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1、 《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》教學(xué)設(shè)計(jì) 薛永峰 2011.11.30 【教學(xué)目標(biāo)分析】 1、知識(shí)目標(biāo) （1）說(shuō)明酶在細(xì)胞代謝中的作用。 （2）闡述細(xì)胞代謝的概念。 2、能力目標(biāo) （1）培養(yǎng)學(xué)生推理、比較、分析、歸納總結(jié)的能力。 （2）通過(guò)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究，學(xué)會(huì)控制自變量，觀察 和檢測(cè)因變量的變化，以及設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)。 3、情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo) (1)通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)等讓學(xué)生感嘆，激發(fā)學(xué)生對(duì)生命的珍惜和愛(ài)護(hù)，對(duì)生命的尊重和欣賞。 【教材內(nèi)容分析】 新陳代謝是生物體內(nèi)全部化學(xué)反應(yīng)的總稱(chēng)，是生物體進(jìn)行一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。這些生物化學(xué)反應(yīng)之所以能在常溫常壓下進(jìn)行，就

2、是因?yàn)橛辛嗣高@種生物催化劑的作用。因此，了解酶的作用，為理解細(xì)胞中復(fù)雜的生命活動(dòng)的順利進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)。本節(jié)課主要是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)酶，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的探究得出酶在新陳代謝中的作用；通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析，幫助學(xué)生建立“唯一變量原則”的思想；通過(guò)對(duì)酶的學(xué)習(xí)引起學(xué)生對(duì)細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的興趣，為呼吸作用和光合作用的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。故本節(jié)內(nèi)容在《分子與細(xì)胞》模塊的知識(shí)體系中占有較重要的地位。 【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)分析】 1、教學(xué)重點(diǎn)：酶在細(xì)胞代謝中的作用 酶在細(xì)胞代謝中的作用是本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)。學(xué)生通過(guò)初三、高一階段化學(xué)的學(xué)習(xí)，對(duì)于純化學(xué)反應(yīng)和無(wú)機(jī)催化劑的作用已比較熟悉，但是對(duì)于細(xì)胞內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)及生物催化劑──酶的認(rèn)

3、識(shí)有限。利用學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)催化劑的知識(shí)基礎(chǔ)切入，引入酶的學(xué)習(xí)。在教學(xué)時(shí)主要采用分析、歸納為主線的教學(xué)方法。并在教師的啟發(fā)下，閱讀教材中的有關(guān)內(nèi)容，討論分析并回答相關(guān)問(wèn)題，歸納酶的作用，理解并掌握相關(guān)內(nèi)容。 2. 教學(xué)難點(diǎn)：（1）酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理。 （2）控制變量的科學(xué)方法。 酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理和控制變量的科學(xué)方法是本節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)。由于學(xué)生對(duì)細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)和酶的知識(shí)了解很少，酶的作用——酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理比較抽象，學(xué)生對(duì)其理解也有一定的困難。為此，在教學(xué)時(shí)教師充分利用教材上形象、直觀的圖解和文學(xué)說(shuō)明，幫助學(xué)生明確催化劑可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，并通過(guò)打比方和多媒體動(dòng)畫(huà)

4、強(qiáng)化對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的理解。 學(xué)生首次接觸設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的原則之一 ——控制變量的科學(xué)方法，且自變量、因變量和對(duì)照實(shí)驗(yàn)也比較抽象，學(xué)生理解起來(lái)有一定的困難，教師在教學(xué)時(shí)引領(lǐng)學(xué)生分析教材中“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)閱讀、討論可以明確自變量、因變量和對(duì)照實(shí)驗(yàn)的含義，并通過(guò)觀看視頻學(xué)會(huì)控制自變量和設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)的方法，領(lǐng)悟彼此間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 【學(xué)生學(xué)情分析】 學(xué)生通過(guò)初三、高一階段化學(xué)的學(xué)習(xí)，對(duì)于純化學(xué)反應(yīng)已比較熟悉，但是對(duì)于細(xì)胞內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)及生物催化劑──酶的認(rèn)識(shí)有限。學(xué)生理解起來(lái)有一定的困難，需要教師借助于多媒體課件等手段把酶的作用直觀形象地表示出來(lái)，幫助學(xué)生理解 【設(shè)計(jì)理念】

5、 新課程倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生探索新知識(shí)的經(jīng)歷和獲得新知識(shí)的體驗(yàn)，不能再讓教學(xué)脫離學(xué)生的內(nèi)心感受，必須讓學(xué)生追求過(guò)程的體驗(yàn)?；谝陨险J(rèn)識(shí)，在設(shè)計(jì)本節(jié)課時(shí)，教師所考慮的不是簡(jiǎn)單告訴學(xué)生酶在細(xì)胞代謝中的作用，而是創(chuàng)造一些生物氛圍，讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)、探索酶的作用。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生在課堂上的主體地位得到充分發(fā)揮，極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也提高了他們分析、問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)造力。這正是新課程所倡導(dǎo)的數(shù)學(xué)理念。 【教學(xué)策略的設(shè)計(jì)】 根據(jù)主體性教學(xué)目標(biāo)，以“自主性、探究性、合作性”為學(xué)生學(xué)習(xí)的三個(gè)基本特征，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)為指導(dǎo)，以側(cè)重科學(xué)方法教育為歸宿，本節(jié)課采用：設(shè)疑導(dǎo)

6、入→引導(dǎo)探索→歸納總結(jié)→拓展升華的教學(xué)模式 1、教學(xué)方法 （1）啟發(fā)式教學(xué)：以設(shè)問(wèn)和疑問(wèn)層層引入，激發(fā)學(xué)生，啟發(fā)學(xué)生積極思考，逐步從常識(shí)走向科學(xué)，將感性認(rèn)識(shí)提升到理性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的抽象思維能力。 （2）實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)法：從反應(yīng)物、反應(yīng)條件、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象記錄和分析、歸納得出結(jié)論等方面，引導(dǎo)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從具體到抽象，從實(shí)踐到理論來(lái)深化科學(xué)探究。 （3）直觀教學(xué)法：利用FLASH動(dòng)畫(huà)，化抽象為具體，突破難點(diǎn)。 2、學(xué)法指導(dǎo) （1）指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)觀察能力、探究能力。 （2）指導(dǎo)學(xué)生閱讀，引導(dǎo)學(xué)生概括知識(shí)要點(diǎn)，通過(guò)圖片、多媒體課件，引導(dǎo)學(xué)生從中獲得

7、信息和處理信息的能力。 教學(xué)目標(biāo) 1.說(shuō)明酶在細(xì)胞代謝中的作用、本質(zhì)。 2.通過(guò)閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷的探索和爭(zhēng)論中前進(jìn)的。 3.進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究，學(xué)會(huì)控制自變量，觀察和檢測(cè)因變量的變化，以及設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)。 教學(xué)重點(diǎn) 酶的作用、本質(zhì)。 教學(xué)難點(diǎn) （1）酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理。 （2） 控制變量的科學(xué)方法。 課時(shí)安排 1課時(shí)。 教學(xué)用具：多媒體課件。 教學(xué)方法：講授法、探究法、問(wèn)題導(dǎo)學(xué)法等。 教學(xué)過(guò)程： Ⅰ、導(dǎo)入新課： 1783年意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼對(duì)鷹的胃是否能進(jìn)行化學(xué)性消化進(jìn)行了研究，他將肉塊放在小巧的

8、金屬籠中，然后讓鷹吞下，過(guò)了一段時(shí)間，將籠子取出，肉塊不見(jiàn)了。 問(wèn)：（1）為何要將肉塊放在籠子中？ 答：排除了胃對(duì)肉塊的物理性消化。 問(wèn)：（2）對(duì)肉起消化作用的是什么物質(zhì)？ 答：一定是某些物質(zhì)進(jìn)入到金屬籠中，使肉分解?，F(xiàn)在已經(jīng)知道這個(gè)能讓肉分解的物質(zhì)就是——酶。 問(wèn)：（3）鷹的胃中肉塊消化過(guò)程的條件是怎樣的？ 答：是在一種極溫和的條件下進(jìn)行的。 問(wèn)：（4）在實(shí)驗(yàn)室中能否也能讓肉分解？能的話需要怎樣的條件？ 答：實(shí)驗(yàn)室也能進(jìn)行肉的分解，但是比起在生物體中來(lái)說(shuō)，需要高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等劇烈的條件才能進(jìn)行。 由以上事實(shí)可以看出，一些在實(shí)驗(yàn)里需要高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等劇烈的條件

9、才能進(jìn)行。在酶的作用下可以在一種極溫和的條件下進(jìn)行的 從本節(jié)課開(kāi)始我們就來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)酶的知識(shí)。 Ⅱ、講授新課： 一、 細(xì)胞代謝為什么離不開(kāi)酶（板書(shū)） 1、細(xì)胞代謝的概念及條件（板書(shū)） 【教師精講】 對(duì)于一個(gè)生物體來(lái)說(shuō)要進(jìn)行的生理活動(dòng)非常之多，構(gòu)成生物體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)需要不斷地合成與分解，細(xì)胞處于不斷地自我更新的狀態(tài)，而這種自我更新的過(guò)程完全依賴(lài)于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)，每一個(gè)化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化。細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱(chēng)就叫細(xì)胞代謝。（板書(shū)） 細(xì)胞生存的條件是很溫和的，那么細(xì)胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學(xué)反應(yīng)如何在常溫、常壓、水溶液環(huán)境、pH接近中性的

10、條件下，迅速高效地進(jìn)行呢？在化學(xué)反應(yīng)中有沒(méi)有提高化學(xué)反應(yīng)的方法呢？ 現(xiàn)在已經(jīng)知道是由于催化酶的作用，細(xì)胞代謝才能在溫和條件下迅速進(jìn)行。（板書(shū)） 2、酶在細(xì)胞代謝中的作用（板書(shū)） 【播放視頻】過(guò)氧化氫在不同條件下的分解，了解過(guò)氧化氫酶的作用和意義 播放前介紹：動(dòng)植物細(xì)胞在代謝中會(huì)產(chǎn)生的過(guò)氧化氫，過(guò)氧化氫對(duì)機(jī)體是有毒的。機(jī)體通過(guò)過(guò)氧化氫酶，催化過(guò)氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。過(guò)氧化氫在高溫或Fe3＋作用下也可分解成水和氧氣。 2H2O2H2O＋O2 問(wèn)：如何獲得過(guò)氧化氫酶？ 答：新鮮肝臟中含有較多的過(guò)氧化氫酶，所以新鮮肝臟研磨液含有較多的過(guò)氧化氫酶。 【對(duì)上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行

11、分析】 問(wèn)：上述實(shí)驗(yàn)分成了1、2、3、4號(hào)四支試管，哪些是四支試管共同的條件？?jī)蓛杀容^不同的條件有幾個(gè)？ 答：共同點(diǎn)：都在試管中加入2 mL H2O2溶液，都在相同的壓力下進(jìn)行。 不同點(diǎn)：1和2：只有溫度不同；1和3：3多了2滴FeCl3溶液；1和4：4多了2滴肝臟研磨液；3和4：加入的催化劑不同。 問(wèn)：1號(hào)試管沒(méi)有加任何試劑，它起的作用是什么？ 答：它起的是對(duì)照的作用。 結(jié)論：進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的其他因素相同，而只有其中某一因素不同，觀察其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。如果結(jié)果不同，那么影響該結(jié)果的就是這一不同的因素。在上述實(shí)驗(yàn)3試管和4試管只有加入的催化劑不同，那么該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果3放的氧氣少，4放出

12、氧氣多就是因?yàn)榧尤氲?號(hào)催化劑的催化效率比加入到3號(hào)的高。即酶具有高效性。 問(wèn)：2和4試管現(xiàn)象基本相同，能否在生物體中也利用2的方法來(lái)解毒？ 答：不能。加熱到這樣的溫度會(huì)造成生物的細(xì)胞死亡。 問(wèn)：能否用同一滴管給3和4試管加FeCl3溶液和肝臟研磨液？ 答：不能。共用滴管會(huì)讓肝臟研磨液（或FeCl3溶液）殘留在滴管內(nèi)，難以判斷出過(guò)氧化氫的分解是哪種滴加液的作用，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確。 問(wèn)：為何酶的催化效率會(huì)比無(wú)機(jī)催化劑更高呢？ 答：酶降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能?；罨芫褪欠肿訌某B(tài)轉(zhuǎn)化變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量?；罨茉酱?，反應(yīng)就越不容易進(jìn)行，反之就容易進(jìn)行。（板書(shū)）

13、問(wèn)：酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理 答：與底物結(jié)合形成中間復(fù)合物，使化學(xué)反應(yīng)按一定途徑進(jìn)行。 【教師精講】 在生物體中，生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)每時(shí)每刻進(jìn)行著。以人為例：據(jù)估計(jì)人體細(xì)胞內(nèi)每分鐘大約要發(fā)生幾百萬(wàn)次的化學(xué)反應(yīng)，這么多的化學(xué)反應(yīng)能在人體中順利而迅速地完成，完全是靠酶的催化作用。它和無(wú)機(jī)催化劑相比，具有更高的催化效率。 酶在細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)變化過(guò)程中起著重要作用，這個(gè)作用是其他物質(zhì)無(wú)法代替的。它降低了化學(xué)反應(yīng)中的活化能，而自身卻沒(méi)有發(fā)生變化，所以是一種催化劑。它是細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的，所以它也是細(xì)胞中具有高效催化效率的生物催化劑。它的作用就是降低活化能。 【與生活的聯(lián)系】在醫(yī)院常用雙氧水（含過(guò)

14、氧化氫）作為身體出現(xiàn)小傷口的消毒用藥，能觀察到什么現(xiàn)象嗎？試解釋該現(xiàn)象。答：能看到傷口有氣泡產(chǎn)生。原因是人體細(xì)胞中產(chǎn)生的酶將雙氧水分解成了水和氧氣。 二、 酶的本質(zhì)（板書(shū)） 1、 關(guān)于酶本質(zhì)的探索（板書(shū)） 現(xiàn)在已經(jīng)知道細(xì)胞內(nèi)的生理活動(dòng)之所以如此有序地快速進(jìn)行，酶的作用無(wú)可替代，但是19世紀(jì)以前，人們對(duì)這些所知甚少，人們對(duì)酶的認(rèn)識(shí)是科學(xué)家不懈努力的結(jié)果。 【資料分析】引導(dǎo)學(xué)生閱讀課文，教師總結(jié)分析。 1.法國(guó)微生物學(xué)家巴斯德認(rèn)為發(fā)酵是由于酵母細(xì)胞的存在，沒(méi)有活細(xì)胞的參與，糖類(lèi)是不可能變成酒精的。發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用；德國(guó)化學(xué)家李比希認(rèn)為

15、引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。 2.巴斯德是微生物學(xué)家，特別強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的作用；李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)的角度考慮問(wèn)題。他們的爭(zhēng)論促使后人把對(duì)酶的研究的目標(biāo)集中在他們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)上，使科學(xué)研究更加有的放矢。 3.他們的爭(zhēng)論被德國(guó)化學(xué)家畢希納的研究成果平息了，畢希納的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣。 4.薩姆納歷用正確的科學(xué)方法，堅(jiān)持不懈歷時(shí)9年將刀豆種子中的脲酶提純了出來(lái)。然后又用多種方法證明脲酶是蛋白質(zhì)。 【教師精講】 酶作為生物催化劑，人們對(duì)

16、它的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了較長(zhǎng)的時(shí)間，從酶究竟是在活細(xì)胞中能起作用還是釋放出來(lái)起作用一直爭(zhēng)論到到底是什么物質(zhì)，每次爭(zhēng)論的結(jié)果都讓人們對(duì)酶的認(rèn)識(shí)更深入一步，更加準(zhǔn)確，所以可以說(shuō)酶的本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程也正是人們認(rèn)識(shí)自然的一個(gè)真實(shí)寫(xiě)照。 2、酶的本質(zhì)：本質(zhì)：絕大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少量為RNA（構(gòu)成酶的基本單位是氨基酸和核糖核苷酸）（板書(shū)） Ⅲ、課堂練習(xí) Ⅳ、布置作業(yè)：完成課后練習(xí) 一、基礎(chǔ)題 【教學(xué)反思】 1、注重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng) 本節(jié)課最好是通過(guò)學(xué)生親手實(shí)驗(yàn)來(lái)探究酶在細(xì)胞代謝中的作用，來(lái)培養(yǎng)了學(xué)生收集和處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析和解決問(wèn)題的能力及交流和合作的能力。觀看視頻雖然節(jié)省了時(shí)間，但效

17、果不佳。 2、重視利用多媒體進(jìn)行輔助教學(xué) 酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理是一個(gè)抽象的過(guò)程，學(xué)生理解起來(lái)有一定的困難，為了幫助學(xué)生理解，我利用了多媒體進(jìn)行輔助教學(xué)：先用課件中直觀的圖解和文字說(shuō)明闡明酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理，然后用多媒體動(dòng)畫(huà)直觀播放酶降低活化能的過(guò)程。從課堂的反饋練習(xí)來(lái)看，多媒體很好地幫助學(xué)生突破了這一難點(diǎn)。 3、本教學(xué)設(shè)計(jì)是以新課程理念來(lái)指導(dǎo)教學(xué)，著眼于從知識(shí)、能力以及情感態(tài)度價(jià)值觀等方面提高學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng);從學(xué)生己有的社會(huì)生活實(shí)際以及經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)生物學(xué)和人類(lèi)生活的密切關(guān)系，關(guān)注學(xué)生個(gè)性的發(fā)展，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，采用小組合作探究性學(xué)習(xí)，將生物學(xué)史實(shí)融入到生物學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)當(dāng)中，大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，同時(shí)體驗(yàn)了科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究的過(guò)程。由于本節(jié)內(nèi)容采用探究式教學(xué)法，教師在具體操作過(guò)程中，要注意對(duì)課堂的把控。