高中生物-降低化学反映活化能的酶教学设计学情分析教材分析课后反思

《降低化学反应活化能的酶》自主学习案

【自主学习目标】

1.“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，通过课前预习

明确实验原理、实验步骤，确保课中小组能够合作完成实验。

2.学生通过进行该实验，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，同时提高动手操作能力和小组合

作能力。

3.学生通过对实验条件和现象的比较，理解酶在细胞代谢中的作

用，同时体会酶对细胞内化学反应的顺利进行是至关重要的。

4.学生阅读教材P80的内容，通过对问题串的进一步探究，理解

酶作用的机理。

【自学重点和难点】

重点：酶的作用、本质。

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。

一、酶在细胞代谢中的作用

1.细胞代谢

｛概念：每时每刻都进行着许多,统称为细胞代

谢。

意义：是的基础。

2.实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解

(1)实验原理

水平加热

►

H20：,H20+O2

(2)实验材料及用具(见课本P78)

主要材料：新鲜肝脏研磨液

①”新鲜"原因;

②乩。2酶在细胞内部，本实验使用“研磨液”目的

(3)实验操作中安全注意问题

①滴入肝脏研磨液和FeCk溶液时，不能共用一个吸管。否则滴入

的FeCL溶液中会含少量肝脏研磨液而影响实验结果的准确性。

②有腐蚀性，使用时要小心，不要触及皮肤。

(4)通过小组合作完成实验，并记录实验结果

方试管编号1234

法

步H2O2溶液2mL2mL2mL2mL

骤

实验条件常温水浴加FeCLH。

执/八、酶

实气泡产生

验点燃的卫

现生香

象

(5)根据实验现象，解决以下问题：

①1号与2号试管现象相比，说明能促进同。2的分解速率。

②1号和3号对照说明：能促进出。2的分解速率。

③1号和4号对照说明：能促进压。2的分解速率。

由①②③可以得出结论是：酶具有作用。

④3号和4号对照,号试管反应速率快，说明：

由此可以得出结论：

比催化效率高,原因是

注意：点燃的卫生香放在试管内液面的，不能触碰到气泡或插

到液面以下，原因：o

(6)得出结论:

结论:与无机催化剂比,酶降低活化能的效果更显著，催化效率更高,

具有高效性。

(7)控制变量(课本P79)

：人为改变的变量

①变量”:随着自变量的变化而变化的变量

：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响,

I但是这种影响可以忽略不计。

②除一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做，它一

般设置组和组。

思考：根据①②总结实验原则：，

③思考本实验中的变量：

I.自变量是，，

II.因变量是________________________

III.无关变量有____________________________

IV.本实验的对照组是号试管，实验组是号试管。

3.酶的作用机理(课本P80)

(1)活化能：分子从转变为的活跃状态所需

要的能量。

二、酶的特性

1、酶的特性：⑴、(2)、(3)o

2、酶催化的化学反应一般是在的条件下进行的。

3、不同酶的最适PH值：

口腔：唾液淀粉酶，pH：6.8胃：胃蛋白酶,

pH:l.5—2.2

小肠:小肠液中的肠肽酶和胰液中的各种酶，pH:8—9

酶促反应速度酣促反应速度

八八

(1)温度⑵PH

4、画出下列图像

【预习自测】

1.下列图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应

曲线,

E表示酶降低的活化能。正确的图解是()

3.用某种物质处理细胞,处理后，该细胞的膜仅具有自由扩散的运输

方式，则处理该细胞的物质最可能是)

A.淀粉酶B.蛋白酶C.脂肪酶D.生长素

4.催化脂肪酶水解的酶很可能是（）

A.肽酶B.蛋白酶C.脂肪酶D.淀粉酶

5.甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时

间的关系如右图所示。下列分析错误的是

A.甲酶能够抵抗该种蛋白酶降解

B.甲酶不可能是具有催化功能的RNA

C.乙酶的化学本质为蛋白质

D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变

【拓展阅读】

酶在生物体内

在生物体内的酶是具有生物活性的蛋白质，存在于生物体内的细胞

和组织中，作为生物体内化学反应的催化剂，不断地进行自我更新，使

生物体内及其复杂的代谢活动不断地、有条不紊地进行.

酶的催化效率特别高（即高效性），比一般的化学催化剂的效率

高10,〜1018倍，这就是生物体内许多化学反应很容易进行的原因

之一.

酶的催化具有高度的化学选择性和专一性.一种酶往往只能对某

一种或某一类反应起催化作用，且酶和被催化的反应物在结构上往往

有相似性.

一般在37℃左右，接近中性的环境下，酶的催化效率就非常高，

虽然它与一般催化剂一样，随着温度升高，活性也提高，但由于酶是

蛋白质，因此温度过高，会失去活性（变性），因此酶的催化温度一

般不能高于60℃,否则，酶的催化效率就会降低，甚至会失去催化

作用.强酸、强碱、重金属离子、紫外线等的存在，也都会影响酶的

催化作用.

人体内存在大量酶，结构复杂，种类繁多，到目前为止，已发现

3000种以上（即多样性）.如米饭在口腔内咀嚼时，咀嚼时间越长，

甜味越明显，是由于米饭中的淀粉在口腔分泌出的唾液淀粉酶的作用

下，水解成葡萄糖的缘故.因此，吃饭时多咀嚼可以让食物与唾液充

分混合，有利于消化.此外人体内还有胃蛋白酶，胰蛋白酶等多种水

解酶.人体从食物中摄取的蛋白质，必须在胃蛋白酶等作用下，水解

成氨基酸，然后再在其它酶的作用下，选择人体所需的20多种氨基

酸，按照一定的顺序重新结合成人体所需的各种蛋白质，这其中发生

了许多复杂的化学反应.可以这样说，没有酶就没有生物的新陈代谢,

也就没有自然界中形形色色、丰富多彩的生物界.

酶在医疗上

随着对酶研究的发展，酶在医学上的重要性越来越引起了人们的

注意，应用越来越广泛.下面分三个方面介绍.

1.酶与某些疾病的关系

酶缺乏所致之疾病多为先天性或遗传性，如白化症是因酪氨酸羟

化酶缺乏，蚕豆病或对伯氨喳咻敏感患者是因6一磷酸葡萄糖脱氢酶

缺乏.许多中毒性疾病几乎都是由于某些酶被抑制所引起的.如常用

的有机磷农药（如敌百虫、敌敌畏、1059以及乐果等）中毒时，就

是因它们与胆碱酯酶活性中心必需基团丝氨酸上的一个一0H结合而

使酶失去活性.胆碱酯酶能催化乙酰胆碱水解成胆碱和乙酸，当胆碱

酯酶被抑制失活后，乙酰胆碱水解作用受抑，造成乙酰胆碱推积，出

现一系列中毒症状，如肌肉震颤、瞳孔缩小、多汗、心跳减慢等.某

些金属离子引起人体中毒，则是因金属离子（如Hg2+）可与某些酶

活性中心的必需基团（如半胱氨酸的一SH）结合而使酶失去活性.

2.酶在疾病诊断上的应用

正常人体内酶活性较稳定，当人体某些器官和组织受损或发生疾

病后，某些酶被释放入血、尿或体液内.如急性胰腺炎时，血清和尿

中淀粉酶活性显著升高；肝炎和其它原因肝脏受损，肝细胞坏死或通

透性增强，大量转氨酶释放入血，使血清转氨酶升高；心肌梗塞时，

血清乳酸脱氢酶和磷酸肌酸激酶明显升高；当有机磷农药中毒时.，胆

碱酯酶活性受抑制，血清胆碱酯酶活性下降；某些肝胆疾病，特别是

胆道梗阻时，血清r一谷氨酰移换酶增高等等.因此，借助血、尿或

体液内酶的活性测定，可以了解或判定某些疾病的发生和发展.

3.酶在临床治疗上的应用

近年来，酶疗法已逐渐被人们所认识，广泛受到重视，各种酶制

剂在临床上的应用越来越普遍.如胰蛋白酶、糜蛋白酶等，能催化蛋

白质分解，此原理已用于外科扩创，化脓伤口净化及胸、腹腔浆膜粘

连的治疗等.在血栓性静脉炎、心肌梗塞、肺梗塞以及弥漫性血管内

凝血等病的治疗中，可应用纤溶酶、链激酶、尿激酶等，以溶解血块，

防止血栓的形成等.

一些辅酶，如辅酶A、辅酶Q等，可用于脑、心、肝、肾等重要

脏器的辅助治疗.另外，还利用酶的竞争性抑制的原理，合成一些化

学药物，进行抑菌、杀菌和抗肿瘤等的治疗.如磺胺类药和许多抗菌

素能抑制某些细菌生长所必需的酶类，故有抑菌和杀菌作用；许多抗

肿瘤药物能抑制细胞内与核酸或蛋白质合成有关的酶类，从而抑制瘤

细胞的分化和增殖，以对抗肿瘤的生长；硫氧喀咤可抑制碘化酶，从

而影响甲状腺素的合成，故可用于治疗甲状腺机能亢进等.

《降低化学反应活化能的酶》学情分析

学生已经掌握了化学中的双氧水的分解反应和有关无机催化剂

的知识，可以用来进行有关实验和生物催化剂酶的教学，将化学知识

与生物学教学进行渗透。学生掌握的数学上函数的知识可以用来进行

变量的有关教学，将数学知识和生物学知识进行渗透。学生的分析、

推理和抽象思维能力不强；在学习方法和认识水平方面还不够熟练;

对本节知识有亲身体验，求知欲强，积极性高，学习潜力很大。学生

在初中学习了有关消化酶的知识，做了相关的实验，并根据生活经验,

通过报刊、电视、互联网等媒体，获得许多与酶有关的信息，对酶有

了一定的认识，但认识有限。在实验操作方面，学生已经能够正确使

用一般的实验器具，对探究实验有较高的兴趣，但对探究的程序还不

熟练。

《降低化学反映活化能的酶》课堂效果分析

《降低化学反应活化能的酶》一节课，内容跟生活息息相关，如

我们常用的加酶洗衣粉、多酶片，还有经常喝的清亮的果汁等，本节

还通过情景剧的设置和实验操作，让学生真正实现了自主探究学习，

学生有很高的学习热情，课标达成率很高。

在设计这节课时，我在课前本人和学生一起利用网络查阅大量有

关资料，并由学生自主整理后课上交流。课上采用“交流探究一一分

析讨论一一归纳总结”的教学模式，教师以引导者、组织者、帮助者

身份出现，充分体现学生主体地位，使学生通过本节课学习，既学会

科学知识，又培养了学生的合作探究能力，并且得到深刻的情感体验。

《降低化学反应活化能的酶》教材分析

一、整体设计思路

“降低化学反应活化能的酶”是人教版普通高中课程标准实验教

科书生物必修1第5章第1节的内容。关于酶的作用，教材安排了

一个学生实验一一比较过氧化氢在不同条件下的分解。在进行教学设

计时，教者充分利用了这个实验，通过对本实验的分析，引导学生自

己得出结论，切身体会到酶的高效催化作用，继而揭示酶具有高效催

化性的原理。这种设计有助于引导学生学会确认和控制变量，有助于

培养学生的科学探究能力。

二、教材分析

该节主要介绍了酶在细胞代谢中的作用、酶的本质以及酶的3

个特性，一般加上实验共需要3个课时。本节是第一课时，主要说明

酶的作用。课本在学生学习过初中生物学的基础上，创设了“问题探

讨”的情境一一200多年前科学家斯帕兰札尼有关探究鹰消化食物原

理的著名实验，引导学生分析和讨论，明确在这个实验过程中酶起了

重要作用。那么酶在细胞代谢中有何作用？教材安排了实验来比较过

氧化氢在不同条件下分解速率快慢的实验，引导学生自己得出结论,

从而切身体会到酶具有很高的催化速率，该实验还介绍了生物实验的

常用方法，所以要特别注意理解掌握设计对照实验的原则一一单一变

量原则（只有一个实验条件不同，其他的实验条件都相同），从而确

定实验结果的不同就是有该不同的条件造成的。在学生获得感性知识

的基础上，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。这种编排有助于引导学生学会确认和控

制变量，有助于培养学生的科学探究能力。

此外，“降低化学反应活化能的酶”是在学习了有关细胞学知识

的基础上来学习的，酶是生物体进行新陈代谢不可缺少的条件，为后

面学习ATP、光合作用和呼吸作用等作了铺垫。学生通过有关酶的的

探究性学习活动获得的技能，对进一步学习生物技术实践等知识起到

保证作用。本节内容在高中课标中要求：说明酶在代谢中的作用，但

对学生潜在的知识和能力要求比较高。学生对本节提出的有关实验的

知识：自变量、因变量、无关变量、对照实验设计的方法和原则的理

解和实验能力的提高，对学习整个高中生物学实验有着非常重要的作

用。

《降低化学反应活化能的酶》观看记录

1、刘佳文老师

白桦老师所讲授的这节课，巧妙的利用新闻发布会导入课程，激发学

生的学习兴趣，情景剧贯穿始终。利用学生实验，帮助学生理解酶的

高效性这一难点。课堂生动，学生参与度高。

2、韩军霞老师

白桦老师这节课采用多种教学手段，情景剧、实验、模型构建等，让

学生在合作探究中学到知识，真正实现了课堂的学生主体。

3、张子清老师

白桦老师在课堂中特别善于调动学生的积极性，在教会学生知识的同

时，培养了学生的合作能力和探究精神。注重本节课知识与生活的联

系，让知识能够服务于生活，是不可多得的一节好课。

4、周艳芳老师

白桦老师情景剧的设置非常巧妙，学生自编自演的“酶本质的探索历

程”与模型构建相结合，非常轻松的解决了知识点，可谓十分用心。

降低化学反应活化能的酶（酶的作用和本质）同步练习

1.下列关于酶的概念，最准确的叙述是（）

A酶是一种蛋白质

B酶是一种具有催化能力的蛋白质

C酶是活细胞产生的一种蛋白质

D酶是活细胞产生的具有催化能力的一种有机物

2.在过氧化氢酶溶液中加入双缩胭试剂，其（）

A、产生气泡B、溶液呈蓝色

C、溶液呈紫色D、产生砖红色沉淀

3、催化脂肪酶水解的酶是（）

A、肽酶B、蛋白酶

C、脂肪酶D、淀粉酶

4、斯帕兰札尼发现，放在鹰胃内的肉块经过一段时间后消失了。这

主要是由于鹰胃内有

块起了作用的（）

A.胃蛋白酶D.胃淀粉酶C.盐酸溶液D.物理性摩擦

5.选用新鲜肝脏做酶的高效性实验，是因为新鲜肝脏中（）

A.含Fe?'多B.过氧化氢酶易发挥作用

C.含的酶的种类多D.过氧化氢酶多且活性强

6.酶是活细胞产生的，下列关于酶的论述错误的是（）

A.有些酶是核酸B.酶的数量因参与化学反应而减少

C.酶的活性与pH有关D.酶的催化效率很高

7.下列关于过氧化氢的叙述中，正确的是（）

A.在无催化剂时，不会分解咸水和氧气

B.过氧化氢和水一样无色无味，对皮肤无害

C.Fe"和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解反应

D.在有催化剂存在时、过氧化氢分解反应的平衡会向分解一侧

移动

8.在活细胞中参与各种化学反应且起重要作用的物质是（）

A.水B.核酸C.蛋白质D.酶

9.酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的（）

A.蛋白质B.RNAC.无机物D.有机物

10.彻底解开鸟胃不仅有物理消化，也有化学消化之谜的是（）

A.德国科学家施莱登B.意大利科学家斯帕兰札尼

C.英国科学家达尔文D.德国科学家施旺

11.发现少数RNA也具有生物催化作用，从而使酶的概念更深一步是

在（）

A.19世纪30年代B.20世纪80年代

C.18世纪60年代D.20世纪30年代

12.唾液淀粉酶进入胃后，将（）

A.继续催化淀粉水解B.受胃液保护不分解

C.不发生变化D.自身被分解

13.与验证酶的高效性成功与否关系不大的是（）。

A.试管是否干净B.肝脏是否新鲜

C.卫生香是否点燃D.是否有对比实验

二、非选择题

14、请设计一个实验比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率

(1)实验原理：新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，Fe3+是一种无机催

化剂，它们都可以催化过氧化氢分解成水的氧。

(2)实验器材：新鲜的质量分数为20%的肝脏(如猪肝、鸡肝)研

磨液，量筒，试管，滴管，试管架，卫生香，火柴，体积分数为3%

的H202溶液，质量分数3.5%的FeC13溶液.

⑶实验步骤：

①_________________________________________________________

②_________________________________________________________

③_________________________________________________________

④_________________________________________________________

⑤_________________________________________________________

(4)设计表格记录实验现象与结论:

⑸实验分析：

①本实验中,号试管是作为对照组，其他试管是实验

组.

②2号、4号试管中出现的现象说明了什么？

15、设计一个实验，证明唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质。现提供下

列实验材料：蛋清液、双缩胭试剂、新鲜唾液、试管、量简，填表并

做出结论。

对照组实验组

蛋清液

唾液

双缩胭试剂

结

论

16.如图所示，分别向4支各盛有5mLrq

B

过氧化氢溶液的试管内加入肝或砂子。W

ig黑肝i

在这个实验中，试管A放氧相对缓慢，他碾碎1g肝碾碎只放砂子

的肝煮沸并冷却

试管C和D不放氧。请回答:

（1）肝脏中有什么物质能引起过氧化氢释放氧气?o理

由是。

(2)为什么用煮沸冷却的肝做对照要比用砂子做对照理更好

些？。

(3)为什么试管B放氧速度比试管A快？o

参考答案

1.D2.C3.B4.A5.D6.B7.C8.D9.D10.B

11.B12.D13.C

(3)实验步骤：

①取四支洁净的试管，编上号，并且各注5mL溶液。

②向1号、3号试管内分别滴入FeC13溶液、肝脏研磨液各两滴，向

2号、4号试管内各滴人两滴清水。

③堵住试管口，轻轻地振荡试管，使试管内的物质混合均匀。

④将2号试管置于90~C水浴中恒温，其他试管则放在室温环境里。

⑤仔细观察并记录哪支试管产生的气泡多。或者将点燃但无火焰的卫

生香分别放到四支试

管的管内液面上方，观察并记录哪支卫生香燃烧的猛烈。

(4)设计表格记录实验现象与结论：

1号试管2号试3号试管4号试

管管

步骤15mLH2025mLH2025mLH2025mLH202

步骤2两滴FeC13溶两滴清两滴肝脏研两滴清

液水磨液水

步骤3室温90℃室温室温

实验现有较多的气有少量气有大量气泡无气泡

象泡泡

实验结过氧化氢氢酶的催化作用具有高效性

论

⑸实验分析：

①1、②加热使H202分子得到能量，从常态转变为容易分解的活

跃状态。

对照组实验组

蛋清液2mL

唾液2mL

双缩版试剂2mLA液、4〜5滴B液2mLA液、4〜5滴B液

实验组出现与对照组相同有紫色，证明唾液淀粉酶的化学本质是蛋白

质

3.(1)过氧化氢酶过氧化氢酶能催化过氧化氢分解成乩0和

(2)煮沸冷却的肝中同样含有过氧化氢酶，但已失去活性，这样遵

循了单一因素原则，同时该对照实验还能说明温度过高，酶将失去活

性

(3)将肝碾碎，过氧化氢酶容易释放出来

生物实验在学科素养养成与核心价值达成方面的作用

课后反思

胶州市实验中学白桦

生物学科本身就是一门实验科学，它的核心价值本身就是靠实验

和探究发现的，生物学的历史可谓是一段“实践出真知”的历史。因

此，提高学生生物素养必须从实验课入手，让学生在探究和实验过程

中获得知识，提高能力，并抓住生物学最本质的核心概念与研究方法，

实现学科的核心价值。新课标明确提出要重视生物课堂中的实验教学,

学生在实验的体验中可以更好的学会审美、学会创新、学会合作、学

会发现。生物科学素养主要是指人们在认识自然和应用生物科学知识

的过程中表现出来的内禀特质，包括人们所掌握的生物科学知识、技

能和方法，以及在此基础上形成的生物科学能力、科学观以及科学品

质。

下面是我在实验教学探索和实践中的一点心得。

一、“抓好手中的风筝线”一一自主探究，科学引导

在生本愉悦课堂理念下的生物实验教学中，学生就好比风筝，教

师则是放风筝的那个人。教师要将课堂大胆的放给学生，但也要能随

时收回来。比如：在《酶与生活》的实验中，我首先给出实验器材和

用具，引导学生小组讨论后自主确定实验课题，并选择实验材料，自

主进行实验，将课堂放手给学生。但是。在实验之前，我会给出一定

的注意事项，并在实验中随时用相机拍下学生实验过程中出现的问题

并在学生展示交流结束后给他们指出来，并给出合理的建议。当学生

在大屏幕上真正看到自己的错误时，印象是非常深刻的，我再给与学

生恰当的指导，做到有的放矢。

二、“自己收获的果实最甜”一一大胆创新，敢于发现

通常，传统的生物实验的课题方案都由教师安排决定，甚至实验

结果也由教师事先告知，学生只是机械地操作，无从感受获取知识应

用知识的快乐，也因为机械的操作，丧失了创新的灵感，甚至与新的

科学发现失之交臂。久而久之，养成学生“坐等吃食”的惰性，对其

创新能力的发展是非常不利的。科学发现的过程本身就是一种在探索

中进步的过程，因此，高中生物实验应该遵循科学发现的流程，引导

学生自主探究，在失败中发现问题，在合作中收获知识。

在“探究植物细胞的吸水失水”的实验教学中，我首先创设情境

讨论一些生活中常见的现象，如在盛有黄瓜条的盘里加盐发现水增多

了，再过一段时间黄瓜条变软了，集市卖菜的人洒水能保鲜蔬菜；萎

蕉的黄瓜泡在清水里会变得硬挺，引导学生提出问题，讨论问题的价

值性、合理性，最终提出原生质层相当于一层半透膜吗？这个问题进

行探究。学生做出假设，是半透膜或者不是半透膜，如何设计实验来

证明你的假说？学生设计实验先组内讨论，再组间交流，指导学生确

定最佳实验方案。再提问你实验的实预期是什么？实验操作完成后，

引导学生自己对实验结果分析，得出结论，并做进一步的探究。

整个教学过程按，提出问题一作出假设一设计实验一进行实验一

分析结果一得出结论一表达交流一进一步探究的科学发现过程进行,

很好的激发了学生的创造思维，也让学生体会到了科学研究的方法。

实验后，学生发现了很多课本上没有的知识与大家分享，在分享成功

的果实时一，学生的心情是十分愉悦的，有效的达到了“愉悦课堂”的

目的。

三、“拥有一双善于发现的眼睛”一一发现生活，学以致用

生物学科是一门研究生命的科学，没有生命就没有生物学。因此，

生物学科与生活是息息相关的。在生物学习中，让学生做到理论联系

生活实际，融会贯通，分析生活现象，解决实际问题。即能提高兴趣，

加深记忆，又能提高知识的应用能力。

比如说学生在学习了本节内容之后，告诉学生到商场洗护用品区

观察一下，看看加酶洗衣产品的产品说明书和注意事项，并将产品上

所写的与学习的知识联系起来，思考一下“有没有可以改进的地方？”

“如何验证一下洗涤效果？”等。生物兴趣小组还可以针对课堂知识

拓展出更多的课题，进行课外实验研究，在了解了秸秆分解剂之后，

可以为本地农村农民做科学指导。

再比如说在学习了“质壁分离及其复原”以后，让学生观察两棵

盆栽植物，由于施肥的浓度不同，而出现不同的结果：一棵生长正常，

一棵却造成了“烧苗”。据此，让学生明白，一次施肥过多是造成“烧

苗”原因。同时让学生观察花盆中长期积水，植物造成萎蕉的现象，

使学生形象地了解土壤通气状况对根吸收水的影响。

生活中的生物现象无处不在，拥有一双善于发现的眼睛，是学好

生物学的重要方面，也是培养生物学科素养，达成核