降低化学反应活化能的酶 教学反思

降低化学反应活化能的酶教学设计

一、设计内容与设计思路

人教版第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（共

2-3课时）。课程标准对此内容的要求是“说明酶在代谢中的作用”、“探究影

响酶活性的因素”。

教学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，从而引导学生认识酶的存在和作用。

本节课从定性和定量两个角度进行设计。为落实好本节课的目标，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，教师首先安排学生初步了解

变量概念，讲解自变量、因变量、无关变量之间的不同，以便在后面的实践中应

用和理解这些最基本也是学生很容易混淆的概念。

先进行定性实验，定性实验主要解决实验需要设置实验组和对照组，做实验

时要让学生深入体会具体的变量是什么，因此教师利用实践操作和学案引导进行

深入分析，以便在学生获得感性知识的基础上体会领悟出什么是自变量、因变量、

无关变量以及什么是对照实验。

在此基础上进行定量实验和结果分析。在定量实验方面，采用现代生物传感

测定氧浓度，采用建立数学模型的方法进行分析，从而使学生体会酶活性的高低

就是通过酶促反应速率的快慢来体现，从而使对酶催化作用的认识更为精准。显

然，这种编排有助于引导学生学会确认和控制变量，有助于他们学会理性分析，

很好地培养科学探究能力。

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。

二、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”，“引导——探

究”发现式教学法就是在这种理念下应运而生的，该教学法以问题解决为中心

的学习方式。本节课以“引导——探究”科学发现的过程来学习科学研究的方法

为设计理念。符合《基础教育课程改革纲要（试行）》的要求：“改变课程实施

过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、合作学习、

乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分

析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”。该理念的运用有利于学生科学素

养、协作精神的培养，有利于培养学生的创新精神和实践能力，有利于学生主动

建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观。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。

三、教材分析

1、地位和作用

“降低化学反应活化能的酶”主要探讨酶在细胞代谢中的作用和酶的特性。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。学习本节利于光合作用和呼吸作用的学习，利于选修模块中

有关酶的应用、微生物发酵等知识的学习。

2、教学目标

（1）知识目标：说明酶在代谢中的作用和酶的特性。

（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：培养学生的科学素养。

四、教学过程:

教学教师活动学生活动设计

步骤意图

复习：物质跨膜运输中的主动运输需要的条件？

激发

（细胞的主动运输需要能量。细胞内有机物的合成需要阅读、识图

学生

能量。肌细胞的收缩需要能量......细胞作为一个基本的

强烈

生命系统，只有不断输入能量，才能维持生命活动的有

的求

序性）。

知优

阅读教材：意大利科学家斯帕兰札尼的实验。

提出问题：

思考讨论

问题1:消化分为几类？

（一）问题2：这个实验要解决什么问题？

引入问题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）；

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。细胞内发生的各种化学

学习"细胞

反应即细胞代谢。而细胞代谢应该有适合的生物催化剂

代谢"概念

一一酶。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？

如何研究酶的作用呢？今天，我们通过学习建构数学模

型的方法来研究酶的作用机理。

第一部分：学习建立数学模型

在建立数学模型时离不开实验。

（-）

一、建立实验探究的指导思想

养

利用培

首先，尝试初步构建实验的指导思想，以便在后面的实通过阅读、

生

"比较学

验中用专业术语进行实验评价。内容如下：交流获得

源

不同温阅

相关的课

解

度条件1、细胞代谢是_____________________的统称。理

文内容。

九

下淀粉能

2、变量：实验过程中_________________的因素。

得

酶催化获

（1）自变量：_______________的变量，是该实验要

验

淀粉分实

研究的变量

的

解"的总

导

实验进（2）因变量：随着_______的变化而变化的变量指

想

行数学（3）无关变量：除自变量外，实验中对__________思

模型构因素。

建教学

3.对照试验：。

对照组：__________自变量处理的对象组

实验组：__________自变量处理的对象组

二、指导学生进行定性实验探究

这项内容的侧重点在于让学生学会从控制自变量、记录

因变量的角度来分析实验，教学步骤如下：

1.实验课题名称的确定。实验要从自变量和因变量入

手，并在自变量和因变量之间建立联系。

课题名称的格式：“探究自变量（_________）对因

变量（_____________）的影响”。

2。学生分析实验名称，将"比较不同温度条件下淀粉酶

催化淀粉分解实验”中的自变量和因变量关系建立起

来。

3.尝试分析实验原理：

阅读思考：实验涉及哪些反应过程？实验结果通过

什么指标来体现并记录？一个实验的原理应当陈述哪

些内容？

探究：温度对淀粉酶活性的影响

做出假设：过高或过低的温度下，酶的活性会降低

（假设依据：大多数酶是蛋白质，而淀粉酶就是蛋白质,

温度过高会使蛋白质变性、改变它的结构，如蛋清，所

以淀粉酶在温度过高时，活性应该会减弱）

材料用具：试管，滴管，质量分数为2%的新配制的淀粉

酶溶液，质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、沸水、冰

块、碘液。

设计实验：

①取3支试管，编号并各注入2毫升淀粉溶液；

②向各试管注入1毫升淀粉酶溶液；

③将3支试管分别放在冰块、沸水和37回水中维持温

度5分钟；

④向各试管滴入1滴碘液

⑤观察实验现象。

进行试验：（步骤如上）

结论：淀粉酶在过高或过低的温度下高温度下，它的活

性会降低

引导学生

思考实验

三、引导学生对实验进行分析结果的检

思考：探究温度对淀粉酶活性的影响时，能用斐林试剂测是否合

吗？为什么？理。

答：不能，因为用斐林试剂检测还原糖的时候条件是

50--65回水浴加热，影响实验的自变量。

、分析实验原理：

熟悉

阅读思考:实验涉及哪些反应过程？实验结果通过什么学生辨识

材

教

指标来体现并记录？一个实验的原理应当陈述哪些内实验的自

的

（三）中

容？变量和因

基

“不同本

变量。

实

条件下二、指导学生阅读教材后，分组实验操作，然后完成实驱

包

过氧化验结果的记录。括

实

氢分控制变量验

一

解”的试管3%过氧琅

H2O2分解速点燃的卫生香检测原

实验号化氢溶液麋

实验处理度（气泡多步

乳

少）现

论

结

12ml

22ml90℃水浴加热

滴加3.5mg/L的学生进行

FeCI

32ml3分组实验。

2滴

师生共同

滴加20%肝脏研磨

42ml分析总结：

液2滴

表格的设

学生在实验和记录结果后,就会有了亲身体验和总体感计；记录实

知，这使得后续的分析教学能水到渠成地开展。验结果。

三、引导学生对结果进行分析

上述教学之后，教师提出如下质疑并请学生从自变量、

因变量的角度深入分析。

1）1、2号试管相比，实验的自变量为_________，

因变量是__________。与1号试管相比，2号试管出现

展开讨论，

了___________________现象。这一现象说明了什么？

确认变量，

2）1和3试管相比，实验的自变量为____________,并回答问

因变量是__________。、1和4号试管相比呢？题。完成探

3）3、4号试管相比，实验的自变量为____________,究活动，并

因变量是__________。3号和4号试管并未加热，也有进行交流

__________________产生，说明了什么？和表达.

4）3号和4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？

这说明了什么？

通过上述反复的比较分析,可以让学生明白什么是对照

实验，进而获得活化能的概念，理解酶的作用机理和酶

的高效性。

（四）探究：pH与酶活性的关系

作业：这个实验侧重的是让学生进行具体的实验设计。首先介

“探究:绍不同酶的最适PH是不同的，这样可以解释为什么要

设置酸中碱三组实验的原因；接下来让学生写出实验设

不同pH

计，陈述表达；最后进行检验和讨论。教学环节如下:引导学生

与过氧

设计实验，

化氢酶（）资料：不同酶的最适表

1PH并交流讨

培养

活性的酶的名称适宜PH

论。学生

影响”

过氧化氢酶6.8阅读、

唾液淀粉酶6.8理解

胃蛋白酶1.5-2.2能力，

获得

胰蛋白酶8.0-9.0

实验

肠脂肪酶

8.3总的

指导

（2）材料用具：（体积分数3%的）过氧化氢溶液，新思想

鲜的肝脏研磨液（含过氧化氢酶）（质量分数为5%

的）盐酸，蒸储水，（质量分数为5%的）NaOH溶液卫

生香，火柴，试管等。

（3）请写出你的实验方案：

序号实验操作内容试管1试管2试管3

1

2

3

4

5

6

学生的设计实验也许不正确，但这恰好暴露了问题。学

生陈述实验步骤时，教师则按学生设计步骤当堂演示。

如果设计错误，学生马上就会看出在控制PH之前就让