5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教案

1、第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能目標(biāo)(1)說(shuō)出細(xì)胞代謝的概念。(2)說(shuō)明酶在細(xì)胞代謝中的作用。2、過(guò)程與方法目標(biāo)(1)通過(guò)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探索，學(xué)會(huì)控制自變量，觀察和檢測(cè)因變量的變化，及設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)(2)提高學(xué)生觀察、分析、判斷的思維能力，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)(1)通過(guò)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探索使學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)成功的喜悅，并通過(guò)教師的引導(dǎo)使學(xué)生領(lǐng)悟科 學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法。(2)培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和合作意識(shí)。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn)(1)酶的作用(2)控制變量的科學(xué)方法2、教學(xué)難點(diǎn)(1)酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理(2)控制

2、變量的科學(xué)方法三、教學(xué)過(guò)程1、導(dǎo)入學(xué)習(xí)細(xì)胞器時(shí)，我們了解到在很多細(xì)胞器上都發(fā)生著化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞產(chǎn)生能量、合成 養(yǎng)料以及進(jìn)行自我更新等等生理活動(dòng)，都完全依賴細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞內(nèi)全 部的化學(xué)反應(yīng)的總稱就是細(xì)胞代謝。細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行著化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)如何 能夠高效地進(jìn)行呢？那是因?yàn)橛写呋瘎┑拇嬖?。但是很多化學(xué)反應(yīng)往往需要高溫高壓的條 件，但生物體內(nèi)是一個(gè)常溫常壓的狀態(tài)，如何解決這個(gè)矛盾呢？就需要一種特殊的催化劑。 酶就是生物體內(nèi)的催化劑。讓我們結(jié)合資料看看科學(xué)家是如何發(fā)現(xiàn)酶的存在的。介紹教材P78斯帕蘭扎尼的實(shí)驗(yàn)：1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓

3、鷹把小籠子吞下。 過(guò)一段時(shí)間后，把小籠子取出，發(fā)現(xiàn)肉快消失了。引導(dǎo)學(xué)生分組討論如下問(wèn)題：(請(qǐng)學(xué)生討論并展示，教師予以解釋和評(píng)價(jià))1 .為何要將肉塊放在籠子中？(排除了胃對(duì)肉塊的物理性消化。)2 .對(duì)肉起消化作用的是什么物質(zhì)？(一定是某種物質(zhì)進(jìn)入到籠子中，使肉分解。)3 .在實(shí)驗(yàn)室中能否也讓肉分解？能的話需要怎樣的條件？(能。需要高溫、高壓、強(qiáng)酸或強(qiáng) 堿等劇烈條件。)當(dāng)時(shí)斯帕蘭扎尼做過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)后他并不清楚起消化作用的物質(zhì)是什么，但他的研究卻為人們研究提供了方法和思路。1836年，德國(guó)科學(xué)家施旺從胃液中提取出了消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)，解開胃的消化之謎。這種物質(zhì)就是酶。本節(jié)課我們先來(lái)學(xué)習(xí)酶的作用與本質(zhì)，請(qǐng)

4、大 家注意思考本節(jié)聚焦的重點(diǎn)問(wèn)題。2、展示分小組展示學(xué)案中閱讀要求及檢測(cè)部分，檢驗(yàn)學(xué)生閱讀課本及預(yù)習(xí)的效果，教師給予 評(píng)價(jià)。3、要點(diǎn)與典型例題精講一、酶在細(xì)胞代謝中的作用細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。我們書上舉了一個(gè)例子來(lái) 說(shuō)明酶的作用和作用特點(diǎn)。那就是對(duì)過(guò)氧化氫這種物質(zhì)的分解。人體的新陳代謝除了生成 人體需要的物質(zhì)，也會(huì)有一些對(duì)人體有害的副產(chǎn)品產(chǎn)生，比如水系化合物在氧化時(shí)會(huì)產(chǎn)生 過(guò)氧化氫。過(guò)氧化氫 H2O2俗稱？（雙氧水）過(guò)氧化氫是一種強(qiáng)氧化劑，在人體內(nèi)堆積的話 會(huì)造成DNA損傷，并且加速人體的衰老進(jìn)程。性質(zhì)：過(guò)氧化氫可自發(fā)分解生成水和氧氣2 H2O2- 2 H2O +

5、 O2這個(gè)反應(yīng)在自然條件下反應(yīng)的比較緩慢，但細(xì)胞中具有的物質(zhì)卻可以加速這個(gè)反應(yīng)。 請(qǐng)學(xué)生仔細(xì)閱讀 78-79頁(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（3min）,思考以下問(wèn)題并請(qǐng)學(xué)生回答。（1）實(shí)驗(yàn)中比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解，這里的“不同條件”指哪些 ？（2號(hào):90度水浴加熱；3號(hào):加入3%的氯化鐵；4號(hào):加入20%肝臟研磨液）（2）自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量各是什么？（自變量：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以人為改變的變量。本實(shí)驗(yàn)中氯化鐵溶液和肝臟研磨液。因變量：隨著自變量的變化而變化的變量。本實(shí)驗(yàn)中過(guò)氧化氫分解速率。無(wú)關(guān)變量：除自變量外，其他可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的因素。加入試劑的量；實(shí)驗(yàn)室的溫度；氯化鐵和肝臟研磨液的新鮮程度等。無(wú)

6、關(guān)變量是誤差的產(chǎn)生根源，我們要盡量減少 無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，因此盡量所有用生物材料要相同所用實(shí)驗(yàn)器具要相同所用 實(shí)驗(yàn)試劑要相同所用處理方法要相同）（2）為什么要設(shè)計(jì)四組實(shí)驗(yàn)，1號(hào)組有什么作用？（除了一個(gè)因素以外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。四組實(shí)驗(yàn)符合對(duì)照實(shí)驗(yàn)的要求，其中1號(hào)就是對(duì)照組）教師可在教室或?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生注意觀察不同的條件下，過(guò)氧化氫的分解 速率如何。記錄現(xiàn)象并進(jìn)行討論：1、與1號(hào)試管相比，2號(hào)出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象 ？這一現(xiàn)象說(shuō)明什么？（2號(hào)放出的氣泡多，說(shuō)明加熱能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。）2、在細(xì)胞內(nèi)能通過(guò)加熱提高反應(yīng)速率嗎？（不能）3、3號(hào)和4號(hào)未經(jīng)

7、加熱，也有大量氣?產(chǎn)生，這說(shuō)明什么？（說(shuō)明FeC%中的Fe3+和新鮮肝臟中的過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫分解的速率。）4、3號(hào)與4號(hào)相比，4號(hào)試管中的反應(yīng)速率快 ？這說(shuō)明什么？為什么說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化 學(xué)反應(yīng)順利進(jìn)行至關(guān)重要 ？（說(shuō)明過(guò)氧化氫酶的催化速率比Fe3+高效得多。細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行著化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求進(jìn)行催化，所以說(shuō)酶 對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。）既然酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要，為什么酶可以在常溫常壓下高效地 催化化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行呢？我們可以先了解加熱促進(jìn)反應(yīng)的原理，加熱促使過(guò)氧化氫分解是因 為加熱使過(guò)氧化氫分子

8、得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)。分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。過(guò)氧化氫酶促使過(guò)氧化氫分解并未供給過(guò)能量，而是降低了過(guò)氧化氫分解反應(yīng)的活化 能。推而廣之，酶促使反應(yīng)進(jìn)行，原因是酶能夠降低化學(xué)反應(yīng)活化能。對(duì)于這句話的理解 可以閱讀第80頁(yè)內(nèi)容，注意圖 5-1和5-2。分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量?；罨茉降?，反應(yīng)發(fā) 生的速率越快。如果把發(fā)生化學(xué)反應(yīng)比喻為駕駛汽車翻越一座高山，加溫加壓相當(dāng)于加大 油門，而催化劑則相當(dāng)于幫司機(jī)找到一條穿山隧道。這就是催化劑所體現(xiàn)的優(yōu)越性。而同 無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，效率更高。

9、二、酶的本質(zhì)酶究竟是什么物質(zhì)呢？我們現(xiàn)在已經(jīng)知道了大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)。但是酶的本質(zhì)是怎樣被揭示出來(lái)的呢？讓我們共同來(lái)回顧這一段科學(xué)發(fā)展史。請(qǐng)閱讀第81頁(yè)資料分析，填寫第82頁(yè)基礎(chǔ)題第一題。再嘗試回答討論中的5個(gè)問(wèn)題。1、巴斯德和李比希的觀點(diǎn)各有什么積極意義？各有什么局限性？（巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)是合理的，但是認(rèn)為發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的 某些物質(zhì)在起作用是不正確的；李比希認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)是合理的，但 是認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確的。）2、科學(xué)發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)爭(zhēng)論是正常的。試分析巴斯德和李比希之間出現(xiàn)爭(zhēng)論的原因是什么，這一爭(zhēng)論對(duì)后人進(jìn)一步研

10、究酶的本質(zhì)起到了什么作用？（巴斯德是微生物學(xué)家，特別強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的作用；李比希是化學(xué)家，傾向于從 化學(xué)的角度考慮問(wèn)題。他們的爭(zhēng)論促使后人把對(duì)酶的研究的目標(biāo)集中在他們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)上， 使科學(xué)研究更加有的放矢。）3、從畢希納德實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？（畢希納的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用， 就像在活酵母細(xì)胞中一樣。）4、薩姆納歷時(shí)9年才證明酶為蛋白質(zhì)，你認(rèn)為他成功的主要原因是什么？（薩姆納歷時(shí)9年用正確的科學(xué)方法，堅(jiān)持不懈、百折不撓的科學(xué)精神，將酶提純出 來(lái)。成功屬于不畏艱苦的人。）5、請(qǐng)給酶下一個(gè)完整的定義。（來(lái)源、功能、化學(xué)本質(zhì)。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用

11、的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是 RNA等。）4、訓(xùn)練請(qǐng)同學(xué)完成學(xué)案中自主訓(xùn)練的前6道選擇題，并請(qǐng)每組派代表公布答案并給予簡(jiǎn)要解 釋。5、總結(jié)一、酶在細(xì)胞代謝中的作用1、作用：催化化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解控制變量：自變量 因變量 無(wú)關(guān)變量2、原理：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能二、酶的本質(zhì)1、對(duì)酶本質(zhì)的探索歷程2、酶的本質(zhì)：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)， 少數(shù)是RNA等。6、作業(yè)完成習(xí)題本中本節(jié)中的選擇題必作題。富而不驕，莫若富而好禮?！比缃裎覀儾蝗备徊毁F只能是土豪，你可以一夜暴富，但是貴氣卻需要三代以上的培養(yǎng)?？鬃诱f(shuō)土豪，但是我們?nèi)鄙儋F族。高貴是大庇天下寒士俱歡顏的豪氣與悲憫之懷，高貴是位卑未敢忘憂國(guó)的壯志與擔(dān)當(dāng)之志高貴是先天下之憂而憂的責(zé)任之心。精神的財(cái)富和高貴的內(nèi)心最能養(yǎng)成性格的高貴，以貴為美，在不知不覺中營(yíng)造出和氣的氛圍；以貴為高，在潛移默化中提升我們的素質(zhì)。以貴為尊，在創(chuàng)造了大量物質(zhì)財(cái)富的同時(shí)，精神 也提升一個(gè)境界。一個(gè)心靈高貴的人舉手投足間都會(huì)透露出優(yōu)雅的品質(zhì)，一個(gè)道德高貴的社會(huì)大街小巷都會(huì)留露出和諧的溫馨，一個(gè)氣節(jié)高貴的民族一定是讓