降低化学反应活化能的酶教案-高一上学期生物人教版必修1

第五章细胞的能量供应和利用第一节《降低化学反应活化能的酶》教学目标1.通过对酶本质探索的讨论，归纳概括出酶是蛋白质或RNA的本质，并认同科学理论是一个不断发展的过程。(科学思维)2.进行“比较过氧化氢在不同条件下的分解”，“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”，“影响酶活性的条件”的探究实验，掌握控制变量和设计对照试验的科学方法，并从结构与功能观的角度理解酶作用机理和特性。（生命观念、科学探究）3.举例说明酶在现实生活中应用的实例，并能解释其作用机理，分析酶工程技术的重要意义。（社会责任）二、教材分析本节内容是第五章内容的基础，为后续学习光合作用和呼吸作用的知识奠定基础，主要包括酶的作用及机制、酶的本质、酶的特性，并且设置了实验探究活动和科学史资料的分析，旨在让学生掌握科学方法，提高科学探究能力，理解科学本质观，课标对本节的内容要求为“细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域，说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如pH和温度等）的影响”。三、学情分析在前面章节的学习中学生已经初步认识到蛋白质可以作为酶发挥催化作用，但并不知道酶的特性、原理和本质，本节内容较多，而且原理性的知识较多，需要运用实验探究、科学史资料分析、实例讨论等方法进行学习，让学生加深理解。四、教学重点和难点1．教学重点酶的作用、本质、特性2.教学难点（1）酶能降低化学反应的活化能（2）探究实验中控制变量的科学方法五、教学过程第一课时（一）导入新课回顾物质运输的知识，说明细胞的生命活动离不开物质与能量，引入能量知识的学习，呈现章首页的资料和章小诗，让学生思考细胞如何通过化学反应来获取和利用能量？并简要说明本章各小节的逻辑联系。设计意图：回顾旧知可以实现知识点的衔接，分析章首页的资料和小诗可以激发学生的学习兴趣，说明章小节的逻辑联系可以让知识点更具有条理性。（二）实验探究酶的作用，建构数学模型理解原理师：让学生回忆初中阶段食物消化的知识，思考食物的消化过程，然后说明在两百多年前人们认为食物只进行了物理消化，没有化学消化，接着呈现斯帕兰扎尼的实验，让学生完成问题探讨中的问题。生：分析回答问题。师：讲解斯帕兰扎尼的实验，结合食物的消化吸收、光合作用、呼吸作用的实例归纳概括细胞代谢的概念，并说明细胞代谢反应的特点，让学生思考化学反应的条件和特点。生：化学反应条件一般比较剧烈，高温，加热，催化剂反应。师：呈现细胞内外的环境，让学生比较化学反应与细胞代谢反应的区别，提问：在细胞温和的环境中，细胞代谢反应是如何高效有序地进行？然后让学生以学习小组形式合作探究“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。生：分为学习小组。师：讲解实验原理、目的，阐明实验变量的科学方法，让学生分析本次实验的自变量、因变量和无关变量。生：明确实验的变量。师：讲解实验的材料，引导学生进行实验设计，在此过程中掌握设计对照实验的科学方法。生：理解对照实验的意义。师：让学生制定实验计划，开展实验，记录实验现象，完成实验表格。生：完成讨论中的问题，得出实验结论。师：结合图示讲解活化能的概念，让学生尝试画出物质三种状态的曲线图。生：建构数学模型。师：呈现图示讲解无机催化剂、加热、酶对活化能的影响，并以实例类比让学生加深理解，之后让学生尝试自主构建曲线图模型。生：构建曲线图。设计意图：对比细胞代谢反应与化学反应可以降低学生的理解难度，实验探究可以让学生掌握控制实验变量，设置对照实验的科学方法，利于激发学生的积极性，建构数学模型可以培养模型与建模的科学思维，并且加深对活化能概念的理解。（三）在酶本质的科学探究史中理解科学的本质师：呈现资料1：我国人民利用酶的事例，然后呈现资料2：西方的酿酒业和盖-吕萨克发现酵母菌可将糖类转化为酒精，并说明当时科学家们认为这是一个纯化学反应过程，与生命活动无关。生：分析资料。师：呈现资料3：巴斯德的实验。资料4：李比希的观点。让学生比较他们的观点，引导学生认识到科学家个人的主观思想会影响科学研究。生：比较巴斯德与李比希的观点。师：呈现资料4：毕希纳的实验研究，让学生分析其实验思路以及与巴斯德、李比希实验方法的区别，并阐明其提取液中含有许多物质。生：梳理实验思路，比较区别。师：呈现资料5：帕耶恩和珀索兹的提取实验，阐明技术对科学研究的影响，然后呈现资料6：萨姆纳的研究，让学生领悟其体现的科学精神。生：理解科学与技术的关系，领悟科学精神。师：呈现资料7：诺斯罗谱和库尼茨发现胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶结晶，资料8：切赫和奥特曼发现RNA具有生物催化活性。让学生填写科学史发展的逻辑关系图。生：填写关系图，归纳概括酶的本质。师：回顾科学探究史，引导学生思考其中体现的科学本质观。设计意图：科学史资料当中蕴含着丰富的科学本质观内容，基于此学生可以认识到科学方法的严谨性，科学与技术的密切联系，科学知识具有发展性，同时领悟科学家精神。六、板书设计酶的作用和本质酶的作用1.细胞代谢2.酶的作用：催化作用降低活化能二、酶的本质蛋白质或RNA第二课时呈现数据资料阐明酶具有高效性，实验探究酶具有专一性师：回顾无机催化剂与酶的催化速率，呈现酶具有高效性的数据资料和反应现象视频，然后让学生思考高效性具有的生物学意义。生：理解酶的高效性对细胞进行复杂的生命活动具有重要意义。师：说明无机催化剂可以催化多种反应，引导学生思考酶是否可以催化多种反应，呈现唾液使得咀嚼米饭时会尝到甜味，而瘦肉无变化的生活实例让学生思考。然后让学生以学习小组形式开展“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”的探究实验生：确定学习小组。师：讲解实验的原理和材料，让学生设计试验方案，进行实验。生：开展实验，记录实验现象，得出实验结论。师：组织学生交流实验结论，呈现锁钥理论与诱导契合理论的资料，然后让其思考酶专一性的生物学意义。设计意图：数据资料可以提供证明酶具有高效性的科学事实，实验探究则进一步加深了理解，同时培养实验设计能力，思考高效性与专一性的生物学意义能够渗透结构与功能相适应的生命观念。探究影响酶活性的条件，归纳概括酶的作用条件温和师：呈现加酶洗衣粉或其他加酶产品的使用注意事项的资料，然后回顾蛋白质变性的知识，讲解酶活性概念。生：推测影响酶活性的因素。师：让学生以小组合作形式探究，设计实验方案。生：设计实验方案，依据实验设计原则评价、修改方案，然后开展实验。分析实验结果，绘制温度和PH对酶活性影响的曲线图。师：评价学生的实验，呈现酶适宜温度和PH的数据资料，引导学生归纳概括出酶的作用条件较温和的特性。生：根据科学事实进行归纳概括。师：让学生思考酶制剂的保存条件，介绍酶在生活中的应用实例和酶工程技术的发展。设计意图：让学生自主设计实验方案可以提高学生的科学探究能力，掌握实验设计的原则，提供大量的科学事实旨在培养学生归纳概括的科学思维。板书设计酶的特性和影响因素酶的特性高效性专一性作用条件温和影响因素温度PH七、教学反