2013-2014第五章第一节(第一课时)酶的作用和本质 2

第五章第1节降低化学反应活化能的酶●三维目标1.知识与技能（1）细胞代谢的概念。

（2）酶的作用和本质。

（3）酶的特性。

（4）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。

2.过程与方法（1）通过本节课教学，让学生进行有关的实验和探索，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。

（2）通过让学生了解酶的发现过程，使学生体会实验在生物学研究中的作用地位；通过讨论酶在生产、生活中的应用，使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系；体会科学、技术、社会之间相互促进的关系，进而体会研究生命科学价值。

（3）在实验能力提高的基础上，提高学生运用语言表达的能力和分享信息、分享实验成果的能力。

3.情感态度与价值观（1）通过学习生物学家研究酶的本质的过程，激励学生学习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。

（2）通过实验探究影响酶活性的条件，培养学生的探索精神、创新精神和合作精神。

●教学重点1.比较过氧化氢酶在不同条件下分解速率快慢的实验，并引导学生得出结论——酶的高效催化作用（酶的作用）。

2.酶的本质。

3.酶的特性。

●教学难点1.酶的活化能降低的原理。

2.实验中控制变量的科学方法。

●教具准备酶活性受温度、pH影响的示意图。

●课时安排建议课时：3课时第一课时酶的作用●教学过程［课前准备］教师准备实验器材，并设计好观察记录表；学生预习实验，掌握实验的原理并设计好实验的过程。

［情境创设］人不吃饭行吗？食物进入人体内发生了怎样的变化？这些问题在现在来说都已经十分清楚了。

这些变化过程在其他生物中有没有呢？早在二百多年前科学家就对此进行了探索。

实验介绍：1783年意大利科学家斯帕兰札尼将肉块放在小巧的金属笼中，然后让鹰吞下，过了一段时间，将笼子取出，肉块不见了。

［师生互动］问：（1）为何要将肉块放在笼子中？答：排除了胃对肉块的物理性消化。

问：（2）对肉起消化作用的是什么物质？答：一定是某些物质进入到金属笼中，使肉分解。

“酶的作用和本质”教学设计1 教材分析“酶的作用和本质”是人教版高中《生物》必修一第五章第一节“降低化学反应活化能的酶”中的第一课时，酶作为生物催化剂，细胞内部的物质转换和能量转换都离不开它。

另外，这部分内容与选修模块的相关内容有着内在联系，例如，选修1中有关酶的应用、微生物发酵、蛋白质的提取和分离、生物净化原理和方法等，都是以“酶与代谢”的相关内容为基础的。

所以，只有真正理解了酶的作用和本质，才能更好地理解后续章节“细胞呼吸”和“光合作用的原理和应用”中涉及到的一系列酶促反应，也才能为选修部分的学习打下良好的基础。

2 教学问题诊断在教材中，“酶的本质”的科学探究历程中，大段的文字有时让学生缺乏学习兴趣，因此，将这一部分内容编排成一则短剧，调动学生的积极性，就能起到很好的效果。

“酶的作用”是通过“比较过氧化氢在不同条件下分解”的探究实验来论证的，在学生亲自动手实验的过程中，对变量的控制和对照的设置往往顾此失彼。

但是，只要教师能够恰当的“诱”（如：事先制作好实验过程和现象记录的表格，清晰明了，就不容易出错了。

），学生积极地“思”，就能够运用所学知识和已有的实验技能，通过合作、交流等达到预期的学习目标。

3 教法特点及预期效果分析本节课采用“自主合作、探究”的教学方法和建构教学法，让学生小组合作学习完成实验，经历与科学家研究相似的再发现过程，充分感知知识的形成过程，内化知识，形成能力、情感和价值观。

4 教学目标4.1知识目标说明酶在细胞代谢中的作用、本质。

4.2能力目标学会实验探究基本方法；学会分析、设置实验自变量；观察和检测因变量以及对照设置方法等。

4.3情感态度与价值观目标通过回顾科学家对酶本质的探索历程，认同科学是在不断地观察、实验、探索和争论中前进的。

5 教学重点与难点5.1教学重点1. 酶在细胞代谢中的作用、本质。

（酶作为生物催化剂，细胞内部的物质转换和能量转换都离不开酶的催化作用，因此引导学生掌握酶的作用和本质，理解酶在代谢中的作用就显得非常重要）2. 控制变量的科学方法。

第五章 第一节 《降低化学反应活化能的酶》第一课时 酶的作用和本质 学案【学习目标】1.学生阅读教材P78，理解细胞代谢的场所、实质及意义。

2.学生阅读教材P78-79“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，通过课前预习明确实验原理、实验步骤，确保课中小组能够合作完成实验。

3.学生通过进行该实验，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验，同时提高动手操作能力和小组合作能力。

4.学生通过对实验条件和现象的比较，理解酶在细胞代谢中的作用，同时体会酶对细胞内化学反应的顺利进行是至关重要的。

5.学生阅读教材P80的内容，通过对问题串的进一步探究，理解酶作用的机理。

6.学生阅读教材P81-82“关于酶本质的探索”的资料，通过总结各位科学家的观念，归纳和理解酶的定义及本质。

7.学生通过谈谈对科学发展过程的认识，体会科学是在不断的探索和争论中前进的。

【学习建议】本节课采用教师的过程式教学与学生的探究性学习相结合的方法。

课前学生在预习中通过思考，明确自己的疑惑，并记录在相应位置。

课堂中学生通过实验操作，采用观察—思考—分析—讨论—得出结论的方法，重点解决酶的作用机理和酶的本质。

教学中主要采用了实验探究法、观察法、讨论法、总结归纳法。

【重点和难点】重点：酶的作用、本质。

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。

<课前预习区 35min>【问题探讨】斯帕兰札尼对鹰的消化作用的研究〖知识扩充〗1. 消化：在消化道内将食物分解成可以吸收的成分的过程。

2.物理消化：通过牙齿的咀嚼、舌的搅拌和胃的蠕动，将食物磨碎、搅拌并与消化液混合。

3.化学消化：通过各种消化液、消化酶的作用，使食物中各种成分分解为可吸收的营养物质。

阅读课本P78“问题探讨”，根据〖知识扩充〗的提示思考：<4min> 1.将肉块放在笼子里是为了排除________消化的干扰，进而探究鸟类的胃里除________消化外，是否有___________消化。

《分子与细胞》第五章第一节第一课时电子教案酶的作用与本质南开大学附属中学张海风二零零七年十月一、教学内容和教学对象分析1.教学内容处于生活状态下的细胞是一个开放的系统,时刻与周围的环境进行物质交换和能量交换，并利用这些物质和能量维持自身的各项生命活动，进行新陈代谢。

酶作为生物催化剂，细胞内部的物质转换和能量转换都离不开酶的催化作用。

因此引导学生掌握酶的概念和本质，理解酶在代谢中的作用就显得十分非常重要。

另外，学生已具备做科学的能力，在课堂中引导学生科学地思考，积极动手实验，对于培养学生的科学精神十分有益，因此本节课初步引入对照实验和控制变量。

2.教学对象分析学生通过初三、高一阶段化学的学习，对于纯化学反应已熟悉，但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识有限。

工业制氨的化学反应是在高温高压催化剂下进行的，细胞内部却是常温常压温和状态，而细胞代谢包括一系列的化学反应，这些化学反应的进行应该有生物催化剂──酶的参与，才能使细胞代谢高效有序的进行，因此引入对酶相关知识的学习。

二、教学目标1.学习目标（1）说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。

（2）通过观察“比较过氧化氢在不同的条件下的分解”的实验现象，体验酶与无机催化剂的区别；同时在实验探究中学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，学会如何设置对照组和实验组。

（3）通过阅读分析《关于酶本质的探索》的资料，认同科学是在不断探索和争论中前进的。

（4）完成《影响酶活性的条件》的探究实验，通过观察实验现象，体验酶的特性和影响酶活性的条件及特点。

2．学习建议（1）要结合已有的对消化酶的了解和经验，从教材提供的问题探讨“斯帕兰札尼研究鹰的消化作用”进入学习情境，进而明确生命体随时发生着数量巨大的生物化学反应，同时又是一个稳定的、开放的系统。

对细胞来说，细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称细胞代谢，它是细胞生命活动的基础。

（2）要通过实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”，追忆几种已知的无机催化剂的特点和作用，来认识酶的催化作用以及与无机催化剂的区别。

必修一分子与细胞第五章第1节降低化学反应活化能的酶（第一课时：酶的作用和本质）【学习目标】生命观念：认识到生命的物质性，酶是一种生命物质；理性思维：通过实验及实验结果的分析，归纳出酶具有催化作用，同时具有专一性、高效性、作用条件比较温和等特性；科学探究：学会设计实验，在实验中能够控制自变量和无关变量，检测因变量的变化，养成崇尚科学的态度；社会责任：运用酶的知识解释生活中与酶相关的问题。

【学习重难点】1．重点：酶的作用和特性2．难点：设计对照实验，合理控制变量【教学过程】一、导入新课课前实践：调查生活中的酶各学习小组利用课余时间通过查阅资料，观察生活用品等调查生活中与酶相关的产品。

完成调查报告。

附：调查报告模板师：通过同学们的调查，我们发现酶与我们的生活息息相关，在医药、食品、日用品等方面都有酶的身影。

那么了解酶、认识酶就显得很有必要了。

酶是什么？酶有什么作用呢？带着问题我们开始今天的学习之旅吧。

二、实践·探究比较过氧化氢在不同条件下的分解师：1、给出实验原理、实验材料，请同学们写出实验设计思路2、选择几个设计进行优点分析，评选最佳实验方案3、学生阅读教材78页“科学方法”的文字资料，引导学生获得自变量、因变量、无关变量的概念，分析实验中设计对照的意义，尝试设置新的对照组。

4、准备实验器材，引导学生进行实验生：设计实验方案，阅读78页“科学方法”，体会如何控制变量和设计对照实验，完善实验方案，进行实验。

生：观察实验现象师：Q1：与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？Q2：在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？为什么？Q3：3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？Q4：3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？师：通过实验我们发现过氧化氢酶也可以像氯化铁一样加快反应的速率，而且效果更好。

说明酶也是催化剂，我们称之为生物催化剂。

那么酶催化化学反应的原理是怎样的呢？（播放微课：酶的作用原理）附1：酶作用原理图片附2：酶降低化学反应活化能的示意图三、关于酶本质的探索师：酶可以通过与底物的结合来降低化学反应的活化能，以加快反应的发生。

第1节降低化学反应活化能的酶第1课时酶的作用和本质内容标准要求核心素养对接学业质量水平1.概述酶的作用和本质。

2.通过对有关酶实验的分析，学会控制变量和设计对照实验。

1.生命观念——结构与功能观：酶的功能是由其独特的空间结构决定的。

水平一2.科学探究——实验思路及设计：能够根据实验目的，设计比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，分析结果得出结论。

水平二研读教材·梳理探究酶在代谢中的作用———————————————知识梳理———————————————一、酶在细胞代谢中的作用1.剖析细胞代谢的概念(1)场所：活细胞内。

(2)实质：各种化学反应的总称。

细胞中的能量释放、储存和利用，都必须通过化学反应来实现(3)意义：细胞生命活动的基础。

2.比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理：(2)实验过程和现象：试管编号加入物质处理现象1 2 mL H2O2溶液加2滴蒸馏水基本无气泡产生2 2 mL H2O2溶液加2滴FeCl3溶液有较多气泡产生3 2 mL H2O2溶液加2滴肝脏研磨液有大量气泡产生每滴溶液中Fe3＋数大约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。

———————————————素养提升———————————————科学探究——比较过氧化氢在不同条件下的分解下图为比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验，探讨下列问题：(1)实验材料的选择和处理①实验中使用的肝脏为什么必须是新鲜的？提示新鲜肝脏细胞中过氧化氢酶活性较高。

②实验中为什么把肝脏制备成肝脏“研磨液”？提示制成肝脏研磨液会增大酶与过氧化氢的接触面积，加快分解速率。

③实验中滴加FeCl3溶液和肝脏研磨液的滴管能否混用？为什么？提示不能。

因为酶具有高效性，少量的酶带入FeCl3溶液会干扰实验结果。

(2)实验过程和结果分析①实验中可用哪些方法检测过氧化氢分解的速率大小？提示 a.气泡目测法：可以通过反应时单位时间内产生气泡的多少来判定H2O2分解速率的大小。

《酶的作用和本质》讲义一、引言在我们生活的这个丰富多彩的世界里，从微小的细胞到庞大的生态系统，无数的化学反应在不断地发生着。

而在这众多的化学反应中，酶扮演着至关重要的角色。

酶就像是一位神奇的“魔法师”，能够加速化学反应的进行，使生命活动得以顺利进行。

那么，酶到底有怎样的作用？它的本质又是什么呢？接下来，让我们一起走进酶的奇妙世界。

二、酶的定义酶（Enzyme）是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或 RNA。

酶是一类极为重要的生物催化剂，它们能够在常温、常压和接近中性的条件下，极大地加快化学反应的速率。

三、酶的作用（一）加速化学反应酶的最主要作用就是加速化学反应的进行。

在没有酶的情况下，许多化学反应可能会非常缓慢，甚至在生物体内根本无法发生。

而有了酶的参与，这些反应可以在瞬间完成，从而满足生命活动的需求。

例如，在细胞呼吸过程中，葡萄糖的氧化分解需要一系列的酶来催化。

如果没有这些酶，葡萄糖可能需要在高温、高压等极端条件下才能被分解，而这显然是细胞无法承受的。

（二）降低反应的活化能酶能够加速反应的关键在于它能够降低反应的活化能。

活化能是指化学反应中，反应物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。

酶通过与底物结合，形成一种不稳定的中间复合物，从而改变了反应的途径，降低了反应所需的活化能，使反应能够更容易地进行。

（三）调控代谢过程细胞内的代谢过程是一个复杂而有序的网络，酶在其中起到了精细的调控作用。

通过调节酶的活性和含量，细胞可以控制各种代谢反应的速率和方向，从而适应不同的环境和生理需求。

例如，当细胞内的能量供应充足时，一些与能量生成相关的酶的活性会受到抑制，以避免过度产生能量；而当能量需求增加时，这些酶的活性会被迅速激活，加快能量的产生。

四、酶的特性（一）高效性酶的催化效率非常高，通常比无机催化剂高出 10^7 10^13 倍。

这使得细胞内的化学反应能够在极短的时间内完成，保证了生命活动的高效进行。

第1节 降低化学反应活化能的酶一、酶在细胞代谢中的作用1．细胞代谢(1)场所：活细胞内。

(2)实质：各种化学反应的总称。

(3)意义：细胞生命活动的基础。

2．比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理：H 2O 2在水浴加热、FeCl 3溶液中的Fe 3＋和肝脏研磨液中过氧化氢酶的作用下加速分解。

③无关 变量⎩⎪⎨⎪⎧含义：除自变量以外影响实验结果的变量实例：反应物的性质、浓度、肝脏的新鲜程度等(4)对照实验：①含义：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。

②原则：除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。

二、酶的本质和作用原理1．本质(1)合成场所：活细胞中。

(2)化学本质：绝大多数是蛋白质，极少数是RNA 。

2．作用原理(1)活化能：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。

(2)原理：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。

(3)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速进行。

一、酶在代谢中的作用1．教材问题探讨与分析(1)仔细阅读教材P78～P79[实验]内容，思考并讨论下列问题：①讨论并交流：完成该实验依据的原理是什么？提示：a.2H 2O 2――→Fe 3＋酶2H 2O ＋O 2 b ．等量的两种溶液中分子数目之比为Fe 3＋∶过氧化氢酶＝250 000∶1。

②实验中为什么必须采用新鲜肝脏研磨液作材料？提示：a.肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶就会在腐生细菌的作用下分解而失去催化作用。

b ．肝脏必须进行研磨，以便使过氧化氢酶释放出来，使过氧化氢酶与试管内过氧化氢分子充分接触，加速过氧化氢的分解。

③实验中滴加FeCl 3溶液和肝脏研磨液的滴管能否混用？为什么？提示：不能。

酶具有高效性，少量的酶带入FeCl 3溶液中就会干扰实验结果的准确性，增大实验误差。

(2)阅读教材P79[控制变量]内容，分析实验中的变量及对照类型有哪些？提示： ①变量⎩⎪⎨⎪⎧ 自变量：不同条件(温度、催化剂种类)因变量：过氧化氢分解速率无关变量：过氧化氢溶液的浓度、用量②对照类型：试管1与试管2、3、4之间形成空白对照；试管2与试管3、4，试管3与试管4之间都形成了条件对照。