1_降低化学反应活化能的酶_教学设计_教案(1)

1教学准备1.教学目标1．知识目标探讨活细胞内酶的本质和作用、探究酶的高效性和专一性。2．能力目标①进行有关的实验和探究，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在问题探讨，有关实验设计，资料分析等问题讨论中，培养运用语言表达的能力以及查阅资料、共享信息的能力。3．情感目标①通过回顾科学家对酶本质的探索历史，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的。②认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于质疑，创新，和勇于实践的科学精神与态度。2.教学重点/难点教学重点：酶的作用。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.教学用具多媒体教学过程【导入】出示PPT，复习叶绿体、线粒体、核糖体三种细胞器的功能。（叶绿体是光合作用的场所；线粒体是有氧呼吸的主要场所；核糖体是合成蛋白质的场所。）可以看出在细胞这个最基本的生命系统中，能量的获得和利用都必须通过化学反应。细胞中每时每刻都进行着许许多多的化学反应，我们称之为细胞代谢。（板书：细胞代谢）细胞代谢为什么能在温和的条件下顺利而有效地进行呢？带着这个问题我们共同学习第五章的（板书：第一节降低化学反应活化能的酶。)【探究新知】2是谁发现的酶？怎样发现的？酶的本质是什么？请同学们带着这些问题阅读教材81页的资料分析—关于酶本质的探索，并回答有关问题。引导学生归纳并分析酶的定义。同时板书：酶的产生场所：活细胞酶的作用：催化作用酶的本质：有机物，多数酶是蛋白质，少数酶是RNA细胞代谢会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。下面我们通过教材中比较过氧化氢在不同条件下的分解实验来共同探讨酶作为生物催化剂，在细胞代谢中有什么作用？（板书）学生阅读教材78页实验，完成实验设计表格。展示PPT：出示视频实验，学生回答实验现象。3过氧化氢在不同条件下的分解速率不同。我们刚才进行的实验，有些因素是可以变化的，如过氧化氢溶液的浓度可以变为5%，剂量可以为3mL，肝脏研磨液也可以换成生的土豆屑。像这样在实验过程中可以变化的因素称为变量。请大家阅读课本第79页控制变量的内容，变量包括哪几种类型？如何区别？讨论“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中自变量、因变量、无关变量、对照组、实验组。为什么2号管加热会使它分解呢？（因为加热提供了能量。）加热使过氧化氢分子获得了能量，从能量较低的状态进入容易进行化学反应的活跃状态，分子从不容易进行反应的常态到容易进行反应的活跃的激发状态所需要的能量称为活化能。那么，为什么3、4号试管也是在常温下，没有加热，反应却这么激烈呢？4（因为加了催化剂。）催化剂起到什么作用？提供能量吗？催化剂在化学反应中，并不是给反应物提供能量，而是能够降低其活化能，使反应物更快的达到活跃状态，从而提高反应的速率如果把化学反应比作驾车翻越一座高山，加热加压相当于给汽车加大油门，用催化剂则相当于帮司机找到一条穿山隧道。走隧道需要的能量少。PPT展示：4号比3号更激烈，那是因为生物催化剂（前面实验里的猪肝研磨液里的过氧化氢酶）比无机催化剂Fe3+更能高效的降低反应的活化能。你能不能用一个体育项目来形象地描述一下吗？（跳高）催化剂并不能改变化学反应。只是改变了反应的速率。相当于将运动项目的难度系数降低了。正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。如教材78页问题探讨，意大利科学家斯帕兰札尼所做的实验，金属小笼内的肉块消失的原因不是物理性消化，而是鹰的胃内有胃蛋白酶进行化学性消化的结果。课堂小结细胞作为开放性的生命系统，不断地与周围的环境进行物质交换和能量交换，并在此基础上实现新陈代谢。酶作为生物催化剂，对于细胞高效有序地完成各种生理作用起着非常重要的作用。随着科学的不断发展，有关酶的本质的探索也处于不断不断完善中。近年来，酶工程的发展为生产和生活带来巨大的活力，而这点点滴滴的进步既归功于大胆的猜想，又归功于科学而巧妙的实验设计，因此，同学们在日常生活中要学会发现问题，提出问题，然后通过推理和实验去解决问题，那么你会有意想不到的惊喜，无形中发现你解决问题的能力和科学实验的能力大大提高了，希望明天的科学之星就是你。课后习题1．验证酶的高效性无作用的材料或药品是（）。A．质量浓度为3g/mL的蔗糖液B．体积分数为3％的H2O2液C．质量分数为3.5％的FeCl3液D．新鲜的动物肝脏2．在验证酶的专一性的实验方法中正确分析实验结果最关键的措施是（）A．取新鲜唾液并加以稀释B．用斐林试剂验证淀粉被分解成麦芽糖C．用碘液检验淀粉是否分解彻底D．必须要有对照实验3．温度影响酶的活性，高温将使酶（）。A．分解成氨基酸B．分解成核苷酸C．分子结构发生改变D．分解成多肽4．下列实验不需要在恒温条件下进行的是（）。5①验证酶的高效性②验证酶的专一性③温度对酶活性的影响④pH对酶活性的影响A．①②B．②③C．①②④D．②③④5.某科学家到某地进行考察，发现该地区鸟类数量急剧减少，为了查明原因，科学家要采取的科学研究方法是A.B.C.D.初步分析提出假说→进行实验观察验证→进一步分析，得出结论板书教学准备1.教学目标1、说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。2、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进的。3、进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量变化，及设置对照组和重复实验。62.教学重点/难点1、教学重点及解决方法[教学重点]酶的作用、本质和特性。[解决方法]⑴利用学生对无机催化剂的知识基础切入，引入酶的学习。⑵通过实验、资料分析得出酶的本质和三大特性。2、教学难点及解决方法[教学难点]⑴酶降低化学反应活化能的原理。⑵控制变量的科学方法。[解决方法]⑴通过比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，感悟酶作为催化剂特点，及控制变量的方法。⑵利用教材上形象，直观的图解和文学说明，让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能。3.教学用具教学过程[问题探讨]介绍教材P78斯帕兰扎尼的实验，讨论下列问题：⑴这个实验要解决什么问题？⑵是什么物质使肉块消失了？对细胞来说，能量的获得和利用都必须通过化学反应。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞中代谢过程离不开降低化学反应活化能的酶。学生回忆：⑴化学反应中无机催化剂的概念？⑵无机催化剂的作用、特点和条件是什么？学生思考：细胞内的环境是一个常温常压下的状态，在这种环境下化学反应却能高效有序地发生，应该有适合的生物催化剂——酶。一、酶在细胞代谢中的作用。[实验]比较过氧化氢在不同条件下的分解。73、讨论⑴——⑷见教材P79。⑸这个实验为什么要选用新鲜的肝脏？为什么要将肝脏制成研磨液？⑹滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？4、实验结论5、实验过程的理论分析⑴在做该实验时让学生感悟酶作为催化剂的突出特点——高效。⑵控制变量：讲解教材P79相关内容，让学生了解实验设计的原则。⑶[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称为活化能。用无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。如H2O2的分解，20℃无催化剂时需活化能75kJ/mol；用铂作催化剂时，只需活化能54kJ/mol；用H2O2酶时，活化能下降到29kJ/mol以下。（结合教材P80图讲解）正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。二、酶的本质[资料分析]教师设置下列问题，让学生带着问题去阅读教材P81——82相关内容。1、巴斯德和李比希的观点分别是什么？2、巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？3、科学发展过程中出现争论是正常的。试分析巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么，这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？4、巴斯德和李比希之间的争论被哪位科学家的研究成果平息了？5、简述毕希纳实验的过程？86、从毕希纳的实验可以得出什么结论？7、要证明酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样还需要对实验如何改进？8、萨姆纳提取到了脲酶，他是如何证明它的化学成分的？9、萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原因是什么？10、请给酶下一个较完整的定义？11、结合酶本质的探索历程谈谈你对马克思说的：“在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点”这句话的理解。学生讨论回答：三、酶具有高效性酶的催化效率大约是无机催化剂的1017——1013倍（思考：这对细胞有什么意义？）四、酶具有专一性补充“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验。3、实验结论4、酶的专一性，每一种酶只能催化一种或一类化学反应。五、酶的作用条件较温和[探究]影响酶活性的条件。91、实验原理3、实验结论4、分析教材⑴组织学生讨论完成教材P84相关问题。⑵教师结合教材P85相关图讲解。①在一定温度范围内，酶活性随温度升高而增强，其中酶的活性最高时的温度，即为该种酶的最适温度。若超过最适温度，酶的活性逐渐下降，甚至丧失。（低温使酶的活性明显降低，但酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。）②每种酶只能在一定限度的PH范围内表现出活性，其中酶活性最强的PH即为该酶的最适PH。（过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活）六、总结酶具有高效性、专一性，并且需要适宜的条件。七、作业布置教材P86练习10教学准备1.教学目标(1)知识目标简述ATP的化学组成和特点,写出ATP的结构简式;解释ATP在能量代谢中的作用。(2)能力目标培养学生综合思维能力,自主学习能力,理论联系实际能力。(3)情感目标培养学生科学意识,科学精神。2.教学重点/难点(1)ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用(2)ATP与ADP的相互转化3.教学用具教学过程【导入】新课引入、展示目标[温故知新]细胞中的下列物质中有哪些含有能量()A、糖类B、脂肪C、水D、无机盐[问题探讨]“银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水,卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这首情景交融的诗句,想象夜空中与星光媲美的点点流萤,思考有关的生物学问题。1、萤火虫发光的生物学意义是什么?2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗?3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗?(教材问题探讨)由于是小组讨论,得出的结论五花八门,有道理的给予肯定。这些问题是为引起学生的学习兴趣,对后面要进行的实验奠定基础,对学生有学习与借鉴的意义。[提出课题]细胞的能量“通货”—ATP【导入】合作探究、精讲点拨探究一:ATP的功能11教师:联系“萤火虫发光器”的经典实验,引导思考,设计实验,用培养皿、试管、活萤火虫(摘下其尾部发光器备用)、ATP制剂、质量浓度为1.2g/dL的葡萄糖溶液、生理盐水、蒸馏水以及必需的实验用具。问题:1、你能否设计实验?A捣碎的发光器、生理盐水加入ATP制剂5mLB捣碎的发光器、生理盐水加入葡萄糖溶液5mLC捣碎的发光器、生理盐水加入蒸馏水5mL2、选择萤火虫的发光器为实验材料的优点。(参考答案:主要是它发光的现象容易观察等)3、将发光器捣碎的目的:(参考答案:增大发光细胞与溶液接触面积,加快化学反应速度。)4、本实验的原理是:(参考答案:蒸馏水不是能源物质,葡萄糖不是直接的能源物质,他们都不会使熄灭的离体发光器重新发光,,而ATP能使离体的发光器重新发光)理解关于变量、自变量、因变量、无关变量、对照实验,培养语言表达能力,将感性知识上升到理性知识。用此“虚拟实验”与教材的探究活动比较,可以进一步验证ATP在生命活动中起到的作用。接着向学生出示ATP片剂或注射液的使用说明书,说明ATP是真实存在的,而且已经用于医疗实践,并加深学生对ATP功能的理解。探究二:ATP的结构结构与功能相适应是生物学的一个基本原理,ATP具有怎样的结构和特点才能担当“如此重任”呢?引出后面的内容“ATP分子中具有高能磷酸键”。此时让学生阅读教材回答学案上的下列问题:1、写出ATP(三磷酸腺苷)的分子结构,并标出所有符号代表的意义。2、ATP中的两个磷酸基团