降低化学反应活化能的酶酶的作用和本质(第1课时)

降低化学反应活化能的酶酶的作用和本质(第1课时) 降低化学反应活化能的酶——酶的作用和本质(第1课时) 教学和案例 澄海华侨中学 杨丽然 1 教学目标的确定 根据新课标的要求、教科书的内容和学生的实际，将本节课的三维教学目标确定为: 1.1 知识目标:1.说出细胞代谢的概念。2(说明酶在细胞代谢中的作用。 1.2 能力目标:1.通过有关的实验和探索，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，及设置对照组和重复实验。2(提高学生观察、分析、判断的思维能力，提高学生的实验操作能力。 1.3 情感态度与价值观: 1.通过有关的实验和探索使学生体验实验成功的喜悦，并通过教师的引导，使学生领悟科学实验的基本方法。2.培养学生的探索精神和合作意识。 2 教学重点和难点 2.1 教学重点:1.酶的作用。2.控制变量的科学方法。 2.2 教学难点:1(酶降低化学反应活化能的原理。2(控制变量的科学方法。 3 教学实施的程序 教学老 师 组 织 和 引 导 学 生 活 动 教学 环节 意图 导入从斯帕兰札尼研究鹰的消化作用进入学习回忆相关知识尝试回答问: 激发求知新课 情境。 1.排除了胃对肉块的物理性消化。 欲望，进 [问题]: 2.一定是某种物质进入到笼子中，入新课的 1.为何要将肉块放在笼子中, 使肉分解，正在已知是消化酶。 学习。 2.对肉起消化作用的是什么物质, 3.体内，常温常压下。 3.进行肉类消化的过程的条件是怎样的, 4.能。需要高温、高压、强酸或强 4(在实验室中能否也让肉分解,能的话需要碱等剧烈条件 怎样的条件, 一、[讲述]:对于一个生物体来说要进行的生理活 体会细胞代谢这一概念的含义并识 细胞动非常之多，细胞是生物体的基本组成单位，细记。 代谢胞不断地进行自我更新，完全依赖细胞内发生的 概念生物化学反应。细胞内全部的化学反应的总称就 学习 是细胞代谢 。 [过渡]细胞生存的条件是极其温和的，那么细 胞内数量如此巨大的生物化学反应如何在常温、 常压、水溶液环境、PH接近于中性的条件下， 迅速而高效地进行,下面同学们通过“实验 比 较过氧化氢在不同条件下的分解”来寻求问题的 答案。老师出示投影片，提示学生的实验的目的、 1 原理及操作步骤。 [投影] 1 二、 实验目的 通过比较HO在不同条件下分解22酶的 分组实验的快慢，了解过氧化氢酶的作用 作用 提高实验和意义 3+实验原理 HO在高温或Fe或过氧化氢酶22 操作能力 的作用下可分解成水和氧 学生分组进行实验，观察并在学生和观察能 试管1 2 3 4 实验册上做记录。 力，培养 编号 合作意 HO2ml 2ml 2ml 2ml 22 溶液 识。 方单一不处90?水加2滴 加2 分 法变量 理 浴 FeCl滴肝3 组 步溶液 脏研 实 本实验相骤 磨液 验 对较易，观察 检验 将点燃但无火焰的卫生香放在各 探 不少小组 支试管液面上 究 都能顺利观察 完成，能记录 让学生体分析 结论 验成功的教师巡视并指导。 学生代表汇报观察到的现象: 喜悦。 请学生代表汇报观察到的现象，教师给予评 1号管无明显现象，卫生香很快熄灭 价。 2号管有少量气泡产生，卫生香熄灭 2号管有较多气泡产生，卫生香火焰 变亮(有的小组说能复燃) 2号管快速产生大量气泡，卫生香很提出问题引导学生深入思考，探求问题的答案。 快复燃。 1(与1号管相比，2号试管出现什么不同的 学生讨论回答: 现象,这一现象说明什么, 1(2号管产生的气泡多;加热能促 O的分解。 进H222(3号和4号试管未经加热，也有大量气泡 3+2(Fe或过氧化氢酶都能加快HO22产生，这说明什么, 的分解速率。 3(3号和4号管相比，哪支试管中的反应速 3+3(过氧化氢酶比Fe的催化效率高率快,这说明什么, 得多。 [提供资料] 表2 酶的催化作用与无机催化作用的比较 质量分数为20%的新鲜质量分数为3.5%的启 学生通过资料，体会过氧化氢酶比肝脏研磨液1滴 氯化铁溶液1滴 发 3+ 3+生物催化剂:过氧化氢酶无机催化剂:FeFe的催化效率高多少。 思 3+所含酶的相对数量:1 Fe的相对数量:25万 维 2 [讲解]:事实上，酶的催化效率是无机催化剂 713的10—10倍 [设问]:为什么酶的催化效率比无机催化剂更 高, [讲解]:因为酶更能降低活化能。活化能是指 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状 态所需要的能量。 加热使HO分子得到能量，从常态转变为容易 通过启发22 3+分解的活跃状态。Fe或过氧化氢酶促使过氧化 引导，层 氢分解，但并没有供给过氧化氢能量，而是降低 层剖析， 了过氧化氢分解反应的活化能～ 最后由学 [提供资料]: 生自己得 表3 在20 ?测得的过氧化氢分解的活化能 出结论。 -1条件 活化能/kJ?mol 学生分析资料，得出结论:同无机有利于提 没有催化剂催化 75 催化剂相比，酶降低活化能的作用更高学生的用胶态铂催化 54 显著，因而催化效率更高。 分析能力用过氧化氢酶催化 29 和探究能[问题]:1.为什么说酶对于细胞内化学反应的 学生思考回答: 力。 顺利进行至关重要, 1.在细胞内进行着许多种化学反 2. 通过实验，你能得出什么结论, 应，这些化学反应是在机体内常温常[精讲]:1.细胞内每时每刻都在进行着成千上 压条件下高效率地进行，只有酶能满万种化学反应，这些反应如果在体外进行，则大 足这样的要求，所以说酶对于细胞内都需要强烈的物理或化学条件和长时间的作用 化学反应的顺利进行至关重要。 才能发生，但是这些化学反应是在机体内极温和 2. 酶在细胞代谢中的作用:能更显的条件下，如常温常压接近中性的水溶液下高效 著地降低化学反应的活化能，是生物率地进行，只有酶能满足这样的要求，所以说酶 催化剂。 对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。 2(酶在细胞代谢中的作用:酶比无机催化剂 更能显著地降低化学反应的活化能，是生物催化 剂。 [过渡]:这个实验是课本的第七个实验，涉及 三、到实验设计中的变量、对照等问题。根据本实验，学生思考回答: 控制同学们思考以下问题。 1(都在试管中加入了2mlHO溶液，通过比较22变量[问题]: 都在相同的压力下。 分析，理的科1.上述实验分成1、2、3、4号四支试管，哪2(1号和2号:温度不同 解实验设学方些是四支试管的共同条件, 1号和3号:3号管比1号管多了滴计中的单 3 法 2.两两比较，不同的条件有是什么, 溶液 FeCl一变量原3 3.实验过程中，能否用同一试管给3号和41号和4号:3号管比4号管多了2滴则、对照 号试管加FeCl溶液和肝脏研磨液 肝脏研磨液 性原则等3 4(1号管起什么作用, 3号和4号:加入的催化剂不同 科学方的 5(哪些因素是属于自变量、因变量,哪些是3(不能。共用会使肝脏研磨液(或基本法。 无关变量, FeCl溶液)残留在试管内，难以判断3 [教师精讲]:实验设计的基本原则中有单因子变出过氧化氢的分解是哪种滴液的作 量原则和对照性原则。实验过程中可以变化的因用，影响实验结果的准确性 素称为变量。其中实验假设中涉及的给定的研究4(起对照作用 因素称为自变量;随着自变量的变化而变化的变5.自变量:FeCl溶液、肝脏研磨液。3 量(即产生的结果或结论)称为因变量;其他对因变量:HO分解速率。 22 实验结果造成影响的变量称为无关变量。实验中无关变量:如反应物质性质和浓度。 的无关变量很多，会对实验结果造成影响，对照 实验的设计是消除无关变量影响的有效方法(对 照性原则)。除了一个因素以外，其余因素都保 持不变的实验叫做对照实验。在对照实验中，除 了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相 同(单因子变量原则)。 本节课所学知识。(略) 归纳引导学生对本节课内容进行总结。 进行知识 总结 梳理培养 归纳能力 布置反馈性练习(略) 反馈学生思考，应用知识解决问题。 培养解决 矫正 实际问题 的能力 4 4.1本节课能体现新课标的探究性学习的教育理念，重过程、重体验、重实践，在教学过程中教师起主导作用，让学生通过实验，通过对问题的思索最后自己得出结论，充分体现了学生的主体地位，学生的学生热情高涨，教学效果显著，全面完成教学的三维目标，使学生的观察、分析、判断的思维能力，实验操作能力和探索精神得到培养，也使学生领悟了科学实验的基本方法。在随后的测试反馈情况来看中，该部分的知识学生掌握牢固，知识迁移较好。 4.2本节课的课堂密度较大，要求学生讨论思考的问题较多，所以教师要控制好节奏、把握好时间，才能在有限的单位时间内完成教学任务，实现教学目标。在学生实验时中，因第二号试管需要在90?水中水浴，教师应提前准备好开水，以免因为加热而浪费时间。 4.3 如果时间、实验条件允许，在实验时可再增设2组装置，即5号试管滴加2滴煮熟肝脏研磨液，6号试管滴加2滴冰冻肝脏研磨液，使学生对酶的催化作用需要适宜温度这一知识能有直观、深刻的印象，也可为后面知识的学习做好铺垫。 4 5