现了教学目标,也达到了素质教育的目的 第10页
第 10 页 五、课后反思 探究式课堂教学是指教学过程是在教师的启发诱导下，以学生独立自主学 习和合作讨论为基础，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会。通过课堂 探究活动，学生不仅能主动掌握知识，而且能开发学生的智力，发展学生的创造性思维，培 养自学能力和创新能力，顺利实现了教学目标，也达到了素质教育的目的。 拓 展 提 高 成 通过查 找资料，深 入钻研 的 学习习惯