高中生物教學(xué)設(shè)計

高中生物教學(xué)設(shè)計

降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶——酶的作用一、版本：人教版

高中生物必修1

二、設(shè)計內(nèi)容：第5章細胞的能量供應(yīng)和利用

第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（第1課時——酶的作用）三、設(shè)計理念根據(jù)新課程理念，高中生物重在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)精神等生物科學(xué)素養(yǎng)。使學(xué)生由以前的“學(xué)會”到“想學(xué)”再到“會學(xué)”，“引導(dǎo)──探究”發(fā)現(xiàn)式教學(xué)法就是在這種理念下應(yīng)運而生的，該教學(xué)法以問題解決為中心的學(xué)習(xí)方式。本節(jié)課以“引導(dǎo)──探究”科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程來學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法為設(shè)計理念。倡導(dǎo)學(xué)生主動參及、合作學(xué)習(xí)、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流及合作的能力”。該理念的運用有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、協(xié)作精神的培養(yǎng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，有利于學(xué)生主動建構(gòu)知識、發(fā)展能力、形成正確的情感態(tài)度及價值觀。它不僅重視知識的獲取，而且更加重視學(xué)生獲取知識的過程及方法，更加突出地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。在問題的推動下、在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生學(xué)得主動，學(xué)得積極，真正體現(xiàn)了“教為主導(dǎo)，學(xué)為主體”的思想。四、教材分析1．地位和作用

“降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶”第1課時——酶的作用，主要探討酶在細胞代謝中的作用。該內(nèi)容以第4章第3節(jié)物質(zhì)的跨膜運輸方式中的主動運輸需要消耗能量以及初中生物學(xué)“消化”為基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)本節(jié)利于“細胞代謝的學(xué)習(xí)”，利于選修模塊中有關(guān)酶的應(yīng)用、微生物發(fā)酵、蛋白質(zhì)提取和分離等知識的學(xué)習(xí)。

2．教學(xué)目標(biāo)（1）知識目標(biāo)：說明酶在代謝中的作用(Ⅰ)。（2）技能目標(biāo)：進行有關(guān)的實驗和探索，按所設(shè)計的實驗方案和步驟，正確完成相關(guān)的實驗操作。學(xué)會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設(shè)置對照組和重復(fù)實驗(Ⅱ)。（3）情感目標(biāo)：①評價自己的實驗結(jié)果，②參及交流，聽取別人的正確意見，維護或修改自己的方案和意見。3．過程及方法通過“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，感悟酶作為催化劑特點，及控制變量的方法。利用教材上形象、直觀的圖解和文字說明，讓學(xué)生明確催化劑可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。4．確定教學(xué)重、難點及解決方法教學(xué)重點：酶的作用。[解決方法]利用學(xué)生對無機催化劑的知識基礎(chǔ)切入，引入酶的學(xué)習(xí)。通過實驗、資料分析得出酶的作用。自然界中的生命現(xiàn)象都及酶的活動有關(guān)，活細胞內(nèi)全部的生物化學(xué)反應(yīng)都是在酶的催化下完成的。在人體內(nèi)，大約每分鐘要發(fā)生幾百萬次的化學(xué)反應(yīng)，這么多的化學(xué)反應(yīng)之所以能在常溫、常壓下進行，完全是因為酶的作用，酶是一種什么樣的物質(zhì)？在化學(xué)反應(yīng)中是怎樣起作用的？顯然應(yīng)是本節(jié)課內(nèi)容的重點。教學(xué)難點：①酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理。②控制變量的科學(xué)方法。[解決方法]①利用教材上形象，直觀的圖解和文字說明，讓學(xué)生明確催化劑可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。②通過比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗，感悟酶作為催化劑特點，及控制變量的方法?；罨苓@個名詞在高中生物教材體系中是第一次出現(xiàn)，無論是學(xué)生還是教師對這個名詞都很陌生。化學(xué)反應(yīng)之所以能進行，就是達到反應(yīng)所需的活化能。在酶的作用下，原來不能進行反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)，是增加了反應(yīng)物的自由能，還是降低了反應(yīng)所需的活化能？通過實驗和類比，必需要讓學(xué)生理解。在過去幾年的高考中，雖然出現(xiàn)了實驗設(shè)計，但在教材中沒有關(guān)于控制變量的內(nèi)容，在本節(jié)教材介紹了控制變量的系列名詞，但對剛剛接觸高中生物實驗的學(xué)生而言，不能說不是一個難點。五、設(shè)計思路從物質(zhì)跨膜運輸方式──主動運輸需要能量入手，引出第5章細胞的能量供應(yīng)和利用。再從教材提供的問題探討──斯帕蘭札尼研究鷹的消化作用進入學(xué)習(xí)情境，是有趣的，并能和學(xué)生已有經(jīng)驗──對消化酶的了解結(jié)合起來。利用學(xué)生對無機催化劑的知識基礎(chǔ)切入，引導(dǎo)學(xué)生進入新課學(xué)習(xí)。既然學(xué)生們知道無機催化劑的作用，就讓學(xué)生通過比較實驗來認識酶的催化作用以及及無機催化劑的差別。教師在安排學(xué)生做實驗時要注意學(xué)生對實驗的理解，落實好本節(jié)課的目標(biāo)。本節(jié)課的實驗需要設(shè)置實驗組和對照組，建議教師利用直觀的手段（繪圖或電子幻燈等）將實驗的裝置特別是實驗組和對照組的裝置分別向?qū)W生展示，以增加學(xué)生實驗操作和討論的效率，或者采取分組實驗進行實驗討論。在學(xué)生獲得感性知識的基礎(chǔ)上要求學(xué)生體會什么是自變量、因變量、無關(guān)變量以及什么是對照實驗，再通過對實驗中自變量改變訓(xùn)練學(xué)生在實驗設(shè)計中如何控制變量。顯然，這種編排有助于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會確認和控制變量，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。學(xué)生通過親身感知酶的作用，順理成章引入酶在化學(xué)反應(yīng)中能夠降低化學(xué)反應(yīng)的活化能知識點。教材利用卡通式插圖、圖解和文字?jǐn)⑹?，指出酶能夠顯著降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。通過形象、直觀的圖解和文字說明以及繪制“沒有催化劑、無機催化劑、酶的催化效率曲線”的比較，進一步讓學(xué)生明確催化劑可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能（酶催化作用更加顯著），利于學(xué)生理性認識。六、教學(xué)用具：ppt幻燈片、實驗材料、器材七、課前準(zhǔn)備：分組實驗（“比較過氧化氫在不同條件下的分解”）材料用具的準(zhǔn)備；PPT課件制作。八、教學(xué)過程：教學(xué)步驟教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖（一）引入復(fù)習(xí)：物質(zhì)跨膜運輸中的主動運輸需要的條件？（細胞的主動運輸需要能量。細胞內(nèi)有機物的合成需要能量。肌細胞的收縮需要能量……細胞作為一個基本的生命系統(tǒng)，只有不斷輸入能量，才能維持生命活動的有序性）。（太陽能是幾乎所有生命系統(tǒng)中能量的最終源頭。外界能量輸入細胞，并為細胞所利用，都要經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)）?！皫缀酢币辉~留有余地，不絕對，應(yīng)引起學(xué)生的注意。

問題探討—PPT展示意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼的實驗。提出問題：問題2：這個實驗要解決什么問題？問題3：是什么物質(zhì)使肉塊消失了？問題4：及外界的化學(xué)反應(yīng)相比，生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)有什么特點？（條件溫和、效率高）；問題5:在學(xué)習(xí)化學(xué)知識中，我們?yōu)榱俗屢恍┗瘜W(xué)反應(yīng)更容易地進行，會使用催化劑，那無機物催化劑和生物體內(nèi)的催化劑在反應(yīng)條件上，效率上有什么區(qū)別呢？在化學(xué)課上，我們知道，有些化學(xué)反應(yīng)容易進行，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)境中才能進行。這種能夠促進化學(xué)反應(yīng)進行的物質(zhì)，叫催化劑。細胞中的化學(xué)反應(yīng)比起同學(xué)們在化學(xué)課上所學(xué)的反應(yīng)要復(fù)雜得多，而且有些反應(yīng)在細胞外，單純用無機化學(xué)的手段是無法進行的，而在細胞內(nèi)卻可以快速地順利地進行。這是為什么呢？（教師注意引導(dǎo)分析，答對的要肯定、鼓勵、贊揚；答錯的也要保護學(xué)生的積極性。）對于生物體來說要進行的生理活動非常之多，構(gòu)成生物體的每一個細胞物質(zhì)需要不斷的合成和分解，不斷地處于自我更新的狀態(tài)，這種自我更新完全依賴于細胞內(nèi)的發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)，每一個化學(xué)反應(yīng)都伴隨能量變化。

閱讀、識圖

思考討論。理解細胞是一個生命系統(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)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)致細胞死亡。

閱讀問題，探討內(nèi)容，進行相關(guān)的討論

思考教師提出的問題。學(xué)生回答，學(xué)生評價。

討論、歸納、總結(jié)引導(dǎo)學(xué)生閱讀、識圖。注意把握對加點詞的理解和解釋。

“生命活動的有序性”是一個深奧的道理，在這里不必做詳盡的解釋，否則將限入泥潭。只需簡要說明即可。

目的是利用學(xué)生已有的知識去解答“問題探討”。以此激發(fā)學(xué)生強烈的求知欲。

思維熱身。引導(dǎo)學(xué)生分析說明。

通過學(xué)生已有的經(jīng)驗（化學(xué)知識）引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建新的知識。

讓學(xué)生通過實例進行“細胞代謝”概念建構(gòu)

（二）細胞代謝細胞內(nèi)的環(huán)境是一個常溫常壓下的狀態(tài)，在這種環(huán)境下化學(xué)反應(yīng)卻能高效有序地發(fā)生，即細胞代謝。而細胞代謝應(yīng)該有適合的生物催化劑——酶。引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生疑問：酶在細胞代謝中起了什么作用？究竟是怎樣起作用的呢？

（三）酶在細胞代謝中的作用─“比較過氧化氫在不同條件下的分解”通過細胞代謝中產(chǎn)生的有害物質(zhì)過氧化氫在不同條件下的分解實驗來解決這些問題。方案：指導(dǎo)學(xué)生閱讀，設(shè)計實驗觀察表格，分組完成實驗。

討論問題：問題1：2號管發(fā)生了什么現(xiàn)象，說明了什么？問題2：3、4號管中，F(xiàn)eCl3和過氧化氫酶起了什么作用。（說明催化劑并沒有并沒有提高分子的能量，而是把發(fā)生反應(yīng)所需要的活化能降低了）問題3：3、4號管中，哪個反應(yīng)速度快？說明什么問題？（說明酶具有高效性）問題4：這個實驗的結(jié)論？通過實驗?zāi)氵€能提出什么問題？學(xué)生可能提出以下的問題：①該實驗的原理是什么？②這個實驗為什么要選用新鮮的肝臟？③為什么要將肝臟制成研磨液？④滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時，可否共用一個吸管？為什么？⑤實驗的關(guān)鍵是什么?判斷依據(jù)是什么?

閱讀相關(guān)的課文內(nèi)容，設(shè)計表格；學(xué)生進行分組實驗。師生共同分析總結(jié)：表格的設(shè)計；記錄實驗結(jié)果。

展開討論，并回答問題。完成探究活動，并進行交流和表達.

討論采取同伴互助：一學(xué)生提出問題，由其他學(xué)生解答。培養(yǎng)學(xué)生閱讀、理解能力及對知識轉(zhuǎn)化能力。培養(yǎng)小組協(xié)作精神、交流及合作能力。

培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力?？刂谱兞孔宰兞恳蜃兞繜o關(guān)變量對照組實驗組2號：90℃3號：加入3.5%FeCl32滴4號：加入20%肝臟研磨液2滴H2O2分解速度用產(chǎn)生氣泡的數(shù)目多少表示加入試劑的量；實驗室的溫度；FeCl3和肝臟研磨液的新鮮程度。1號試管2、3、4號試管控制變量：講解教材P79相關(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生了解實驗設(shè)計的原則。討論：指出“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中自變量、因變量、無關(guān)變量、對照組、實驗組。問題1:自變量中FeCl3如果改成滴加8滴則實驗結(jié)果如何?是否違背對照實驗設(shè)計原則?問題2:自變量,無關(guān)變量能否發(fā)生轉(zhuǎn)變?

小組合作討論

小組合作討論

知識難點采取小組合作學(xué)習(xí)方式,利于難點突破.

對學(xué)生進行求異思維訓(xùn)練.

活化能

歸納小結(jié)引導(dǎo)：試管2產(chǎn)生氣泡較多是因為加熱所致，加熱使H2O2分子得到了能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)。我們把這種轉(zhuǎn)變所需要的能量稱為活化能。PPT展示:H2O2分子由常態(tài)形成活躍狀態(tài).思考分析：問題1.汽油在常溫下會不會自發(fā)地起火?為什么?(在高溫下,少數(shù)汽油分子獲得了一定的能量而被活化,才能發(fā)生氧化反應(yīng).)問題2.為什么鐵和過氧化氫酶能提高過氧化氫的分解反應(yīng)的速率呢？PPT展示教科書圖5-1.問題1:在20℃條

件沒在催化劑催化用膠狀鉑催化用過氧化氫酶催化活化能/kJ·mol-1755429問題2:請將教科書圖5-2在坐標(biāo)中繪制出來.問題3:請在