浙科版生物必修一第三章第三节《酶》教案

《酶》教案一、学习任务分析本节内容选自浙科版高中生物学必修一《分子与细胞》第三章第三节，内容主要包括酶的作用、本质和特性，酶降低化学反应活化能的原理等。教材将酶的概念和酶的发现史联系起来讲述，比较突出的体现了科学实验推动科学发展这一观点，对此教师应当明确指出。自然界中的一切生命现象都与酶的活动有关系。生物体内全部的生物化学反应，都是在酶的催化作用下进行的。基于这点，酶和教材后面的光合作用、呼吸作用联系紧密。酶的化学成分与第一章第二节有关蛋白质和核酸的知识相关，所以本节教材有承前启后的作用。教学重点：酶的作用、本质和特性。教学难点：酶降低化学反应活化能的原理，控制变量的科学方法。二、学情分析学生在生活中对酶已有较多接触，关于酶的概念以及催化作用具有高效性的特点，学生具有初步的印象。酶的专一性、酶活性的影响因素的实验探究，学生设计实验、主动探究，理解及操作上可能会有相应的难度；如何通过对比、归纳以及联系酶在生活中的应用，认识代谢与酶的密切关系，从而由感性认知上升到理性认知，对学生来说有一定难度。另外，本节课有较多的资料、图表及课外阅读，学生如何分析阅读，需要较强的理解、分析、驾驭信息的能力。在教学中要尽可能从学生熟悉的事例出发，将知识点联系到他们的实际生活，使学生易于接受。三、教学目标【知识与技能】1.说出酶的催化机理和酶的特性。2.正确分析各种因素对酶活性的影响。3.举例说明酶的高效性和专一性。【过程与方法】1.尝试通过与无机催化剂的对比，归纳、整理出酶的催化特性。2.运用实验设计原则设计实验方案和步骤。【情感态度与价值观】1.通过交流探讨酶的发现过程，领悟生物实验在生物学研究中的作用地位。2.通过讨论分析酶在生产、生活中的应用，认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系。3.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的教育。四、教学过程【教师活动】我们先来看一个方程式。（PPT展示：N2+3H22NH3）这是一个化学反应，这个反应的进行需要哪些条件？【学生活动】高温、高压、催化剂。【教师活动】一般化学反应的发生都需要比较激烈的条件，像高温、高压等。生物细胞内时刻进行着一系列有序的化学反应，这些反应发生的环境是怎么样的？是不是像刚才那个反应一样需要高温、高压等条件？【学生活动】不是。【教师活动】细胞内的反应通常在常温、常压、水溶液的环境中进行。这些反应能够快速而有效地进行，什么物质起了关键作用？【学生活动】酶。【教师活动】那么，什么是酶，酶有哪些作用和特点，今天我们就来解决这些问题。【教师活动】人类对酶的认识是一个漫长的过程。（PPT展示：斯帕兰扎尼喂鹰实验）在18世纪，人们对胃的消化机理提出了疑问。意大利科学家斯帕兰扎尼设计了一个巧妙的实验来验证胃里面到底有没有化学性消化。大家思考一下：1.为什么把肉装在金属笼子里？2.这个实验可以得出什么结论？【学生活动】排除物理性消化；胃内有一种能消化肉的物质。【教师活动】19世纪，人们开始认识到酵母菌与酒精发酵有密切的关系。微生物学家巴斯德和化学家李比希对酿酒的原理展开了一场激烈的争论。微生物学家巴斯德认为：酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果，主要强调细胞的整体作用。而当时著名的化学家李比希认为：发酵仅仅是一种化学反应，与酵母菌的活动无关，最多只需要酵母菌中某种物质的参与而已。直至1897年，毕希纳用实验结束了这场争论。（PPT展示：毕希纳实验的过程）毕希纳把酵母研磨碎，将滤得到酵母汁加入葡萄糖溶液中。大家能看到产生了什么现象啊？【学生活动】冒出气泡【教师活动】我们可以得出结论：促使酒精发酵的是酵母中的某种物质，而不是酵母菌本身。后来科学家证明这种物质就是酶。人类对酶的认识并没有就此结束，1926年，美国科学家萨姆纳尔得到脲酶结晶，才弄明白酶的本质是蛋白质。随着科学的不断发展，科学家又发现极少数的酶是RNA，我们把这一类酶称为核酶。刚才我们花几分钟的时间回顾了人类对酶的认识的200多年的历史，现在能不能给酶下一个定义？（引导学生将酶的定义分解成几个关键因素：来源、功能、化学本质。）【学生活动】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物（大部分是蛋白质，少数是RNA）。【教师活动】酶来自活细胞，具有催化作用，大部分是蛋白质，少数是RNA。现在知道了酶具有催化作用，那么，酶是怎么发挥它的作用的呢？我们来看酶催化作用的机理。再来看一个化学反应：C+O2CO2我可以告诉大家这是一个放能反应，可是这个反应能自然地进行吗？【学生活动】不能，要点燃。【教师活动】反应物的能量比产物的能量高，但反应必须要点燃才能进行，是因为反应的进行需要一个活化能，点燃就给了它活化能。酶的催化机理不是给它活化能，而是降低活化能。（PPT展示：能量随催化反应进程而发生变化的相关图片）反应的无酶途径就像要越过一堵高墙，而酶的参与降低了墙的高度，使反应容易进行。我们把反应物比作一辆汽车，它要变成产物必须经过一座山，平常的途径是要从山上经过，而山洞就好比一条有酶参与的途径，让反应物到产物的变化容易的多。酶绝大部分是蛋白质，蛋白质具有这样的功能肯定和它的什么有关？【学生活动】结构。【教师活动】特殊的功能必定和它的空间结构有关。科学家提出了酶的钥匙和锁学说。（PPT展示图片：酶的钥匙和锁学说）可是后来科学家发现，酶的作用还要复杂。（flash酶促反应的动态过程）酶的作用要经历三步：①酶与底物结合，形成酶-底物复合物。②酶-底物复合物形态发生改变，促使反应进行。③产物形成，反应完成，酶恢复原状。【学生活动】……【教师活动】催化H2O2水解，我们可以用无机催化剂MnO2，也可以用有机催化剂过氧化氢酶。酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，其催化生物化学反应的效率如何呢？我们用实验来探究一下。（给出实验材料，解释实验选材的理由。描述实验步骤，从中穿插自变量、因变量和无关变量的概念。展示实验过程和实验现象。提出实验设计的三个原则：对照原则；单一变量原则；等量原则。讲述酶具有高效性的意义。）【学生活动】（观察实验现象，得出结论—酶具有高效性。）【教师活动】无机催化剂可以催化多种反应的进行，不知道我们的有机催化剂酶有没有这样的特性。接下来就来探究一下。（给出实验材料，要求学生判断自变量、因变量和无关变量，并根据材料思考怎样设计实验。解释实验原理。给出正确的实验步骤和实验现象，引导学生得出结论。提出酶具有专一性并解释酶的专一性。）【学生活动】（能够准确判断自变量、因变量和无关变量。提出初步的实验方案。）【教师活动】刚才我们通过和无机催化剂的比较，知道了酶具有高效性和专一性。现在，对酶和无机催化剂进行一个全面地比较。能不能说出它们的共同点以及不同点？（作相应引导。）【学生活动】比较酶和无机催化剂的共同点、不同点。【教师活动】（PPT展示资料：雕牌加酶洗衣粉）根据以上内容,你能推测酶的催化作用可能有哪些特性及影响因素?【学生活动】（分析资料，根据资料推出酶的特性，推测酶的催化作用的影响因素。）【教师活动】（对学生的回答逐个分析、补充）酶的催化作用受温度、pH、酶的浓度、底物浓度以及一些其他化合物的影响。高温、低温、过酸、过碱对酶活性的影响的本质不同：①高温、过酸、过碱使酶失活；②低温只是抑制酶的活性。从这里，也可以看出酶还具有一个特性：作用条件较温和。通过这节课，我们对酶有了一个比较全面的了解，现在来做几个习题巩固一下。【学生活动】（做习题。）五、形成性评价课堂问答已经从某些方面反映了学生对知识的掌握情况，再增加随堂练习以巩固所学知识（附习题）。1.细胞内合成酶的主要场所是。2.能够促使唾液淀粉酶水解的酶是（）A淀粉酶B蛋白酶C脂肪酶D麦芽糖酶3.在植物细胞工程中常常需要去掉细胞壁。在不损伤植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质可用于去除细胞壁？（）A蛋白酶B纤维素酶C盐酸D淀粉酶4、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH值至2.0，保存于37℃的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是（）A．淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B．唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水C．唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D．唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水答案：1.核糖体2.B3.B4.A六、板书设计3.3酶来源：活细胞功能：催化剂本质：蛋白质（大部分）RNA（少数）特性：高效性专一性作用条件较温和