降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教案-高一上學(xué)期生物人教版必修1

第五章細胞的能量供應(yīng)和利用第一節(jié)《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》教學(xué)目標1.通過對酶本質(zhì)探索的討論，歸納概括出酶是蛋白質(zhì)或RNA的本質(zhì)，并認同科學(xué)理論是一個不斷發(fā)展的過程。(科學(xué)思維)2.進行“比較過氧化氫在不同條件下的分解”，“淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用”，“影響酶活性的條件”的探究實驗，掌握控制變量和設(shè)計對照試驗的科學(xué)方法，并從結(jié)構(gòu)與功能觀的角度理解酶作用機理和特性。（生命觀念、科學(xué)探究）3.舉例說明酶在現(xiàn)實生活中應(yīng)用的實例，并能解釋其作用機理，分析酶工程技術(shù)的重要意義。（社會責(zé)任）二、教材分析本節(jié)內(nèi)容是第五章內(nèi)容的基礎(chǔ)，為后續(xù)學(xué)習(xí)光合作用和呼吸作用的知識奠定基礎(chǔ)，主要包括酶的作用及機制、酶的本質(zhì)、酶的特性，并且設(shè)置了實驗探究活動和科學(xué)史資料的分析，旨在讓學(xué)生掌握科學(xué)方法，提高科學(xué)探究能力，理解科學(xué)本質(zhì)觀，課標對本節(jié)的內(nèi)容要求為“細胞的功能絕大多數(shù)基于化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)發(fā)生在細胞的特定區(qū)域，說明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)，酶活性受到環(huán)境因素（如pH和溫度等）的影響”。三、學(xué)情分析在前面章節(jié)的學(xué)習(xí)中學(xué)生已經(jīng)初步認識到蛋白質(zhì)可以作為酶發(fā)揮催化作用，但并不知道酶的特性、原理和本質(zhì)，本節(jié)內(nèi)容較多，而且原理性的知識較多，需要運用實驗探究、科學(xué)史資料分析、實例討論等方法進行學(xué)習(xí)，讓學(xué)生加深理解。四、教學(xué)重點和難點1．教學(xué)重點酶的作用、本質(zhì)、特性2.教學(xué)難點（1）酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能（2）探究實驗中控制變量的科學(xué)方法五、教學(xué)過程第一課時（一）導(dǎo)入新課回顧物質(zhì)運輸?shù)闹R，說明細胞的生命活動離不開物質(zhì)與能量，引入能量知識的學(xué)習(xí)，呈現(xiàn)章首頁的資料和章小詩，讓學(xué)生思考細胞如何通過化學(xué)反應(yīng)來獲取和利用能量？并簡要說明本章各小節(jié)的邏輯聯(lián)系。設(shè)計意圖：回顧舊知可以實現(xiàn)知識點的銜接，分析章首頁的資料和小詩可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，說明章小節(jié)的邏輯聯(lián)系可以讓知識點更具有條理性。（二）實驗探究酶的作用，建構(gòu)數(shù)學(xué)模型理解原理師：讓學(xué)生回憶初中階段食物消化的知識，思考食物的消化過程，然后說明在兩百多年前人們認為食物只進行了物理消化，沒有化學(xué)消化，接著呈現(xiàn)斯帕蘭扎尼的實驗，讓學(xué)生完成問題探討中的問題。生：分析回答問題。師：講解斯帕蘭扎尼的實驗，結(jié)合食物的消化吸收、光合作用、呼吸作用的實例歸納概括細胞代謝的概念，并說明細胞代謝反應(yīng)的特點，讓學(xué)生思考化學(xué)反應(yīng)的條件和特點。生：化學(xué)反應(yīng)條件一般比較劇烈，高溫，加熱，催化劑反應(yīng)。師：呈現(xiàn)細胞內(nèi)外的環(huán)境，讓學(xué)生比較化學(xué)反應(yīng)與細胞代謝反應(yīng)的區(qū)別，提問：在細胞溫和的環(huán)境中，細胞代謝反應(yīng)是如何高效有序地進行？然后讓學(xué)生以學(xué)習(xí)小組形式合作探究“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗。生：分為學(xué)習(xí)小組。師：講解實驗原理、目的，闡明實驗變量的科學(xué)方法，讓學(xué)生分析本次實驗的自變量、因變量和無關(guān)變量。生：明確實驗的變量。師：講解實驗的材料，引導(dǎo)學(xué)生進行實驗設(shè)計，在此過程中掌握設(shè)計對照實驗的科學(xué)方法。生：理解對照實驗的意義。師：讓學(xué)生制定實驗計劃，開展實驗，記錄實驗現(xiàn)象，完成實驗表格。生：完成討論中的問題，得出實驗結(jié)論。師：結(jié)合圖示講解活化能的概念，讓學(xué)生嘗試畫出物質(zhì)三種狀態(tài)的曲線圖。生：建構(gòu)數(shù)學(xué)模型。師：呈現(xiàn)圖示講解無機催化劑、加熱、酶對活化能的影響，并以實例類比讓學(xué)生加深理解，之后讓學(xué)生嘗試自主構(gòu)建曲線圖模型。生：構(gòu)建曲線圖。設(shè)計意圖：對比細胞代謝反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)可以降低學(xué)生的理解難度，實驗探究可以讓學(xué)生掌握控制實驗變量，設(shè)置對照實驗的科學(xué)方法，利于激發(fā)學(xué)生的積極性，建構(gòu)數(shù)學(xué)模型可以培養(yǎng)模型與建模的科學(xué)思維，并且加深對活化能概念的理解。（三）在酶本質(zhì)的科學(xué)探究史中理解科學(xué)的本質(zhì)師：呈現(xiàn)資料1：我國人民利用酶的事例，然后呈現(xiàn)資料2：西方的釀酒業(yè)和蓋-呂薩克發(fā)現(xiàn)酵母菌可將糖類轉(zhuǎn)化為酒精，并說明當(dāng)時科學(xué)家們認為這是一個純化學(xué)反應(yīng)過程，與生命活動無關(guān)。生：分析資料。師：呈現(xiàn)資料3：巴斯德的實驗。資料4：李比希的觀點。讓學(xué)生比較他們的觀點，引導(dǎo)學(xué)生認識到科學(xué)家個人的主觀思想會影響科學(xué)研究。生：比較巴斯德與李比希的觀點。師：呈現(xiàn)資料4：畢希納的實驗研究，讓學(xué)生分析其實驗思路以及與巴斯德、李比希實驗方法的區(qū)別，并闡明其提取液中含有許多物質(zhì)。生：梳理實驗思路，比較區(qū)別。師：呈現(xiàn)資料5：帕耶恩和珀索茲的提取實驗，闡明技術(shù)對科學(xué)研究的影響，然后呈現(xiàn)資料6：薩姆納的研究，讓學(xué)生領(lǐng)悟其體現(xiàn)的科學(xué)精神。生：理解科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系，領(lǐng)悟科學(xué)精神。師：呈現(xiàn)資料7：諾斯羅譜和庫尼茨發(fā)現(xiàn)胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶結(jié)晶，資料8：切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)RNA具有生物催化活性。讓學(xué)生填寫科學(xué)史發(fā)展的邏輯關(guān)系圖。生：填寫關(guān)系圖，歸納概括酶的本質(zhì)。師：回顧科學(xué)探究史，引導(dǎo)學(xué)生思考其中體現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)觀。設(shè)計意圖：科學(xué)史資料當(dāng)中蘊含著豐富的科學(xué)本質(zhì)觀內(nèi)容，基于此學(xué)生可以認識到科學(xué)方法的嚴謹性，科學(xué)與技術(shù)的密切聯(lián)系，科學(xué)知識具有發(fā)展性，同時領(lǐng)悟科學(xué)家精神。六、板書設(shè)計酶的作用和本質(zhì)酶的作用1.細胞代謝2.酶的作用：催化作用降低活化能二、酶的本質(zhì)蛋白質(zhì)或RNA第二課時呈現(xiàn)數(shù)據(jù)資料闡明酶具有高效性，實驗探究酶具有專一性師：回顧無機催化劑與酶的催化速率，呈現(xiàn)酶具有高效性的數(shù)據(jù)資料和反應(yīng)現(xiàn)象視頻，然后讓學(xué)生思考高效性具有的生物學(xué)意義。生：理解酶的高效性對細胞進行復(fù)雜的生命活動具有重要意義。師：說明無機催化劑可以催化多種反應(yīng)，引導(dǎo)學(xué)生思考酶是否可以催化多種反應(yīng)，呈現(xiàn)唾液使得咀嚼米飯時會嘗到甜味，而瘦肉無變化的生活實例讓學(xué)生思考。然后讓學(xué)生以學(xué)習(xí)小組形式開展“淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用”的探究實驗生：確定學(xué)習(xí)小組。師：講解實驗的原理和材料，讓學(xué)生設(shè)計試驗方案，進行實驗。生：開展實驗，記錄實驗現(xiàn)象，得出實驗結(jié)論。師：組織學(xué)生交流實驗結(jié)論，呈現(xiàn)鎖鑰理論與誘導(dǎo)契合理論的資料，然后讓其思考酶專一性的生物學(xué)意義。設(shè)計意圖：數(shù)據(jù)資料可以提供證明酶具有高效性的科學(xué)事實，實驗探究則進一步加深了理解，同時培養(yǎng)實驗設(shè)計能力，思考高效性與專一性的生物學(xué)意義能夠滲透結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。探究影響酶活性的條件，歸納概括酶的作用條件溫和師：呈現(xiàn)加酶洗衣粉或其他加酶產(chǎn)品的使用注意事項的資料，然后回顧蛋白質(zhì)變性的知識，講解酶活性概念。生：推測影響酶活性的因素。師：讓學(xué)生以小組合作形式探究，設(shè)計實驗方案。生：設(shè)計實驗方案，依據(jù)實驗設(shè)計原則評價、修改方案，然后開展實驗。分析實驗結(jié)果，繪制溫度和PH對酶活性影響的曲線圖。師：評價學(xué)生的實驗，呈現(xiàn)酶適宜溫度和PH的數(shù)據(jù)資料，引導(dǎo)學(xué)生歸納概括出酶的作用條件較溫和的特性。生：根據(jù)科學(xué)事實進行歸納概括。師：讓學(xué)生思考酶制劑的保存條件，介紹酶在生活中的應(yīng)用實例和酶工程技術(shù)的發(fā)展。設(shè)計意圖：讓學(xué)生自主設(shè)計實驗方案可以提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，掌握實驗設(shè)計的原則，提供大量的科學(xué)事實旨在培養(yǎng)學(xué)生歸納概括的科學(xué)思維。板書設(shè)計酶的特性和影響因素酶的特性高效性專一性作用條件溫和影響因素溫度PH七、教學(xué)反