四川省成都市高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 5.1.2 降低化学反应活化能的酶教学设计 新人教版必修1

四川省成都市高中生物第五章细胞的能量供应和利用5.1.2降低化学反应活化能的酶教学设计新人教版必修1学校授课教师课时授课班级授课地点教具教材分析嘿，同学们，今天我们要一起探索生物的奥秘，走进“细胞能量供应和利用”的奇妙世界。咱们今天要学习的，是“5.1.2降低化学反应活化能的酶”。这可是咱们生物必修1中非常重要的一章哦！我们要通过这个章节，了解酶这个神奇的生物催化剂，它如何帮助细胞高效地进行能量转换。咱们一起来揭开这个神秘的面纱吧！🌟🔍核心素养目标1.培养科学探究精神，通过实验和观察，理解酶在降低化学反应活化能中的作用。

2.提升生物学思维能力，学会运用模型和图表分析酶的特性和作用机制。

3.增强生命观念，认识到酶在生物体内能量转换中的重要性，以及生物体内物质和能量转换的复杂性。

4.培养科学态度和价值观，认识到科学知识在解决实际问题中的应用价值。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

同学们在此之前已经学习了细胞的基本结构和功能，对细胞内能量转换的初步概念有所了解。他们可能已经接触过一些关于能量转换的基本原理，比如光合作用和呼吸作用的基本过程。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中生物的学习者通常对生物学的奥秘充满好奇，对生命现象的探究有较高的兴趣。他们的学习能力较强，能够通过课本和实验活动吸收新知识。学习风格上，部分同学可能更倾向于通过实验和观察来学习，而另一些同学则可能更擅长通过理论分析和图表来理解复杂概念。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

在学习酶的作用时，同学们可能会遇到理解酶如何降低化学反应活化能的困难。此外，酶的特性和作用机制可能比较抽象，学生可能难以将理论知识与实际应用相结合。此外，实验操作技能和数据分析能力也是一些同学可能需要提高的方面。教学资源-实物资源：酶制剂、底物溶液、试管、滴管、显微镜、载玻片、盖玻片

-软件资源：生物教学软件、图像处理软件

-课程平台：学校生物教学平台、在线教育平台

-信息化资源：酶的3D模型、酶活性检测的实验视频、相关生物学文献

-教学手段：多媒体教学设备、实验指导书、课堂讨论板教学过程一、导入新课

（一）情境导入

同学们，你们有没有想过，为什么我们的身体能够持续地运动，细胞能够不断地进行代谢活动？其实，这都离不开细胞内的能量供应和利用。今天，我们就来揭开这个秘密，探究细胞能量供应和利用的奥秘。

（二）提出问题

那么，细胞是如何获取能量的呢？又是如何利用这些能量呢？今天，我们就来学习“5.1.2降低化学反应活化能的酶”，了解酶在细胞能量供应和利用中的作用。

二、新课讲授

1.酶的发现与特性

（1）同学们，酶是什么？让我们一起回顾一下酶的发现历程。在19世纪末，科学家们发现，某些生物体能够催化化学反应，这就是酶的发现。

（2）酶有哪些特性呢？我们一起来探讨一下。酶具有高效性、专一性、温和性等特点。

2.酶如何降低化学反应活化能

（1）同学们，酶是如何降低化学反应活化能的呢？这需要我们了解活化能的概念。活化能是指化学反应从反应物转变为产物所需的最小能量。

（2）接下来，我们通过实验和观察来探究酶如何降低化学反应活化能。首先，我们进行实验，观察不同条件下酶促反应的速率变化。然后，我们分析实验结果，总结酶降低活化能的原理。

3.酶在细胞能量供应和利用中的作用

（1）同学们，了解了酶降低活化能的原理，我们再来探讨酶在细胞能量供应和利用中的作用。

（2）细胞内的能量转换主要发生在细胞呼吸过程中。酶在这个过程中发挥着至关重要的作用，比如，细胞呼吸过程中的糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化等步骤都需要酶的参与。

4.酶的应用

（1）同学们，酶不仅在细胞内发挥着重要作用，还广泛应用于工业、医药、食品等领域。

（2）我们来举例说明一下。比如，酶可以用于生产洗涤剂、食品加工、制药等。

三、课堂活动

1.实验操作

（1）同学们，接下来，我们进行实验操作，观察酶促反应的速率变化。请大家注意实验步骤，确保实验结果的准确性。

（2）实验结束后，我们分析实验数据，总结酶降低活化能的原理。

2.课堂讨论

（1）同学们，刚才我们通过实验和观察，了解了酶降低活化能的原理。现在，我们来讨论一下酶在细胞能量供应和利用中的作用。

（2）请大家结合所学知识，谈谈自己对酶在细胞能量供应和利用中的作用的看法。

四、课堂小结

1.回顾今天所学内容

（1）同学们，今天我们学习了酶的发现与特性、酶如何降低化学反应活化能、酶在细胞能量供应和利用中的作用以及酶的应用。

（2）请同学们回顾一下今天所学内容，确保自己对这些知识有深入的理解。

2.提出思考题

（1）同学们，酶在细胞能量供应和利用中发挥着重要作用，那么，除了酶，还有哪些因素会影响细胞能量转换的效率呢？

（2）请大家课后思考，并在下节课分享自己的见解。

五、作业布置

1.完成课后习题

（1）同学们，为了巩固今天所学知识，请完成课后习题，加深对酶的理解。

（2）课后习题包括选择题、填空题和简答题，请大家认真完成。

2.查阅资料

（1）同学们，为了拓宽知识面，请查阅有关酶在生物体内作用的资料，了解酶在生物体中的具体应用。

（2）请大家在下节课分享自己的学习成果。

六、课堂延伸

1.组织学生进行小组讨论，探讨酶在生物体内作用的实际应用。

2.安排学生进行课外实验，观察酶在生物体内作用的实验现象。

3.邀请相关领域的专家进行讲座，让学生了解酶在生物科学、医药、食品等领域的应用前景。教学资源拓展1.拓展资源：

-酶的发现历史：介绍历史上著名的酶研究案例，如木瓜蛋白酶的发现，以及科学家们对酶本质的研究过程。

-酶的催化机制：探讨酶如何通过降低反应的活化能来加速化学反应，包括酶与底物的结合、中间体的形成等过程。

-酶的动力学研究：介绍酶动力学的基本概念，如米氏方程、酶的活性测定等，以及如何通过动力学实验来研究酶的特性。

-酶的变构效应：讲解酶的变构酶作用，即酶的活性中心以外的部分如何影响酶的活性。

-酶在生物体内的作用：分析酶在细胞代谢、信号传导、生物合成等过程中的具体作用。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读相关的科普书籍或科学杂志，如《科学美国人》、《自然》等，以了解酶研究的最新进展。

-建议学生观看关于酶的科普视频，如TED演讲、科学教育频道等，通过直观的方式加深对酶的理解。

-推荐学生参与学校或社区的科学讲座，邀请生物化学领域的专家来校进行讲座，让学生与专业人士直接交流。

-组织学生参观科研机构或大学实验室，实地了解酶研究的实验环境和方法。

-设计实验项目，让学生亲自动手进行酶活性实验，通过实际操作来掌握酶的特性。

-引导学生进行小组研究，针对酶在特定生物过程中的作用进行深入探讨，如酶在光合作用、细胞呼吸中的作用。

-鼓励学生利用网络资源，如在线课程、学术论文数据库等，自主查找和学习酶的相关知识。

-建议学生参与科学竞赛，如生物奥林匹克竞赛，通过竞赛来提升对酶学的理解和应用能力。

-组织学生撰写科学小论文，总结酶学研究的成果，培养他们的科学写作和表达能力。教学评价1.课堂评价：

-提问：在课堂教学中，我将通过提问来检验学生对酶的概念、特性以及作用的理解程度。我会设计一系列循序渐进的问题，从基础到深入，以了解学生对知识的掌握情况。

-观察：我会观察学生在课堂上的参与度，包括他们的眼神交流、表情变化和互动情况，以此来评估他们的学习兴趣和参与程度。

-小组讨论：通过小组讨论的形式，我可以观察学生之间的合作能力和沟通技巧，以及他们如何应用所学知识解决问题。

-实验操作：在实验环节，我会观察学生的实验技能和实验报告的撰写能力，确保他们能够正确操作并理解实验结果。

2.作业评价：

-课后习题：我会对学生的课后习题进行详细的批改，包括选择题、填空题和简答题，以评估他们对基本概念的理解和应用能力。

-实验报告：对于实验作业，我会检查学生是否能够准确记录实验数据，分析实验结果，并撰写清晰、逻辑严密的实验报告。

-小论文：对于撰写的小论文，我会评估学生的研究能力、分析能力和写作技巧，确保他们能够将理论知识与实际应用相结合。

-反馈与鼓励：在评价过程中，我会及时给予学生反馈，指出他们的优点和需要改进的地方，同时鼓励他们继续努力，激发他们的学习动力。

3.形成性评价：

-定期测试：我会定期进行小测验或单元测试，以评估学生对整个章节知识的掌握情况，并及时调整教学策略。

-学生自评与互评：鼓励学生进行自我评价和同伴评价，让他们反思自己的学习过程，学会从不同角度看待问题。

4.总结性评价：

-期末考试：通过期末考试，我可以全面评估学生对酶学知识的掌握程度，包括理论知识和实验技能。

-学习档案：建立学生的学习档案，记录他们的学习过程和成果，包括作业、实验报告、测试成绩等，作为总结性评价的依据。课后作业1.实验报告撰写：

请根据本节课的实验内容，撰写一份实验报告。实验内容为：观察不同酶对淀粉水解反应的影响。要求：

-实验目的：说明实验的目的和预期结果。

-实验原理：解释淀粉水解反应的原理以及酶在其中的作用。

-实验步骤：详细描述实验的各个步骤。

-实验结果：记录实验过程中观察到的现象和数据。

-结果分析：分析实验结果，解释实验现象，并讨论实验结果的意义。

2.酶的特性分析：

阅读课本相关内容，分析以下酶的特性，并举例说明：

-高效性：酶如何提高化学反应的速率？

-专一性：酶如何具有专一性？举例说明。

-温和性：酶在什么条件下保持活性？举例说明。

3.酶的应用讨论：

讨论以下酶在生活中的应用，并简要说明其作用原理：

-酶在食品加工中的应用：如酿酒、面包制作等。

-酶在医药领域的应用：如药物合成、疾病诊断等。

4.酶与能量转换的关系：

结合课本内容，解释酶在细胞能量转换中的作用，并举例说明：

-酶在细胞呼吸中的作用：如糖酵解、三羧酸循环、氧化磷酸化等。

-酶在光合作用中的作用：如光反应、暗反应等。

5.酶的变构效应分析：

分析以下酶的变构效应，并举例说明：

-变构酶的概念：解释变构酶的定义和作用。

-变构效应的原理：解释变构效应的原理，如酶的活性中心以外的部分如何影响酶的活性。

-变构效应的实例：举例说明变构效应在实际生物体内的应用。

答案：

1.实验报告撰写：

-实验目的：观察不同酶对淀粉水解反应的影响，了解酶的催化作用。

-实验原理：淀粉在酶的作用下水解生成葡萄糖，酶降低反应的活化能，提高反应速率。

-实验步骤：取一定量的淀粉溶液，分别加入不同酶制剂，观察反应现象，记录数据。

-实验结果：不同酶对淀粉水解反应的影响不同，某些酶催化效果明显。

-结果分析：酶通过降低反应的活化能，提高反应速率，具有催化作用。

2.酶的特性分析：

-高效性：酶通过降低反应的活化能，提高反应速率，具有高效性。例如，唾液淀粉酶在消化过程中催化淀粉水解，提高反应速率。

-专一性：酶对特定的底物具有催化作用，具有专一性。例如，胃蛋白酶只能催化蛋白质水解，对其他物质无作用。

-温和性：酶在温和的条件下保持活性，具有温和性。例如，人体内的酶在体温下仍能保持活性。

3.酶的应用讨论：

-酶在食品加工中的应用：酿酒过程中，酵母菌将葡萄糖转化为酒精和二氧化碳；面包制作过程中，酵母菌产生二氧化碳，使面包膨胀。

-酶在医药领域的应用：药物合成过程中，酶催化反应，提高合成效率；疾病诊断过程中，酶检测病原体或生物标志物，辅助诊断。

4.酶与能量转换的关系：

-酶在细胞呼吸中的