一. 教材分析
1. 教材地位和作用
本节内容为人教版生物必修1《分子与细胞》第5章《细胞的能量供应和转化》的第一节,是细胞代谢内容的基础,准确理解酶的本质、作用和特性,对学生掌握后续章节“细胞呼吸”、“光合作用”及选修1相关内容有重要作用。
此外,本节内容中提到的酶的本质探究的科学发现史、控制变量与对照实验、探究实验等,对培养学生严谨的科学思维、提高学生的科学素养有着重要意义。
2. 教学目标:
知识目标:说出酶的本质作用和特性;
能力目标:明白探究实验的基本要求,学会控制变量,及进行实验设计;
情感态度价值观目标:认同科学家的研究思路,体会科学的严谨性,培养合作学习习惯。
3. 重点难点
重点: 酶的本质、酶的作用特性
难点: 酶降低化学反应活化能的原理
二. 学生分析
学生在初中阶段学习过多种消化酶,也具备一定的化学知识。本校高一的学生综合素质较高,具有一定的观察、自学能力,且思维活跃,能大胆提出质疑。
本节课通过启发学生思考,小组合作实验、讨论、分析归纳,获取新知识。学生通过自己的活动理解、获取新知识,将对知识有更深刻的印象,并且在此过程中能提升分析归纳能力、。
三. 教学设计
教学内容 |
教师组织和引导 |
学生活动 |
教学意图 |
酶的本质(5′) |
引入:同学们知道葡萄酒是怎么酿出来的吗?我们一起阅读课本81页科学家对酿酒的探索。 讲述材料,引导思考:19世纪的化学家认为酿酒是纯化学反应,而巴斯德认为是活酵母细胞参与发酵,李比希却认为是酵母细胞中的某种物质在细胞死亡裂解后才起作用。同学们能不能想到他们为什么会有不同的看法? 毕希纳通过实验提取酵母细胞中的物质,发现与活细胞的发酵效果一样,并给这种物质命名为酿酶。他有没有证明酿酶究竟是什么物质?为什么? 萨姆纳经过很多次尝试,终于从刀豆中提取出纯净的脲酶,并且用多种方法证明了脲酶是蛋白质。我们可以用什么方法证明某种物质是蛋白质?能不能就此得出结论“酶就是蛋白质”?为什么?还需要怎么做? 其他科学家也证明了胃蛋白酶、胰蛋白酶等是蛋白质,切赫和奥特曼的发现对酶的本质做了什么补充? 根据科学家们的探究,请同学们给酶下一个准确的定义。 |
回答:用酵母菌。
阅读材料,思考讨论:
他们研究的方法不同,研究的领域不同。
没有。不能提出纯净的酿酶。
用双缩脲试剂检验。不能。脲酶不能代表所有的酶。还要提取其他的酶进行鉴定。
他们发现少数的RNA也有催化作用。
归纳总结:酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物。绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。 |
激发兴趣
提取信息 |
酶的作用(12′)
控制变量(2′)
催化机理(3′) |
那么什么是酶的催化作用呢,下面我们通过分析78页“过氧化氢的分解”实验来了解一下。过氧化氢就是俗称的双氧水,平时消毒伤口的时候会用,其实细胞在代谢过程中也会产生,对细胞有害。过氧化氢什么情况下会分解?怎么观察是否发生分解? 动物肝脏中含有很多的过氧化氢酶。 实验说明:实验用了4支试管,分别进行不同的处理,下面请同学们以4人小组为单位,按照要求进行实验操作。 实验结果如何?
各支试管比较说明了什么?这个实验可以得出什么结论?
实验分析:4支试管不同的处理称为自变量,引起的结果称为因变量,其他的为无关变量。设计实验时我们对无关变量有什么要求? 1号试管在实验中有什么作用?像1号管这样不改变自变量的称为对照组,其余的改变了自变量的称为实验组。 动画演示:加热和加催化剂为什么可以促进H2O2的分解呢?我们通过一个模拟动画了解一下。 |
讨论分析:过氧化氢在常温下就能分解成水和氧气,加热或加催化剂可以促进分解。可以通过观察气泡的产生判断是否产生氧气,用带火星的小木条检验氧气。
实验操作
观察回答:.1号没有明显现象,2号出现气泡,3号气泡较多,4号气泡最多。3、4号管可以使卫生香复燃。 1、2号比较说明加热可以促进H2O2分解,1、3、4号说明催化剂在常温下能促进H2O2分解,且H2O2酶的效果更明显。 思考分析:无关变量要保持相同且适宜。
1号试管起到对照作用。
观看动画 总结:酶通过降低化学反应所需的活化能促进反应进行。 |
动手实验
加强理解 |
酶的特性 (10′) |
引导分析:酶的催化效果比无机催化剂更明显,也就是具有高效性。这对于生物来说有什么意义? 这个实验如果用淀粉酶会有什么结果?为什么会这样?说明酶的催化有什么特点?能不能换一种方法证明?这时候实验的变量发生什么改变? 展示酶作用模型图:酶为什么只能催化一种或一类的化学反应?从这幅图可以看出是酶的哪方面决定了它只能和一种底物结合? 如果酶的结构被破坏了,还能不能表现正常的功能?什么情况会破坏酶的结构? 如果猪肝煮熟了,还能不能催化过氧化氢分解?怎么做实验证明? 但是加热试管可能对实验结果有什么影响? 可以怎么改进实验? 如果我们设置一系列温度梯度、定量分析酶的催化能力,可以绘制出一条曲线,看出某种酶在适当的温度范围内的活性最高。这对生物来说有什么意义?能不能举出身边的温度影响酶活性的例子? |
讨论思考:保证细胞代谢的快速进行。
演示实验,思考回答:淀粉酶不能催化H2O2分解,说明酶具有专一性。 实验设计:可以更换底物,用相同的酶。自变量变为底物。 观察分析:酶的结构决定了专一性。
不能,结构决定功能。过酸、过碱、加热等条件会破坏酶的结构。 思考、设计实验:不能。通过加热试管进行实验。 加热降低酶的催化作用,但可能促进过氧化氢分解,对实验结果造成干扰。 思考完善实验设计,提出其他实验方案。
思考回答:发烧降低消化酶活性,引起胃口不好。食物放冰箱保存。 |
联系知识
联系生活 |
实验设计 (8′) |
如果要证明酶的催化需要适当的pH又要如何设计实验?请同学们讨论实验方案、填写设计表格。 请同学们比较自己的设计,提出意见和建议。
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分组讨论设计实验
讨论评价 |
提升能力
锻炼思维 |
2015年