降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)設(shè)計(jì)5-生物-共同必修1-人教版

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)活化能的酶本章分析：細(xì)胞作為一個(gè)生命活動(dòng)的基本單位，在其中進(jìn)行著復(fù)雜的各種生物化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)的進(jìn)行需要什么樣的條件呢？有什么特點(diǎn)？生命活動(dòng)離不開能量，那么細(xì)胞是如何產(chǎn)生能量并利用能量的呢？通過本章的教學(xué)活動(dòng)，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)、研討分析教材內(nèi)容，理解生命活動(dòng)中物質(zhì)的變化所伴隨著的能量轉(zhuǎn)換，領(lǐng)悟細(xì)胞的代謝活動(dòng)是細(xì)胞進(jìn)行其他生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。本章教材內(nèi)容與課標(biāo)要求及教學(xué)安排的對(duì)應(yīng)列表如下。課標(biāo)要求教材內(nèi)容教學(xué)安排說明酶在代謝中的作用要求層次“說明”理解水平（）酶的作用和本質(zhì)、酶的特性通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)和“探究影響酶活性的因素”的活動(dòng)來展開（2課時(shí)）解釋

2、ATP在能量代謝中的作用要求層次“解釋”理解水平（）細(xì)胞的能量“通貨”ATP講解、研討教材內(nèi)容，做一份課堂練習(xí)并講評(píng)（1課時(shí)）說明細(xì)胞呼吸，探討其原理的利用要求層次“說明”理解水平（）ATP的主要來源細(xì)胞呼吸講解、研討教材內(nèi)容（2課時(shí)），做一份課堂練習(xí)并講評(píng)（1課時(shí)）（安排興趣小組同學(xué)在課外到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”）說明光合作用以及對(duì)它的認(rèn)識(shí)過程要求層次“說明”理解水平（）研究影響光合作用速率的環(huán)境因素要求層次“研究”應(yīng)用水平（）能量之源光與光合作用（1）實(shí)驗(yàn)綠葉中色素的提取和分離（2）捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)、光合作用的探究歷程（3）光合作用的過程、化能合成作用實(shí)驗(yàn)1課時(shí)講解、研

3、討教材內(nèi)容1課時(shí)講解、研討教材內(nèi)容1課時(shí)本章小測及講評(píng)1課時(shí)（講評(píng)時(shí)進(jìn)行有關(guān)內(nèi)容的復(fù)習(xí)）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)目標(biāo)：說出酶的化學(xué)本質(zhì)，說明酶的催化作用具有高效性的原因，解釋酶的作用條件較溫和、催化作用具有專一性、高效性對(duì)于生命活動(dòng)的意義。設(shè)計(jì)“影響酶活性的條件”的實(shí)驗(yàn)方案和步驟，撰寫實(shí)驗(yàn)探究性活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，總結(jié)成功的經(jīng)驗(yàn)、分析失敗的原因。2.技能目標(biāo)：按所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案和步驟，正確完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作。3.情感目標(biāo)：評(píng)價(jià)自己的方案和別組同學(xué)的方案，參與交流，聽取別人的正確意見，維護(hù)或修改自己的方案和意見。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析：1.設(shè)計(jì)“影響酶活性的條件”的實(shí)驗(yàn)方案

4、和步驟，撰寫實(shí)驗(yàn)探究性活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，總結(jié)成功的經(jīng)驗(yàn)、分析失敗的原因。探究性活動(dòng)有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，有利于學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)、發(fā)展能力、形成正確的情感態(tài)度與價(jià)值觀。這一活動(dòng)具有相當(dāng)?shù)碾y度，首先，需要學(xué)生自己決定和判斷的因素很多，如：設(shè)計(jì)探究的方向，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的步驟，選擇實(shí)驗(yàn)的材料，如何控制變量，如何檢驗(yàn)結(jié)果等等，無疑，這對(duì)于學(xué)生來說是非常具有挑戰(zhàn)性的。同樣，對(duì)授課的老師來講，也是一種考驗(yàn)，怎樣做必要的輔墊、怎樣把學(xué)生的思維活動(dòng)引向深入、如何組織學(xué)生交流設(shè)計(jì)的方案、評(píng)價(jià)別人的方案、維護(hù)或修改自己設(shè)計(jì)的方案中的缺陷和錯(cuò)誤，如何駕馭課堂、處理出現(xiàn)意外的事件，把握課堂討論的方向，分配各環(huán)節(jié)

5、的時(shí)間等等。因此，這應(yīng)該成為本節(jié)教學(xué)活動(dòng)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，應(yīng)有充分的準(zhǔn)備。2.解釋酶的特性對(duì)于生命活動(dòng)的意義。學(xué)習(xí)酶的特性，不能只局限于了解的層次，應(yīng)該通過分析和引導(dǎo)，將學(xué)生的知識(shí)上升到理解的層次，才能達(dá)到理解生命活動(dòng)中物質(zhì)的變化所伴隨著的能量轉(zhuǎn)換，領(lǐng)悟細(xì)胞的代謝活動(dòng)是細(xì)胞進(jìn)行其他生命活動(dòng)的基礎(chǔ)的水準(zhǔn)，達(dá)到課標(biāo)的要求。這需要從感性上升到理性，因此，這也是本節(jié)教材的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。三、課時(shí)安排：2課時(shí)(以下按一節(jié)課45分鐘設(shè)計(jì)，若為40分鐘，則在討論部分縮短一些)四、教學(xué)設(shè)計(jì)：（第1課時(shí)）學(xué)習(xí)活動(dòng)教學(xué)說明解讀章引言：細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸需要能量。細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的合成需要能量。肌細(xì)胞的收縮需要能量細(xì)胞作為一個(gè)

6、基本的生命系統(tǒng)，只有不斷輸入能量，才能維持生命活動(dòng)的有序性。引導(dǎo)學(xué)生閱讀。注意把握對(duì)加點(diǎn)詞的理解和解釋。 “生命活動(dòng)的有序性”是一個(gè)深?yuàn)W的道理，在這里不必做詳盡的解釋，否則將限入泥潭。只學(xué)習(xí)活動(dòng)教學(xué)說明(課堂時(shí)間安排)太陽能是幾乎所有生命系統(tǒng)中能量的最終源頭。外界能量輸入細(xì)胞，并為細(xì)胞所利用，都要經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)?！皢栴}探討”斯帕蘭扎尼的實(shí)驗(yàn)一、酶的作用和本質(zhì)1.細(xì)胞中進(jìn)行著的許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。對(duì)細(xì)胞來說，能量的獲得和利用都必須通過化學(xué)反應(yīng)。在化學(xué)課上，我們知道，有些化學(xué)反應(yīng)容易進(jìn)行，有些化學(xué)反應(yīng)需要添加某種物質(zhì)之后并且可能需要在特定的環(huán)境中才能進(jìn)行。這種能夠促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的物

7、質(zhì)，叫催化劑。細(xì)胞中的化學(xué)反應(yīng)比起同學(xué)們?cè)诨瘜W(xué)課上所學(xué)的反應(yīng)要復(fù)雜得多，而且有些反應(yīng)在細(xì)胞外，單純用無機(jī)化學(xué)的手段是無法進(jìn)行的，而在細(xì)胞內(nèi)卻可以快速地順利地進(jìn)行。這是為什么呢？（學(xué)生回答，學(xué)生評(píng)價(jià)，教師引導(dǎo)分析，答對(duì)的要肯定、鼓勵(lì)、贊揚(yáng)；答錯(cuò)的也要保護(hù)學(xué)生的積極性。）2.酶生物催化劑有的同學(xué)提到了酶，那么酶是什么呢？酶作為一種生物催化劑有哪些作用特點(diǎn)區(qū)別于無機(jī)催化劑呢？對(duì)于酶，你知道些什么？還想知道些什么？需簡要說明即可。可以引導(dǎo)學(xué)生思考，嘗試作出合理的解釋。老師又該怎樣總結(jié)陳詞呢？說法當(dāng)然可以有很多，例如，可以這么講：細(xì)胞是一個(gè)生命系統(tǒng)，內(nèi)部有分工合作的各種結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)是有序的，而這些結(jié)構(gòu)

8、的成分需要不斷地更新，這就需要不斷地從外界輸入能量，否則，細(xì)胞內(nèi)部分工合作的有序結(jié)構(gòu)將被破壞，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡?！皫缀酢币辉~留有余地，不絕對(duì)，應(yīng)引起學(xué)生的注意。（2）思維熱身。引導(dǎo)學(xué)生分析說明。(3)通過學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)（化學(xué)知識(shí)）引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建新的知識(shí)。(3)學(xué)生參與思維活動(dòng)，達(dá)到互動(dòng)的目的。提出問題，引出學(xué)生的問題，激起學(xué)習(xí)的欲望。(2)學(xué)習(xí)活動(dòng)教學(xué)說明(課堂時(shí)間安排)接下來，請(qǐng)同學(xué)們完成實(shí)驗(yàn)“比較過氧化氫在不同條件下的分解”設(shè)計(jì)一張表格，用于記錄實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象。注意你的實(shí)驗(yàn)操作步驟，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，及時(shí)記錄你的問題，捕抓你思維火花閃現(xiàn)的一剎那。以助后面環(huán)節(jié)的討論。完成教材中的討論和結(jié)論部分

9、。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)操作能力、觀察能力、思考分析的能力。(10)老師巡視，參加某些組的討論和實(shí)驗(yàn)。附（參考表格）：操作現(xiàn)象討論結(jié)論1號(hào)試管常溫2號(hào)試管903號(hào)試管滴加2滴FeCl34號(hào)試管滴加2滴肝臟研磨液學(xué)習(xí)活動(dòng)教學(xué)說明(課堂時(shí)間安排)請(qǐng)兩個(gè)同學(xué)代表小組發(fā)言，描述實(shí)驗(yàn)的過程和現(xiàn)象，回答“討論”的問題并總結(jié)“結(jié)論”，提出發(fā)現(xiàn)的問題或疑問。請(qǐng)同學(xué)閱讀教材中“控制變量”這一小節(jié)的內(nèi)容。談?wù)勗谏鲜鰧?shí)驗(yàn)中，你是如何控制變量的。如果沒有過氧化氫這種實(shí)驗(yàn)材料，或沒有提供肝臟，你準(zhǔn)備如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)達(dá)到與這個(gè)實(shí)驗(yàn)同樣的目的？酶的催化效率為什么比Fe3的催化效率更高呢？請(qǐng)同學(xué)閱讀教材之后，說說對(duì)“活化能”的理解。

10、教師不必急于解釋，讓其他的同學(xué)嘗試著進(jìn)行解釋，引導(dǎo)學(xué)生注意進(jìn)行傾聽和分析。(5)教師不必做過多的解釋。(2)思維火花的碰撞，可以對(duì)剛剛所學(xué)的知識(shí)加以應(yīng)用。此時(shí)，教師要特別注意傾聽和判別，給以適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和指導(dǎo)。(8)至于酶為什么降低活化能的作用更顯著，超出課標(biāo)的要求，而且是一個(gè)非常深?yuàn)W的問題，有些學(xué)者提出了一些假說。這可以學(xué)習(xí)活動(dòng)教學(xué)說明(課堂時(shí)間安排)3.酶的本質(zhì)閱讀“資料分析關(guān)于酶本質(zhì)的探索”，討論材料之后的問題。作業(yè)：完成教材P82課后練習(xí)。作為一個(gè)興趣的目標(biāo)，留待有志于研究生物學(xué)的同學(xué)在未來的研究領(lǐng)域中去探討。(2)引導(dǎo)學(xué)生分析巴斯德、李比希、畢希納的問題沖突，完成對(duì)“討論”問題的分析。

11、(8)（第2課時(shí)）學(xué)習(xí)活動(dòng)教學(xué)說明(課堂時(shí)間安排)復(fù)習(xí)上一課時(shí)的內(nèi)容。引入本節(jié)課題：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)。二、酶的特性：我們來看一個(gè)數(shù)據(jù)比較：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的新鮮肝臟研磨液：1滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的氯化鐵溶液：1滴生物催化劑：過氧化氫酶所含酶的相對(duì)數(shù)量：1無機(jī)催化劑：Fe3+ Fe3+的相對(duì)數(shù)量：25萬(一)酶具有高效性（催化反應(yīng)的效率遠(yuǎn)高于無機(jī)催化劑的催化效率）細(xì)胞中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)非常多，能否靠一種酶來催化所有的化學(xué)反應(yīng)呢？答案是否定的。如果一種酶能夠催化所有的化學(xué)反應(yīng)，細(xì)胞內(nèi)的生命活動(dòng)就不會(huì)呈現(xiàn)出有序性了。(二)酶具有專一性（一種酶只能催化一種或一類

12、化學(xué)反應(yīng)）由于酶的催化作用具有專一性，同學(xué)們可以推知：細(xì)胞具有多種多樣的酶。請(qǐng)同學(xué)回答教材P82頁的課后練習(xí)，并做一些簡要的分析和討論。(5)從表格中數(shù)據(jù)的對(duì)比中，同學(xué)們可以得出什么結(jié)論呢？(2)伸展思維的觸角，達(dá)到理論能觸及的空間。(2)學(xué)習(xí)活動(dòng)教學(xué)說明(課堂時(shí)間安排)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，它催化化學(xué)反應(yīng)的效率受到哪些因素的影響呢？接下來，我們要通過一個(gè)探究活動(dòng)來闡明這個(gè)問題。“探究活動(dòng)影響酶活性的條件”實(shí)驗(yàn)桌上提供了許多的實(shí)驗(yàn)材料和器具，同學(xué)們可以根據(jù)自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案有選擇地采用。但首先，我們必須來討論一些問題。1.你的選題是什么？2.你的假設(shè)是什么？3.圍繞你的選題，你的實(shí)驗(yàn)方案和步驟如何

13、設(shè)計(jì)？可用草圖或簡要的文字加以說明4.如何控制實(shí)驗(yàn)變量？5.怎樣設(shè)置對(duì)照組？6.如何檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果？學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案和步驟完成探究活動(dòng)。小組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析成功的經(jīng)驗(yàn)和失敗的原因。由上述活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出以下一些認(rèn)識(shí)：1.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，但不是只能在細(xì)胞內(nèi)起作用，離開細(xì)胞后，在適宜的條件下，也能發(fā)揮催化作用。2.溫度和酸堿度會(huì)影響酶的活性。3.高溫（強(qiáng)酸、強(qiáng)堿）使酶的活性散失，不可恢復(fù)。低溫下酶的活性弱，但保持活性，在適宜的溫度時(shí)依然具有催化反應(yīng)的能力。(三)酶的作用條件較溫和。作業(yè)：完成教材P86練習(xí)和P87的課外閱讀引出探究活動(dòng)的主題。2人一組進(jìn)行探究活動(dòng)，如果覺得人手不夠，可以4人一組。各組先就列出的6個(gè)問題進(jìn)行討論和醞釀，然后請(qǐng)2個(gè)不同方案的小組做代表發(fā)言。教師組織