酶的作用说课设计

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人教版高中生物说课设计

降低化学反应活化能的酶——酶的作用

一、版本：人教版高中生物必修1

二、设计内容：第5章细胞的能量供应和利用

第1节降低化学反应活化能的酶（第1课时——酶的作用）

三、设计理念

根据新课程理念，高中生物重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物科学素养，使学生由以前的“学会”到“想学”再到“会学”。本节课以“引导──探究”科学发现的过程来学习的发现式教学法为设计理念。该教学法以问题解决为中心的学习方式。它不仅重视知识的获取，而且更加重视学生获取知识的过程及方法，更加突出地培养学生的学习能力。在问题的推动下、在教师的引导下，学生学得主动，学得积极，真正体现了“教为主导，学为主体”的思想。

四、教材分析

1．地位和作用

“降低化学反应活化能的酶”第1课时——酶的作用，主要探讨酶在细胞代谢中的作用。该内容以第4章第3节物质的跨膜运输方式中的主动运输需要消耗能量以及初中生物学“消化”为基础，通过探究实验理解酶在细胞代谢中的作用。同时学习本节利于“细胞呼吸”和“光合作用”的学习。

2．教学目标

（1）知识目标：说明酶在代谢中的作用 (Ⅰ)。

（2）技能目标：进行有关的实验和探索，按所设计的实验方案和步骤，正确完成相关的实验操作。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(Ⅱ)。

（3）情感目标：①分析评价自己的实验结果。

②参与交流，听取别人的正确意见，维护或修改自己的方案和意见。

3．过程与方法

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。利用教材上形象、直观的图解和文字说明，让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能。并以此实验为依托，进行控制变量的分析。通过科学家对发酵现象和酶的探究的相关分析，探究酶的本质。

4．确定教学重、难点及解决方法

教学重点：酶的作用。

[解决方法]利用学生对无机催化剂的知识基础切入，引入酶的学习。通过实验、资料分析得出酶的作用。自然界中的生命现象都与酶的活动有关，活细胞内全部的生物化学反应都是在酶的催化下完成的。在人体内，大约每分钟要发生几百万次的化学反应，这么多的化学反应之所以能在常温、常压下进行，完全是因为酶的作用，进而过渡到学习酶是一种什么样的物质？

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。

[解决方法] ①利用教材上形象，直观的图解和文字说明，让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能。②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。

五、设计思路

从物质跨膜运输方式──主动运输需要能量入手，引出第5章细胞的能量供应和利用。再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，是有趣的，并能和学生已有经验──对消化酶的了解结合起来。利用学生对无机催化剂的知识基础切入，引导学生进入新课学习。既然学生们知道无机催化剂的作用，就让学生通过比较实验来认识酶的催化作用以及与无机催化剂的差别。

在学生获得感性知识的基础上要求学生体会什么是自变量、因变量、无关变量以及什么是对照实验，再通过对实验中自变量改变训练学生在实验设计中如何控制变量。

学生通过亲身感知酶的作用，顺理成章引入酶在化学反应中能够降低化学反应的活化能知识点。教材利用卡通式插图、图解和文字叙述，指出酶能够显著降低化学反应所需的活化能。通过形象、直观的图解和文字说明以及绘制“没有催化剂、无机催化剂、酶的催化效率曲线”的比较，进一步让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能（酶催化作用更加显著），利于学生理性认识。

六、学情分析：

优势：有比较好的生物学基础；有兴趣话题；有较强的分析能力和独立思考能力。

劣势：缺乏探究实验的分析能力和协作能力。

七、教学方法：

1.启发式教学法（设置层层疑问，教师主导，学生主体）

2.实验探究教学法（主动探究，培养合作学习）

3.直观教学法（利用课件、曲线、图像手段化抽象为具体）

七、教学用具：

ppt幻灯片、实验材料、器材

八、教学过程：

教学步骤

教师活动

学生活动

设计意图

一．

引入

复习：物质跨膜运输中的主动运输需要的条件？

（细胞的主动运输需要能量。细胞内有机物的合成需要能量。肌细胞的收缩需要能量……细胞作为一个基本的生命系统，只有不断输入能量，才能维持生命活动的有序性）。

（太阳能是几乎所有生命系统中能量的最终源头。外界能量输入细胞，并为细胞所利用，都要经过复杂的化学反应）。

“几乎”一词留有余地，不绝对，应引起学生的注意。

问题1：鸟类的消化系统的组成？消化分为几类及其主要场所在哪里？

问题探讨—PPT展示意大利科学家斯帕兰札尼的实验。

提出问题：

问题2：这个实验要解决什么问题？

问题3：是什么物质使肉块消失了？

问题4：与外界的化学反应相比，生物体内的化学反应有什么特点？（条件温和、效率高）；

问题5:在学习化学知识中，我们为了让一些化学反应更容易地进行，会使用催化剂，那无机物催化剂和生物体内的催化剂在反应条件上，效率上有什么区别呢？

在化学课上，我们知道，有些化学反应容易进行，有些化学反应需要添加某种物质之后并且可能需要在特定的环境中才能进行。这种能够促进化学反应进行的物质，叫催化剂。

细胞中的化学反应比起同学们在化学课上所学的反应要复杂得多，而且有些反应在细胞外，单纯用无机化学的手段是无法进行的，而在细胞内却可以快速地顺利地进行。这是为什么呢？

（教师注意引导分析，答对的要肯定、鼓励、赞扬；答错的也要保护学生的积极性。）

对于生物体来说要进行的生理活动非常之多，构成生物体的每一个细胞物质需要不断的合成和分解，不断地处于自我更新的状态，这种自我更新完全依赖于细胞内的发生的生物化学反应，每一个化学反应都伴随能量变化。

阅读、识图

思考讨论。理解细胞是一个生命系统，内部有分工合作的各种结构，这些结构是有序的，而这些结构的成分需要不断地更新，这就需要不断地从外界输入能量，否则，细胞内部分工合作的有序结构将被破坏，最终导致细胞死亡。

回忆初中知识，

阅读问题，探讨内容，进行相关的讨论

思考教师提出的问题。

学生回答，学生评价。

讨论、归纳、总结

引导学生阅读、识图。注意把握对加点词的理解和解释。

“生命活动的有序性”是一个深奥的道理，在这里不必做详尽的解释，否则将限入泥潭。只需简要说明即可。

目的是利用学生已有的知识去解答“问题探讨”。以此激发学生强烈的求知欲。

思维热身。引导学生分析说明。

通过学生已有的经验（化学知识）引导学生构建新的知识。

让学生通过实例进行“细胞代谢”概念建构

二．

细胞代谢

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，即细胞代谢。而细胞代谢应该有适合的生物催化剂——酶。引导学生产生疑问：酶在细胞代谢中起了什么作用？究竟是怎样起作用的呢？

三．

酶在细胞代谢中的作用─“比较过氧化氢在不同条件下的分解”

实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解

方案：指导学生阅读教材，设计实验观察表格，分组完成实验。

1号 2号 3号 4号

讨论问题：

问题1：1号与2号管比较，发生了什么现象，说明了什么？

问题2：对比3、4号管中，FeCl₃和过氧化氢酶起了什么作用。（说明催化剂并没有提高分子的能量，而是把发生反应所需要的活化能降低了）

问题3：对比3、4号管中，哪个反应速度快？说明什么问题？（说明酶具有高效性）

问题4：这个实验的结论？

通过实验你还能提出什么问题？

引导学生可能提出以下的问题：

①该实验的原理是什么？

②这个实验为什么要选用新鲜的肝脏？

③为什么要将肝脏制成研磨液？

④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？

⑤实验的关键是什么?判断依据是什么?

阅读相关的课文内容，设计表格；

学生进行分组实验。

师生共同分析总结：表格的设计；记录实验结果。

展开讨论，并回答问题。完成探究活动，并进行交流和表达.

讨论

采取同伴互助：一学生提出问题，由其他学生解答。

培养学生阅读、理解能力及对知识转化能力。

培养小组协作精神、交流与合作能力。

培养学生发现问题、解决问题的能力。

控制变量

自变量	因变量	无关变量	对照组	实验组
2号：90℃水浴加热 3号：加入3.5% FeCl₃2滴 4号：加入20%肝脏研磨液2滴	H₂O₂分解速度用产生气泡的数目多少表示	加入试剂的量；实验室的温度；FeCl₃和肝脏研磨液的新鲜程度。	1号试管	2、3、4号试管

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。

讨论：指出“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。

问题1: 自变量中FeCl₃如果改成滴加8滴则实验结果如何?是否违背对照实验设计原则?

问题2: 自变量、无关变量能否发生转变?

合作讨论

填空式总结：

小组合作讨论

知识难点采取小组合作学习方式,利于难点突破.

对学生进行求异思维训练.

活化能

归纳小结

引导：试管2产生气泡较多是因为加热所致，加热使H₂O₂分子得到了能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。

我们把这种转变所需要的能量称为活化能。

PPT展示：H₂O₂分子由常态形成活跃状态.

思考分析：

问题1.为什么铁和过氧化氢酶能提高过氧化氢的分解反应的速率呢？

问题2:在20℃测得的过氧化氢分解的活化能,从图中你能得出什么结论?

条件	没在催化剂催化	用无机催化剂催化	用过氧化氢酶催化
活化能/kJ·mol^-1	75	54	29

问题3:请将教科书图5-2在坐标中绘制出来.

问题4:请在同一个坐标中绘制”无催化剂、无机催化剂、有酶催化三种条件下分解等质量H₂O₂曲线图”。

显然：酶的催化作用要比无机催化剂的催化效果显著的多，酶显著降低化学反应的活化能！这是生物体内各种化学反应在常温常压下进行的重要原因。

1、细胞代谢和活化能的概念。

2、说明酶在代谢中的作用和本质

3、控制变量

阅读教材，结合实验，加深对活化能这一概念的理解。

讨论

化学反应速率

加酶

加无机催化剂

无催化剂

时间

化学反应速率

时间

降低的活化能

学生归纳

难点通过动画形象的多媒体演示让学生在愉快中理解概念.

注重与现实生活的联系。

培养学生图形转换能力.

培养学生比较、归纳能力.

构建系统知识

练习反馈

（教师按照PPT上试题难度排成第一关、第二关、第三关、第四关、第五关，让学生自由闯关）。

培养学生应用知识解决问题能力。

练习：

1．酶具有极强的催化功能，其原因是（）

A.降低了化学反应的活化能 B.增加了反应物之间的接触面积

C.提高了反应物分子的活化能 D.酶提供使反应开始所必需的活化能

2．下面关于酶的叙述，正确的是（）

A．酶遇热不起作用 B．酶只能对物质分解起作用

C．酶必须在体内合成，并且在体内起作用 D．酶是一类具有催化功能的有机物

3．（多选）一个透析袋中装有物质M和分解它的酶。此透析袋放在蒸馏水中。第二天检查水时，发现其中有物质X。根据这一观察，能作出下列哪些结论（）

A．酶分解了物质X B．X是物质M的组分，X能穿过透析袋

C．酶分解了物质M D．物质M的分子是大于物质X的

4．在其他条件不变而酶浓度增加时，下列图中能正确表示生成物量变化的是(图中虚线为酶浓度增加后的变化曲线)

例2. 有人对生长素类似物萘乙酸（NAA）是否与促进植物开花有关进行了实验研究，其过程如下：取水仙球茎24个，分成两组。操作见下表：

组名	处理方法
对照组	水仙球茎不剥去鳞茎，不加NAA，让其自然生长
实验组	剥去鳞茎，仅取出花苞，共得18个，消毒后种于MS培养基中，其中加NAA（），每瓶接种一个